一、基本原理

1.組成

對應了解

1）主磁體：

基本構建，用于產生磁場，主要有兩種方式產生磁場==永磁（磁鐵）、電磁（給線圈通電）。MR按主磁場的場強分類主要有四類，分類的原因是MR信噪比與主磁場場強成正比，低場<0.5T，中場0.5T-1.0T，高場1.0T-2.0T，超高場強>2.0T。1T=10000高斯，1高斯=5安培電流流過的銅線距離1厘米原距離的磁場強度。

核磁共振不僅需要磁場，還必須是要高度均勻的磁場，因為它能幫助我們空間定位、提高信噪比等

強度均勻度磁場的一種表示方法為頻率半高寬：

2）梯度系統：

主要用于空間定位、產生信號、擴散梯度等，由梯度線圈和梯度 放大器組成。醫學中里面的梯度是一個線性向上的坡度 ，而不是常見的樓梯。

梯度的產生主要是如下圖（這只是Z軸的 梯度磁場，其他XY軸都是如此），從圖中可以看出黃線 頭部磁場高，腳部磁場低，因為在頭部電流線圈產生的磁場與主磁場一致，故加強了磁場強度，在腳步電流線圈產生的磁場方向與主磁場相反，故減少了磁場強度，從而形成了一個坡度。

梯度線圈的性能指標：梯度場強和切換率，下圖就是梯度場強的計算，而切換率就是當我們設置一個場強強度，然后通電之后要達到這個強度需要一定的時間，故切換率=場強強度/需要的時間。

現在的梯度模式主要有：單梯度、雙梯度

3）射頻系統 ：

主要用于激發人體產生共振、采集MR信號，由射頻放大器、射頻通道、脈沖線圈（發射線圈 、接收線圈）組成。有的設備既能激發又能采集。

接收線圈與MRI是密切相關的，接收線圈離目標越進，所接收的信號越強、線圈內體積越小，所接收到的噪聲越低。所以就產生了對應人體線圈的設備，專門檢測。

4）計算機系統與譜儀

二、MRI的物理學原理

1.人體MR成像的物質基礎

人體內帶電的原子總是在自旋，所以就會產生磁場，這里就叫核場。利用氫原子核來生成MR圖像，通常情況下氫原子核產生的磁場方向是隨機的，更加矢量原則那么存在磁場抵消的情況，所以一般情況下人不能向磁鐵一樣有吸引力，即使再精密的儀器也檢測不了如此細小的磁場。

所以就把人放到主磁體里面，運用主磁體產生的磁場，那么人體中的氫原子就完全平行了，只是指向的方向不同罷了，最后就得到了一個方法的磁場。

進動是核場（小磁場人體產生）與主磁（主磁體）相互作用的結果，存在一定的角度不是完全平行好比陀螺斜著也能轉動。進動的頻率明顯低于質子的自旋頻率，但是進動更重要。

2?MRI可以探測出什么磁化矢量

不同的人體組織由于氫質子含量不同，宏觀磁化矢量也不同。但是此時的核共振線圈還是不能檢測出縱向磁化矢量，因為它在主磁體中的磁場還是太小了。但是根據電磁原理，如果磁體切割電場那么就能產生電流，所以如果縱向和主磁體方法一致無法探測出，那么如果得到橫向來切割主磁體 是否就能被探測出，不過由上面結論得知，無法產生橫向磁化矢量==》這就需要共振。

3.怎么產生磁共振

這個時候就需要發射系統中的發射線圈給低能氫質子發射無線電波，運用共振原理，使其獲得能量，然后進入到高能狀態，不同的強度會讓其發生不同的角度偏轉。

通過上面能檢測到不同組織氫質子含量的差別，但是對于臨床診斷而言還是不夠的，所以我們總是在90度脈沖關閉后過一定時間才進行MR信號采集。

4.射頻線圈關閉后采集信號

1）縱向弛豫：

不同組織釋放能力的時間是不同的，這個時間T1弛豫的快慢。

2）橫向弛豫

而橫向磁化矢量的衰減是由于質子失相位。失相位是指：氫質子的位置不再統一了，而是隨機地分在每個位置，橫向磁化矢量就逐漸消失。

不同組織有著不同質子密度、橫向(T2)弛豫速度、縱向(T1)弛豫速度，這是MRI顯示解剖結構和病變的基礎。如何利用這些技術得知不同組織的特性和結構、以及正常組織和病變組織，這就需要磁共振加權成像。

5.磁共振加權成像

什么是加權：

弱就黑，強就白，T1為一段時間后恢復為縱向，T2為一段時間后橫向減少

但是線圈沒辦法探測出縱向矢量，所以把一定時間之后恢復的縱向矢量再給脈沖變為橫向，所以我們就能知道不同組織所表現出來來顏色，比如水為黑色，脂肪為白色。

6.MRI空間定位

射頻系統通過線圈發射脈沖，那么到底發射在人體組織的那個地方呢，這就靠MRI的空間定位。

所以MRI空間定位也就利于磁場強度來確定具體的位置，MRI的三維空間定位也通過三個梯度場強來實現。

1）層面層厚選擇

利用梯度場和脈沖帶寬進行配合。通過控制脈沖的帶寬那么就會映射到人體的不同部位。

2）頻率編碼

那么就能把這個信號中的所有信息都分辨出來。

3）相位編碼

所以要頻繁的轉化相位場的強度，使其內部發送轉變。

7.K空間

K空間為MR圖像原始數據的填充存儲空間格式，填充后的資料經傅里葉轉化，重建出MR圖像。

K空間中間的相位編碼線決定圖像的對比，周邊區域（高頻）的相位編碼決定圖像的解剖細節

8.總的過程