MRl的物质基础
一、原子的结构
任何物质都是由分子组成的，分子是由原子组成的。原子是由原子核和位于其周围轨道中的电子构成的，电子带有负电荷。原子核由中子和质子构成，中子不带电荷，质子带正电荷。人体内最多的分子是水，水约占人体重量的65%。
二、自旋、核磁、磁化矢量的概念
任何磁性原子核都具有以一定频率绕自身轴进行高速旋转的特性，该特性称自旋(spin)。MR成像的基本原理在于带正电荷的质子的自旋。这个自旋的带有小磁场的质子在物理学上称为磁矩。具有剩余自旋的质子在外加磁场的作用下，会发生反应而改变排列方向，称这样的元素具有MR活性元素。把由带正电荷的原子核自旋产生的磁场称为核磁。
每个氢质子形成的磁矩都具有一定的大小和方向。在物理学上，具有方向和大小的单位称为磁化矢量或向量。大小可以求和，方向可以合并或分解。
三、磁性和非磁性原子核
原子核内的质子和中子数均为偶数，则该种原子核无自旋及核磁，被称为非磁性原子核，反之，有自旋和核磁的原子核称为磁性原子核。
磁性原子核需符合以下条件：
①中子和质子数均为奇数；
②中子为奇数，质子为偶数；
③中子为偶数，质子为奇数
四、用于人体MR的原子
人体内含有多种磁性原子核，目前最常用的原子核为质子(1H)，一般所指的MR图像为质子成像。选择1H的理由是：
①1H结构简单，仅有一个质子而没有中子；
②人体中含量最多，占人体总原子核数量的2/3以上；
③1H的磁化率在人体磁性原子核中最高； ④1H在人体内的摩尔浓度最高。
五、人体组织MR信号的主要来源
常规MRI信号主要来源于水分子中的质子(简称水质子)，部分组织的信号也可来源
于脂肪中的质子(简称脂质子)。
人体内的水分子可以分为自由水和结合水两种。
结合水是指蛋白质大分子周围水化层
中的水分子，这些水分子黏附于蛋白质大分子的部分基团上，与蛋白质大分子不同程度地结合在一起，其运动受限。
自由水是指未与蛋白质结合，能自由活动的水分子。
蛋白质和结合水的T2值都很短，一般小于1ms，常规MR上不能产生MR信号，对不含脂肪的组织而言，其MRI信号直接来源于自由水。
