实训项目5：自旋回波序列成像
任务一：操作SE序列获取图像
实验目的：
1.能够确定射频场中心频率，软脉冲900与1800射频，在系
2.统默认参数下，能够进行成像操作，并对图像进行简单后期
3.处理；
4.能够通过成像操作，能够总结归纳并掌握SE成像序列的
5.数据采集过程；
6.通过成像操作，能够说明原始数据空间的数据特点，以及
7.与图像之间的关系；
8.通过成像操作，能够通过分别调整接收带宽与频率编码梯
9.度实现图像横向分辨率的调整；
10.通过成像操作，能够通过分别调整相位编码步数、相位编
11.码梯度大小相位编码时间实现图像纵向分辨率的调整；
12.通过成像操作，能够通过分别调整接收增益与平均次数实
13.现图像信噪比的调整控制；
14.通过实践操作，能够通过调整选层梯度的施加来调整控制
15.获取图像断面（横断面、矢状面、冠状面）；
实验内容：
1)中心频率确定：O1(KHz);
2)射频中心频率确定；
3)软脉冲90度与180度射频脉冲确定；
4)90度软脉冲RFamp1; 180度软脉冲RFamp2;
5)验证软脉冲回波；
6)匀场(看FID信号拖尾)；（用FID硬脉冲序列）
7)匀场的分辨率(ppm);
8)进行软脉冲回波成像，观察有关图像纵横参数调节对图像的影响
9)注意截屏并记录数据，以便撰写实验报告；
核磁共振硬件条件：
有核：样品
磁场：
射频场
核磁共振技术条件：
f=ω0= γB0
f=SF1+O1
SF1:主频
O1：频率偏移量
实验内容：
中心频率确定：SF1=22MHz O1(KHz)=904.480KHz;
90度软脉冲RFamp1; 180度软脉冲RFamp2;（应用软脉冲FID）
操作方法：设定P1为1us,采集信号；观察信号的幅值。以1为步长逐渐增加P1，同时观察信号幅值的变化。当信号幅值达到最大又再次减小到最小时，表示此时的脉宽对应的射频脉冲为180度脉冲；此脉宽的1/2左右微调可以获取信号最大值，此时的脉宽对应的射频脉冲为90度脉冲。
90度脉冲
180度脉冲
脉冲回波的验证：
匀场的分辨率(ppm);
图像成像：K空间（NS=8,NE1=64）SLICE=0;
有关图像横向调节的参数：SW缩小一倍SW=50;
NE1与SW都增大一倍：SW=200,NE1=128;
D1减小一倍：D1=50;
GY减小一倍：GY=25；
有关成像面的调节成像；SLICE=1 横截面
SLICE=2 失状面成像
观察并思考
1.按照上述参数进行成像，数据采集时间
为多少？
答：1分42秒。
2.如何计算一个序列的数据获取时间？
答：t=NE1*NS*D0
3.什么参数对序列成像时间有贡献?（i减少收集的数据；2
缩短数据的获取时间。）
答：D0(TR)为重复时间，其与成像时间成正比；NE1和NS（重复采集次数）为数据采集，与成像时间成正比。
4.原始信号的信噪比变化规律?为什么?
答：原始信号开始时信噪比最大，随着横向弛豫T*2的进行，信噪比降低！
原因：噪声是一定的，当原始信号很大时，噪声对其影响不大，但是当原始信号强度降低时，噪声对其的影响将大大加强，信噪比大幅降低降低！
5.K空间的数据特点？
答：k空间（一个时间域的矩阵）是数字化后的MR原始数据的储存空间。MRI在信号测量过程中并不直接得到图像，而仅获取包含空间编码信号的原始数据。对于每个读出梯度过程线圈接收到的信号进行采样后填充一个傅立叶行，下一个采集周期中，随着相位编码的步进，读出下一条信号然后通过采样填充到下一个傅立叶行。
特点：并不直接代表成像对象的物理位置！
第七讲-MRI成像技术（1） 1 MRI成像系统简介 ●1.1M R I影像设备发展概况 ●磁共振成像技术是在磁共振波谱学的基础上发展起来的。磁共振成像自出现以来曾被 称为：核磁共振成像、自旋体层成像、核磁共振体层成像、核磁共振C T等。 ●1945年由美国加州斯坦福大学的布洛克（B l o c h）和麻省哈佛大学的普塞尔（P u r c e l l） 教授同时发现了磁共振的物理现象，即处在某一静磁场中的原子核受到相应频率的电磁波作用时，在它们的核能级之间发生共振跃迁现象。因此两位教授共同获得1952年诺贝尔物理学奖。 ●F o r p e r s o n a l u s e o n l y i n s t u d y a n d r e s e a r c h;n o t f o r c o m m e r c i a l u s e ● ●磁共振的物理现象被发现以后，很快形成一门新兴的医学影像学科—磁共振波谱学。 ●1971年纽约州立大学的达曼迪恩（Damadian）教授在《科学》杂志上发表了题为“核 磁共振（NMR）信号可检测疾病”和“癌组织中氢的T1时间延长”等论文， ●1973年曼斯菲德(Mansfields)研制出脉冲梯度法选择成像断层。 ●1974年英国科学家研制成功组织内磁共振光谱仪。 ●1975年恩斯托（Ernst）研制出相位编码成像方法。 ●1976年，得到了第一张人体MR图像（活体手指）。 ●1977年磁共振成像技术进入体层摄影实验阶段。 ●几十年期间，有关磁共振的研究曾在三个领域（物理、化学、生理学或医学）内获得了 六次诺贝尔奖。(2003年10月6日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，2003年诺贝尔生理学或医学奖授予美国化学家保罗·劳特布尔（Paul C. Lauterbur）和英国物理学家彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield），以表彰他们在医学诊断和研究领域内所使用的核磁共振成像技术领域的突破性成就。) 雷蒙德·达马蒂安的“用于癌组织检测的设备和方法” 幻灯片7 1.2 MRI影像设备功能 现代磁共振成像系统大体结构都很相似，基本上由四个系统组成：即磁体系统、梯度磁场系统、射频系统和计算机系统。 ●1．磁体系统 ●磁体系统是磁共振成像系统最重要、成本最高的部件，是磁共振系统中最强大的磁场， 平时我们评论磁共振设备的大小就是指静磁场的场强数值，单位用特斯拉（Tesla，简称T,垂直于磁场方向的1米长的导线，通过1安培的电流，受到磁场的作用力为1牛顿时，通电导线所在处的磁感应强度就是1特斯拉。）或高斯（Gauss）表示，1T=1万高斯。 ●临床上磁共振成像要求磁场强度在0.05～3T范围内。一般将≤0.3T称为低场，0.3T～ 1.0T称为中场，＞1.0T称为高场。磁场强度越高，信噪比越高，图像质量越好。但磁 场强度过高也带来一些不利的因素。 ●为了获得不同场强的磁体，生产厂商制造出了不同类型的磁体，常见的磁体有永久磁 体、常导磁体和超导磁体。
T1加权像高信号的产生机制 在射频脉冲的激发下，人体组织内氢质子吸收能量处于激发状态。射频脉冲终止后，处于激发状态的氢质子恢复其原始状态，这个过程称为弛豫。【简单的理解就是本来处于平衡状态的粒子在吸收了外加磁场能量后，粒子发生跃迁，总体能量升高，MR给的磁场是射频，也就是说不是恒定的，这样当外加磁场撤去的时候，粒子就会恢复原来的稳态而释放出能量，并被计算机捕获成像。那为什么MR需要非常强的磁场呢？原子核吸收交变磁场的能量并被激发.其表现的行为就是粒子向不同能阶跃迁的机率都变为相等，低能阶的核子数略高於高能阶，所以在跃迁机率相等的条件下就会有比较多的粒子从低能阶跃升到高能阶，所以整体的能量提升。这个向高能阶和向低能阶移动的核子数差会随着高低能阶粒子数趋近相等而趋缓，假设在低能阶以及高能阶的原子核数目分别为 +与 -，那么吸收能阶在磁场中分开，越大的磁场能量差越大，恢复的时候释放的能量也就越大。】在弛豫过程中，氢质子将其吸收的能量释放到周围环境中，若质子及所处晶格中的质子也以与Larmo r频率相似的频率进动，那么氢质子的能量释放就较快【这说的就是一种共振现象，即射频脉冲的频率越接近晶格中的质子的固有频率那么它能量释放的就越快，若分子运动频率远高于或远低于MRI的Larmor频率，那么能量释放的就慢，后面的成像都是这个道理】，组织的T1弛豫时间越短，T1加权像其信号强度就越高。【我现在说的可以说是高中物化得难度，或稍深化了一点。弛豫过程有两类。其一为自旋-晶格弛豫，亦称为纵向弛豫。其结果是一些核由高能级回到低能级。该能量被转移至周围的分子（固体的晶格，液体则为周围的同类分子或溶剂分子）而转变成热运动，即纵向弛豫反映了体系和环境的能量交换；第二种弛豫过程为自旋-自旋弛豫，亦称为横向弛豫。这种弛豫影响具体的（任一选定的）核在高能级停留的时间。这个过程是样品分子的核之间的作用，是一个熵的效应。T1叫自旋-晶格弛豫时间，T2叫自旋-自旋弛豫时间。那从