MRI 原理简介
▪ 基础原理
▪ A.磁矩的产生
▪ B.共振与讯号
▪ C.松弛(Relaxation)
▪ 成像原理与波序
▪ 成像原理
▪ 波序pulse sequence
A.磁矩的产生A-1 原子与自旋
原子包含了—质子、中子、电子    原子序=质子数
原子量=质子数+中子数            自旋指数(I)有三种：0、分数、整数
质子数
中子数
自旋指数I
奇数
奇数
整数
偶数
偶数
0
奇数
偶数
分数
偶数
奇数
分数
当I=0时(呕呕)，则该原子对外加磁场毫无反应！
  ※质子数和中子数皆为偶数之原子对磁场毫无反应，无法形成磁矩！
  会自旋的原子可视为一个小磁棒(电动生磁)！
选择1H做MR影像的原因：
★I=½
★磁旋比值(γ)较高，对磁场非常敏感
★人体组织主要是水与脂肪，两者都含有氢原子
A-2.磁矩与进动运动
在无外加磁场的情形下，人体组织内的氢核任意排列，净磁矩(向量)=0
 
 将人体放入磁场中，会发生什么事呢？
(1)Zeeman interaction：假设磁场方向朝上，所有的氢核分成两组：
  低能阶状态(向量顺着磁场的方向)
      高能阶状态(向量反磁场方向)
两者相减=得到的是向上的净磁矩(M0)，与磁场强度成正比，故磁场愈强讯号愈好。对于净磁矩(M0)的操控乃是MR影像之基础！
(2)Precession(进动运动)：由于磁场与移动的正电荷所产生的交互作用。类似旋转中的陀螺运动方式，以频率(frequency)和相位(phase)来表现。
把两个现象综合来看则如下图：
※拉莫等式 ： ω0=γB0∕2π(可用来计算出某磁场强度下各种原子的进动运动的频率)  ω0：进动运动频率(MHz)  γ：磁旋比slice中文(MHzT-1)                      B0：主磁场强度(Tesla)
B.共振与讯号
B-1射频电波(RF pulse)
※共振：在频率相同的条件下所进行之能量转移的现象。
RF打开后会有什么现象产生？
(1)能量吸收
当氢核暴露于RF能量之下时，氢核会吸收能量，使得净磁矩(M0)朝向高能阶方向(朝下)移动，当给予RF波的时间够长时，使得M0到达XY平面上，与原来大约成90度角，此RF波称为90度RF波。
(2)同相(in phase)：所有的磁向量朝向同一方向，RF 波可看成是另一个磁场(B1)，M0会同时垂直B0和B1。
关闭后又会有什么现象产生呢？
(1)松弛(Relaxation)：氢核借着释放能量回到原来位置的过程。有纵向和横向两种。
(2)产生讯号(FID；Free Induction Decay)
在松弛的过程中，若在XY平面上装置一个线圈则可侦测到一连串变化的电压值，称为FID。
对MR影像来说，所产生的讯号之考虑有三点：
★a→振幅
★b→频率
★c→相位
在MR影像中，讯号有百百款，如何将这些讯号利用以上三个特性来加以区分开来呢？
※富立叶转换(Fourier transformation)：将讯号的时间函数转换成频率函数的计算方法。
B-2 化学位移(Chemical Shift)
MR讯号的主要两大来源：水与脂肪
由于水与脂肪的分子环境不同，同样是氢核却因为位在水中或脂肪中而造成所感受到磁场强度有些许的差异，这种现象称为chemical shielding。
若以频率来表示此现象则称为chemical shift，通常是以ppm scale来表示，大约是3.5ppm(脂肪较低)，在1.0T之下约相差150Hz，在1.5T之下是220Hz。
★Chemical shift的现象有时会造成影像中的假影，不过也提供了in-phase与out-of-phase影像来确定脂肪性病灶，且在不同环境中的氢核的chemical shift，正是MR频谱分析(MR Spectroscopy)的基础。
C.松弛(Relaxation) ※松弛：在RF波关闭之后氢核将能量释放出来而回到原来低能阶状态的过程。C-1 T1松弛

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