磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。核磁共振(
uclearmag
eticreso
a
ce,NMR)是一种核物理现象。早在1946年Block与Purcell就报道了这种现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年发表了MR成像技术,使核磁共振不仅用于物理学和化学。也应用于临床医学领域。近年来,核磁共振成像技术发展十分迅速,已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统,并在世界范围内推广应用。为了准确反映其成像基础,避免与核素成像混淆,现改称为磁共振成像。参与MRI成像的因素较多,信息量大而且不同于现有各种影像学成像,在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。
一、磁共振现象与MRI含单数质子的原子核,例如人体内广泛存在的氢原子核,其质子有自旋运动,带正电,产生磁矩,有如一个小磁体。小磁体自旋轴的排列无一定规律。但如在均匀的强磁场中,则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。在这种状态下,质子带正电荷,它们像地球一样在不停地绕轴旋转,并有自己的磁场正常情况下,质子处于杂乱无章的排列状态。当把它们放入一个强外磁场中,就会发生改变。它们仅在平行或反平行于外磁场两个方向上排列
用特定频率的射频脉冲(radio
freque
cy,RF)进行激发,作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振,即发生了磁共振现象。停止发射射频脉冲,则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来,其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程(relaxatio
process),而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间(relaxatio
time)。有两种弛豫时间,一种是自旋晶格弛豫时间(spi
latticerelaxatio
time)又称纵向弛豫时间(lo
gitudi
alrelaxatio
time)反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间,也是90°射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间,称T1。另一种是自旋自旋弛豫时间(spi
spi
relaxatio
time),又称横向弛豫时间(tra
sverserelaxatio
time)反映横向磁化衰减、丧失的过程,也即是横向磁化所维持的时间,称T2。T2衰减是
f由共振质子之间相互磁化作用所引起,与T1不同,它引起相位的变化。人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定的,而且它们之间有
一定的差别,T2也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别,是MRI的成像基础。有如CT时,组织间吸收系数(CT值)差别是CT成像基础的道理。但MRI不像CT只有一个参数,即吸收系数,而是有T1、T2和自旋核密度(P)等几个参数,r