一、磁共振現(xiàn)象與MRI
含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電，產(chǎn)生磁矩，有如一個(gè)小磁體（圖1-5-1)。小磁體自旋軸的排列無(wú)一定規(guī)律。但如在均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)中，則小磁體的自旋軸將按磁場(chǎng)磁力線的方向重新排列（圖1-5-2)。在這種狀態(tài)下，
用特定頻率的射頻脈沖（radionfrequency，RF)進(jìn)行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。停止發(fā)射射頻脈沖，則被激發(fā)的氫原子核把所吸收的能逐步釋放出來，其相位和能級(jí)都恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)。這一恢復(fù)過程稱為弛豫過程（relaxationprocess)，而恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)所需的時(shí)間則稱之為弛豫時(shí)間（relaxationtime)。有兩種弛豫時(shí)間，一種是自旋-晶格弛豫時(shí)間（spin-lattice relaxationtime)又稱縱向弛豫時(shí)間（longitudinal relaxation time)反映自旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時(shí)間，也是90°射頻脈沖質(zhì)子由縱向磁化轉(zhuǎn)到橫向磁化之后再恢復(fù)到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)所需時(shí)間，稱T1。另一種是自旋-自旋弛豫時(shí)間（spin-spin relaxation time)，又稱橫向弛豫時(shí)間（transverse relaxation time)反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時(shí)間，稱T2。T2衰減是由共振質(zhì)子之間相互磁化作用所引起，與T1不同，它引起相位的變化。
圖1-5-1 質(zhì)子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉(zhuǎn)，并有自己的磁場(chǎng)
圖1-5-2 正常情況下，質(zhì)子處于雜亂無(wú)章的排列狀態(tài)。當(dāng)把它們放入一個(gè)強(qiáng)外磁場(chǎng)中，就會(huì)發(fā)生改變。它們僅在平行或反平行于外磁場(chǎng)兩個(gè)方向上排列
人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對(duì)固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此（表1-5-1a、b)。這種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是MRI的成像基礎(chǔ)。有如CT時(shí)，組織間吸收系數(shù)（CT值)差別是CT成像基礎(chǔ)的道理。但MRI不像CT只有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T1、T2和自旋核密度（P)等幾個(gè)參數(shù)，其中T1與T2尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的T1（或T2)值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。
MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成Nx，Ny，Nz……一定數(shù)量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)處理，獲得每個(gè)體素的T1值（或T2值)，進(jìn)行空間編碼。用轉(zhuǎn)換器將每個(gè)T值轉(zhuǎn)為模擬灰度，而重建圖像。
表1-5-1a 人體正常與病變組織的T1值（ms)
| 肝 | 140～170 | 腦膜瘤 | 200～300 |
| 胰 | 180～200 | 肝癌 | 300～450 |
| 腎 | 300～340 | 肝血管瘤 | 340～370 |
| 膽汁 | 250～300 | 胰腺癌 | 275～400 |
| 血液 | 340～370 | 腎癌 | 400～450 |
| 脂肪 | 60～80 | 肺膿腫 | 400～500 |
| 肌肉 | 120～140 | 膀胱癌 | 200～240 |
表1-5-1b 正常顱腦的T1與T2值（ms)
| 組織 | T1 | T2 |
| 胼胝體 | 380 | 80 |
| 橋腦 | 445 | 75 |
| 延髓 | 475 | 100 |
| 小腦 | 585 | 90 |
| 大腦 | 600 | 100 |
| 腦脊液 | 1155 | 145 |
| 頭皮 | 235 | 60 |
| 骨髓 | 320 | 80 |
