核磁共振的原理是什麼?

時間 2021-05-06 01:42:36

1樓:蹬著

磁共振成像(MRI)的基本原理是將人體置於特殊的磁場中,用無線電射頻脈衝激發人體內氫原子核,引起氫原子核共振,並吸收能量。在停止射頻脈衝後,氫原子核按特定頻率發出射電訊號,並將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經電子計算機處理獲得影象,這就叫做核磁共振成像。MRI提供的資訊量不但大於醫學影像學中的其他許多成像術,而且不同於已有的成像術,因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優越性。

它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層影象,不會產生CT檢測中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對機體沒有不良影響。MRI對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞症和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時對腰椎椎間盤後突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。 MRI也存在不足之處。

它的空間解析度不及CT,帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MRI的檢查

2樓:白水為泉

核磁的原理大致分以下幾個步驟推導:

①人體內含有大量水,每個水中的每個氫都含有的乙個質子,質子帶正電荷,並且都會自轉,所以帶電質子的自轉會產生磁場,其磁場的方向可以用右手定則確定。

②普通情況下人體所含質子的方向是隨機的,所以自旋時產生磁場的方向也是雜亂無章的,因此產生的磁場相互抵消,所以產生的綜合磁場強度為零。

③外加磁場後,大部分質子產生磁場的方向指向外加磁場方向,稱之為低能質子。少量質子的指向與外加磁場的方向相反,稱之為高能質子。所以質子產生的綜合磁場指向外加磁場方向。

需要注意:此時質子兼顧自旋和指向磁場方向或反方向的兩種運動,其綜合運動外觀上類似於旋轉的陀螺,稱之為進動運動。

④此時外加與質子進動頻率相同的射頻脈衝,少部分低能質子會吸收能量暫時變為高能質子,縱向磁場強度隨之不斷減小,最終高能質子數量等於低能質子數量,縱向磁場強度為零。此時繼續施加脈衝,質子進動運動發生共振,即:質子間吸引靠攏,所以高能質子和低能質子均產生乙個磁場(借用上北下南左西右東常規座標系,高能質子產生東南方向磁場,低能質子產生東北方向磁場),由於兩磁場縱向分向量抵消,因此最終表現為產生橫向磁場。

⑤外加脈衝消失後,質子先會由於排斥作用(和磁場不均勻等原因)橫向磁場逐漸消失(進動質子失相位),也就是橫向磁化向量發生衰減,這個過程被稱為T2弛豫。在T2訊號中,由於水的橫向豫馳的很慢,一直存在橫向磁場,能採集大量電訊號,所以訊號為高訊號,為白色。而脂肪橫向豫馳恢復很快,所以為相對水來說是低訊號,為灰白色。

⑥之後暫時成為高能的質子釋放熱能轉變為低能質子,也就是縱向磁化向量逐步增加,被稱為T1弛豫。所以T1顯示快速恢復的組織為高訊號,緩慢恢復為低訊號。而水是緩慢恢復,所以為低訊號,規定為黑色,脂肪為快速恢復,所以為高訊號,為白色。

⑦之後通過空間相位編碼技術形成磁共振影象。大概方法是外加X、Y、Z軸三個方向的梯度磁場(梯度磁場指場強漸變的磁場),所以採集到的每個訊號都擁有了自己獨特的空間位置訊號,訊號重建後獲得核磁影象。

說點題外話——我覺得對磁共振成像的理解過程需要逐步完成,因為有很多東西無法一步到位,所以通過分段理解的方式更加有效,甚至還涉及破和立的過程。

如果你對磁共振了解足夠深,你發現這個版本還有漏洞或爭議,比如,共振在外加脈衝那一刻就應該發生,為什麼上文說高能、低能質子數量相同後才發生共振。再比如T2弛豫與T1弛豫實際上是同時發生,那麼在介紹中為什麼總是先說T2弛豫再說T1弛豫。等等,類似的問題還有很多,只能是不斷探索和重新整理認知吧。

3樓:老王講技術

針對這個問題我發過文章,點開你能看到想知道https://

4樓:則特西西的顧

題主你好,

你說的聲音是方波打入梯度線圈gradient coil的時候,快速變化的輸入電流產生了電磁感應力,導致梯度線圈碰撞發出的. 每次phase encoding梯度磁場變化的時候你可以聽到這個聲音. 原則上可以用乙個更加緩慢變化的波形來避免這個聲音.

至於核磁共振的原理基本是先發射射頻訊號,把原子核自旋激發到高能級,再一定時間以後再接收.

為什麼共振可以用來成像? 主要是通過梯度磁場是的空間中不同位置的靜磁場不一樣. 核磁共振頻率正比於靜磁場強度,所以梯度線圈使得不同位置的原子核共振頻域不同, 接收到的訊號波包含有不同頻率的資訊.

它們包含著空間不同位置的資訊.所以可以用它來成像.

更多的資訊題主可以去查一下gradient echo這個 MRI 基本的成像序列會有跟多的了解.至於物理方面,MRI基本上用巨集觀模型就可以了.一些化學質譜會用些量子力學的東西。

5樓:楊郁海明

先回答關於聲音的部分,這個很簡單就是變化的磁場引起金屬震動發出的聲音。

如果要展開,為什麼要變化的磁場?金屬為什麼會震動?就要涉及太多,目前的答案裡也有,我就不多說了。

然後關於為什麼聲音會不一樣,主要是磁共振掃瞄的時候對於想要得到的影象訊號使用不同的變化磁場的方式,所以聲音也完全不一樣。

6樓:鐵西

建議買一本俎棟林的《核磁共振成像原理和方法》,慢慢研究。你要知道從MRI的開始到現在與之相關的研究者獲得諾貝爾獎的就超過15位,這門學問不是一句兩句就能說清楚的。

7樓:

我覺得題主如果在沒有任何物理背景下光憑以上回答理解MRI原理,難度也是特別大的...

找本講磁共振的書把前三章看一下就好了。

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