磁共振成像(MRI)的基本原理主要基于核磁共振(NMR)现象,通过检测人体内氢原子核在磁场中的反应来获取图像信息。
首先,人体被置于一个强大的静磁场中,此时体内的氢原子核(主要是水分子中的质子)会按照磁场方向排列,并以特定频率绕磁场轴旋转,即所谓的进动。当向人体发射特定频率的射频脉冲时,这些氢原子核会吸收能量并跳到高能态。射频脉冲停止后,氢原子核逐渐回到低能态,释放出之前吸收的能量。这些能量信号被外部设备检测到,并通过计算机处理转换成图像。
其次,影响磁共振影像的因素包括质子密度、弛豫时间以及顺磁性物质和蛋白质等组织特性。质子密度反映了单位体积内氢原子的数量,不同组织的质子密度差异主要受水分和脂肪含量的影响。弛豫时间分为T1(纵向弛豫时间)和T2(横向弛豫时间),这两个参数描述了氢原子核从激发状态恢复到平衡状态的两个阶段。T1主要受水分子局部环境影响,而T2则受水分子移动及其周围环境的不均匀性影响。
最后,通过调整扫描序列中的重复时间(TR)和回波时间(TE),可以强调T1或T2对比,生成T1加权或T2加权图像。这种灵活的应用使得MRI能够清晰地显示人体的各种结构和病变,如肿瘤、水肿及出血等。
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