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磁共振成像

磁共振成像磁共振成像的临床应用是医学影象学中的一场革命，是继CT、B超等影象检查手段后又一新的断层成像方法，与CT相比，

MRI具有高组织分辨力、空间分辨力和无硬性伪迹、无放射损伤等优点，同时在不同对比剂的条件下，可测量血管和心脏的血流变化，广

泛应用于临床。核磁共振（Nuclear magnetic resonance, NMR）成像，现称为磁共振成像（Magnetic rexonance imaging, MRI）。从

原理的发现到目前临床各种先进成像技术的应用，是基于科学家们对原子结构的不断认识。1924年Pauli发现电子除对原子核绕行外，还

可高速自旋，有角动量和磁矩。1946年美国哈佛大学的Percell及斯坦福大学的Bloch分别独立地发现磁共振现象并接收到核子自旋的电

信号，同时将该原理最早用于生物实验，在物理学、化学方面作出了较大的贡献。1952年荣获诺贝尔物理奖。磁共振成像的设想出自

Damadian。1971年发现了组织的良、恶性细胞的MR信号有所不同。1972年P. C. Lauterbur用共轭摄影法产生一幅试管的MR图象。1974年

作出第一幅动物的肝脏图象。随后MRI技术在此基础上飞速发展，继而广泛地应用于临床。由于人体内各种不同组织如骨、软骨、软组

织和其他器官的水和脂肪等有机物的含量不同，同一组织中正常与病变环境下质子的分布密度不同，其弛豫时间也存在着明显的差异。

因此对人体中H原子分布状态进行研究，以组织的二维、三维高分辨力图象加以显示，在医学上具有重要的意义。基本原理核子的自旋

和磁矩的存在，使其能够在强大的磁场中旋进。Radi测出不同核子的角动量和磁矩。不同核子在同一磁场中其磁矩和角动量各不相同。

同一核子在不同场强的磁场中，其振荡频率也不相同。磁共振是共振现象的一种，是指原子核在进动中吸收外界能量产生的一种能量跃

迁现象。这种跃迁只能出现在相邻两个能量级之间。所谓外界能量是指一个激励电磁场（射频磁场），它的磁矢量在某一个平面上旋转

，因此，除其旋转频率正好与原子核回转频率相同外，其自旋方向必须和核磁矩相同，原子核才会吸收到能量，这是磁共振现象的必要

条件。磁共振成像技术的发展产生了许多成像技术方法，但总的设计思想是如何用磁场值来标记受检体中共振核子的空间位置。发生共

振的频率与它所在的位置的磁场强度成正比。如果能使空间各点的磁场值互不相同，各处的共振频率也就不同，把共振吸收强度的频率

分布显示出来，实际就是共振核子的分布，即核磁共振自旋密度图象。但不可能使同一时刻的三维空间中各点具有不同的磁场值，所以

需设计突出各特定点信息的方案。要达到此目的，首先可对观测的对象进行空间编码，把研究对象简化为由nx，ny，nz个小体积（体素

）的组成，然后采用依次测量每个体素或由体素排列的线或面的信息量，再根据个体素的编码与空间位置的一一对应关系实现图象重建

。由于成像的灵敏度、分辨率、成像时间和信噪比（S/N）等要求不同，产生了多种成像方法，归纳起来可分为两大类：一是投影重建法

；二是非投影重建法，包括线扫描成像法和直接傅立叶变换（fourier transform）成像法。

1）矢向梯度磁场：平行于Y轴、梯度磁场自后向前变化，从而明确前后关系；

2）横向梯度磁场：平行于X轴、梯度磁场自右向左变化，从而明确左右关系；

3）轴向梯度磁场：平行于Z轴、梯度磁场自上向下变化，从而明确上下关系。

成像装置

磁共振成像系统是由磁体系统、普仪系统、计算机系统和图象显示系统组成。磁体系统是由主磁体、梯度线圈、垫补线圈和与主磁

场正交的射频线圈组成，是磁共振发生和产生信号的主体部分。普仪系统是产生磁共振现象并采用磁共振信号的装置，主要由梯度场发

生和控制系统、MR信号接收和控制等部分组成。计算机图象重建系统要求配备大容量计算机和高分辨的模数转换器（analog/difital

converter, A/D），以完成数据采集、累加、傅立叶转换、数据处理和图象显示。