MRI 的基本介紹
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投稿人：輔大醫學系 戴偉哲
簡介
MRI為一種非侵入性、不用游離輻射(eg. X-RAY)的高品質影像檢查。在外加靜磁場內，利用射頻(radiofrequency，RF)對人體產生各種平面的高品質斷層切面影像。
成像原理
(1) MRI
- MRI的全名為『Magnetic resonance imaging』，用白話文來說就是：原子核內奇數的中子或質子在磁場作用下，吸收並釋放能量的過程。
(2) 原子核極化
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自旋(spin)
每個質子就是細小的自旋磁體。而奇數中子或質子才可以spin (eg. 1H1, 13C6, 19F9, 23Na11, 31P15 其中我們用 1H1)。
MRI選擇1H1原因：存在水和脂肪中，而人體有60%水、20%脂肪，含氫豐富，且H的磁共振訊號強 -
旋進(precession)
質子受到外加靜磁場作用時，其磁矩力會發生旋轉- Larmor Equation: ω =γx Bo
- ω= 旋進(precessional)/共振(resonance)的頻率
- γ =各種原子的常數
- Bo=外加磁場
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物理小複習
原子核受到磁場的影響，會沿著磁場方向做正向（順磁場）或反向（逆磁場）的排列。
(3) 臨床上MRI，磁場強度用1.5T得到氫的ω = 63.4 MHz.
- 註：1.5 Tesla = 地磁三萬倍
(4) Excitation(激發)
- 利用射頻脈衝(radiofrequency pulse)使淨磁力從平衡方向(原Bo方向)偏轉，此吸收能量的過程稱為激發(excitation)。
(5) Relaxation(弛豫)
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當RF pulse終止，質子磁矩就將吸收的能量以相同頻率的無線電磁波形式釋放出來。
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釋放的能量會轉為RF signal，以射頻線圈(RF coil)為接收器接收
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信號強度(signal intensity)取決於質子的數量(密度)多寡。
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所以做MRI的過程中，會使用RF射頻(f=10^6-10^10)，因此體溫會略為提高。
(6) 接收到無線電波後，經由電腦運算後構成。
(7) 增加梯度磁場，讓不同位置感應電流，具有不同頻率。
(8) 總結MRI
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有外加磁場→氫原子排列整齊→人體產生磁性(暫時的)→RF激發與接收→各頻率轉換→成像
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幫助想像影片連結
T1 vs T2 Relaxation
(1) T1 relaxation
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當RF關閉時，縱向質子有63%回復到原方向的時間
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Tissue=50ms； fat=200ms；fluid(CSF)=2000ms
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fat的T1短，表示下一次打開RF時，fat質子被打回去xy平面的量比較多，即訊號比較強，所以fat比fluid亮。
(2) T2 relaxation
- 當RF關閉時，橫向淨磁矩衰減(decay)63%所需的時間，即橫向磁化衰減成原有值37％所需時間
(3) MRI利用各器官質子密度與T1、T2的差異來產生不同影像訊號。
- T1/T2(ms)： fat=220 / 90 CSF=2000 / 300…
T1WI vs T2WI
物質 T1WI T2WI 水 or CSF 暗 亮 (記: H2O T2亮) 白質 亮 暗 灰質 暗 亮 (含水多) 出血(acute) 灰 灰暗 出血(subacute) 亮 亮 bone cortex 暗 暗 bone marrow 亮 亮 軟骨 灰 灰暗 fat 亮 灰亮 資料來源
- 國泰放射科上課筆記
- 中國醫醫學影像學習園地
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