磁共振MRI简单总结：工作原理、特点及应用

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MRI（Magnetic Resonance Imaging），磁共振成像。
MRI的工作原理与发射型断层成像和透射型断层成像相差甚远。MRI显示的是一幅一个截面内的“质子密度”图像。
一、MRI的工作原理

我们用浅显的语言，不太严格地介绍MRI的工作原理。
MRI 的目的是获得病人体内的氢原子（H + ）的分布图。
1. M磁
氢原子就是一个质子而已，它携带一个单位的正电核，而且不停地自我旋转。自旋产生一个小磁场，就像一个小磁铁一样。小磁铁有其磁矩。

如果外界没有一个强磁场存在，人体内部的质子磁矩的方向是随机排布的。所以，所有质子磁矩的总和等于0.

如果外界有一个强磁场存在，净磁矩就不再为0了。我们必须指出，即使有一个很强的外磁场作用的情况下，质子的磁矩也不全指同一个方向，研究发现，质子磁矩的指向是half and half 的，对半分
一半指向外磁场方向，一半逆向外磁场方向。
所以，净磁矩是很小的，其幅度正比于

各个量代表什么意思就不细说了。
我们要获取到足够的信号，必须有足够强的外加磁场。

为了解释MRI的物理原理，我们还要引入另一个物理概念——进动。
我们来观察一下旋转的玩具陀螺（或一个陀螺仪）。我们发现，陀螺除了自旋以外， 还有另外一个运动：自旋的转轴绕着重力（它是一个外力）的方向旋转。这个自旋的转轴绕着重力方向旋转的运动就叫进动（图7.4）。如果陀螺不做自旋运动，进动也不会发生，陀螺就会倒在地上。

2. 共振R
在加了外电场后，我们手上就有一个叫做净磁矩的向量M，这个向量一直在做自旋运动。在正常状态下，向量M与外部磁场B的方向是相同的。
但是，如果我们有办法把向量M撞得失去了平衡，向量M和外磁场B指向就不一样了，向量M就会绕着外磁场B的方向作“进动”。就像脱落绕着重力的方向一样。
当净磁矩M绕外磁场B作进动后，就会向外发射信号。信号是射频信号，也就是一定频率的电磁波。
但是，想要将M从外磁场B方向撞开可不是一个简单的过程。这个过程是非常重要的，该过程就叫做共振。对于1.5特斯拉的MRI设备而言，质子的拉莫尔频率约为64兆赫兹。
所以，为了将M撞离B，我们需要外加一个交变的B1磁场，该磁场的频率与原外磁场B导致的进动频率相同。为什么频率要与进动频率相同？因为我们要反复施加这个磁场，不然质子又会回到原平衡状态。

3. 成像I
病人体内发散出的RF信号不能用来成像，因为这个信号是人体内各处RF信号的总和，没法直接成像，所以还需要后期处理。
实际上，一台MRI仪器中有非常多的x梯度线圈、y梯度线圈、z梯度线圈，它们是用来捕获RF发射源的位置的。
二、MRI的特点

• MRI所显示的解剖结构非常逼真，在良好清晰的解剖背景下，再显示出图像。
  
• MRI血管不用注入对比剂就可显影
  
• 无创伤、无电离辐射
  

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