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磁共振成像原理

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, 簡稱MRI)是一種醫學影像技術,它利用磁場和射頻脈衝來激發人體內的氫原子核,使其發生共振現象。以下是MRI成像的基本原理:

磁場套用。MRI設備中,人體首先被置於一個強大的靜磁場中。這個磁場會暫時重新排列細胞中的水分子(因為人體含有大約60%的水),使其氫原子核按照磁場的方向排列。

射頻脈衝激發。然後,使用特定頻率的射頻(RF)脈衝來照射這些排列好的氫原子核。這些脈衝使氫原子核吸收能量並發生共振,導致它們從低能級躍遷到高能級。

信號釋放與接收。當射頻脈衝停止後,氫原子核通過弛豫過程逐漸釋放出吸收的能量,以電磁波的形式發出信號。這一過程稱為磁共振信號的釋放。

空間編碼。通過梯度磁場的套用,可以對這些信號進行空間編碼,從而確定它們來源於體內的具體位置。

圖像重建。最後,通過計算機處理接收到的磁共振信號,可以重建出人體內部結構的三維圖像。

MRI圖像的質量和清晰度基於不同組織之間的對比度,這種對比度主要取決於T1(自旋-晶格弛豫時間)和T2(自旋-自旋弛豫時間)的差異。不同組織對這些弛豫時間的值有所不同,因此它們在MRI圖像上的表現也有所不同。