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Magnetic Resonance Imaging

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Magnetic Resonance Imaging - PowerPoint PPT Presentation


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Magnetic Resonance Imaging. Road map. (1924) Pauli :有些原子核在自轉 (Spin) 下,因帶有電荷會產生磁極子 (Magnetic dipole) 。 (1945~1946) Bloch & Purcell: 發現強大磁場下,原子核對電磁輻射吸收時,會發生核磁共振 (Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 現象。 (1952) Gabillard :若梯度變化磁場 (Gradient Magnetic Field) 下研究 NMR ,可定出 NMR 發生的位置。

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PowerPoint Slideshow about 'Magnetic Resonance Imaging' - Anita


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Presentation Transcript
road map
Road map
  • (1924) Pauli:有些原子核在自轉(Spin)下,因帶有電荷會產生磁極子(Magnetic dipole)。
  • (1945~1946) Bloch & Purcell: 發現強大磁場下,原子核對電磁輻射吸收時,會發生核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)現象。
  • (1952) Gabillard:若梯度變化磁場(Gradient Magnetic Field)下研究NMR,可定出NMR發生的位置。
  • (1971) Damadian: 以老鼠正常組織與惡性腫瘤研究,發現腫瘤NMR的鬆弛時間(Relaxation time)比正常組織長,可作為組織分類依據。
mri 2
MRI 原理(2)

當原子核置於外加磁場時,

原子核內的核磁極子會改變軸向,

以便與外加磁場方向成順向排列。

此時能階為:

mri 3
MRI 原理(3)—磁極子總和
  • 當不外加磁場時,物質內各原子的核磁極子成隨機排列,所以核磁極子總和為0,M0=0
  • 當外加磁場時,原子內的核磁極子開始沿外加磁場排列。由於順磁極子能階較低,會因外加磁場大小而有不同的數量,使得總和M0不為0
mri 4
MRI 原理(4)- 旋轉磁極子

原子核有自轉(spin)特性,因此核磁極子M0會以外加磁場為軸心,

以特定頻率做圓周振盪。共振頻率(resonant frequency)W0為:

mri 5 nmr
MRI 原理(5)- NMR量測
  • 每個原子也許I會相同,但μ卻不相同,因此r會成為原子核特徵值。利用外加磁場H0的變化測量ω0,進而由r分辨物質所含的原子核種類及分佈位置,即為NMR運用原理。
  • 順磁核磁極子沿外加磁場以ω0頻率旋轉,若加適當外力會使核磁極子由順磁變反磁。
mri 6
MRI 原理(6)- 平面極化場

平面極化場可視為兩個不同相位的圓形極化場合成。

mri 7
MRI 原理(7)- 能量吸收與釋放

當平面極化場照射核磁極子時,會使其產生逆磁性反轉,

其中平面極化場中與核磁極子同相的圓形極化場會被吸收,

只留下不同相部分。

當外加的平面極化場消失後,逆磁的核磁極子會釋出所吸收

的能量,恢復為順磁狀態,NMR即是量側所釋出的圓形極化

場能量。

mri 10 t2
MRI 原理(10)- T2時間

當核磁極子由in-phase衰減到dephase時,

其衰減可由M2分量表示,也就是M2衰減受T2控制:

mri 14 mri
MRI 原理(14)-MRI成像
  • 生理組織由不同分子組成,各種分子的NMR現象各不相同,利用外加變化的H0可改變W0可做MRI影像定位;透過量測T1及T2時間可分辨不同組織。
mri 17
MRI 原理(17)-身體分子特性
  • 軟組織的NMR現象,T1及T2有極大差異。
  • 水分子內的氫質子是體內產生NMR作用最多的粒子。
  • 體內水分子可分為: 束縛水分子、結構性水分子、bulk water、水解水分子等。水分子大小不同,因此自轉與位移特性均不相同。
  • 蛋白質具有厭水性。