第七节 磁共振信号的空间定位
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磁共振的每一个信号都含有全层的信息,因此需要对磁共振信号进行空间定位编码,即频率编码和相位编码。
接收线圈采集到的MR信号实际是带有空间编码信息的无线电波,属于模拟信号而非数字信息,需要经过模数转换(ADC)变成数字信息,后者被填充到K空间,称为数字点阵。
K空间与磁共振信号的空间定位息息相关。
K空间也叫傅里叶空间,是带有空间定位编码信息的MR信号原始数字数据的填充空间,每一幅MR图像都有其相应的K 空间数据点阵。
对K空间的数据进行傅里叶转换,就能对原始数字数据中的空间定位编码信息进行解码,分解出不同频率、相位和幅度的MR信号,不同的频率和相位代表不同的空间位置,而幅度则代表MR信号强度。
把不同频率、相位及信号强度的MR数字信号分配到相应的像素中,我们就得到了MR图像数据,即重建出了MR图像。
傅里叶变换就是把K空间的原始数据点阵转变成磁共振图像点阵的过程。
相位编码梯度场-----射频脉冲+频率编码梯度场-----线圈采集得到MR模拟信号-----模数转换的到数字信号-------填入K空间形成数字点阵-----傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号------分配到各个像素中形成图像点阵得到MR图像。
在二维图像的MR信号采集过程中,每个MR信号的频率编码梯度场的大小和方向保持不变,而相位编码梯度场的方向和强度则以一定的步级发生变化,每个MR信号的相位编码变化一次,采集到的MR信号填充K空间Ky方向的一条线,因此,把带有空间信息的MR信号称为相位编码线,也叫K空间线或傅里叶线。
从相位编码方向看,填充在K空间中心的MR信号的相位编码梯度场为零,这是相位编码造成的质子群失相位程度最低,不能提供相位编码方向上的空间信息(因为几乎没有相位差别),但是MR信号强度最大,其MR信号主要决定图像的对比,我们把这一条K空间线称为零傅里叶线。
而填充K空间最周边的MR 信号的相位编码梯度场强度最大,得到的MR信号中各体素的相位差别最大,所提供相位编码方向解剖细节的空间信息最为丰富,由于施加的梯度场强度最大,造成质子群是相位程度最高,其MR信号的幅度很小,因而其MR信号主要反映图像的解剖细节,对图像的对比贡献很小。
磁共振检查常见部位体位摆放及几点注意事项核磁共振(MRI)由于具有多方位、多参数、多序列、无辐射、无骨伪影、无损伤、高对比度、高分辨率等优点,特别就是近几年超导高磁场型MRI得临床投入使用,MRI成像速度加快,检查时间缩短,良好得脂肪抑制等,一些特殊成像技术得应用,如头颈部血管成像技术,患者不需要注射药物就能获得头颈部清晰得血管投影;胰胆管成像(MRCP)、尿路成像(MRU)得应用可以非常清楚得显示胆道系统及泌尿系统有无梗阻、狭窄、扩张等。
弥散加权成像技术对超急性期脑梗死(发病3h内、理论上为30min可以显示病变部位)得诊断提供了可靠依据。
动态对比增强大大得提高了一些疾病诊断得敏感性与特异性,如对肿瘤得大小、范围得界定为临床选择手术或放射治疗还就是化疗提供可靠依据,动态增强血管成像可以非常清晰得显示全身血管,为临床治疗方案得选择提供了可靠保障。
所以MRI已越来越广泛得应用于临床各系统得检查治疗中。
所以,MRI检查体位摆放正确与否将直接影响医学影像图像质量,影像诊断得准确性。
一、MRI检查得适应症MRI适用于人体任何部位检查:包括颅脑、耳鼻咽喉、颈部、心肺、纵隔、乳腺、肝脾、胆道、肾及肾上腺、膀胱、前列腺、子宫、卵巢、四肢关节、脊柱脊髓、外周血管等。
MRI适用于人体多种疾病得诊断:包括肿瘤性、感染性、结核性、寄生虫性、血管性、代谢性、中毒性、先天性、外伤性等疾病。
MRI在中枢神经系统颅脑、脊髓得应用最具优势。
对于肿瘤、感染、血管病变、白质病变、发育畸形、退行性病变、脑室系统及蛛网膜下腔病变、出血性病变得检查均优于CT。
对后颅凹及颅颈交界区病变得诊断具有独特得优势。
MRI具有软组织高分辨特点及血管流空效应与流人增强效应,可清晰显示咽、喉、甲状腺、颈部淋巴结、血管及颈部肌肉。
对颈部病变诊断具有重要价值。
MRI对纵隔及肺门淋巴结肿大,占位性病变得诊断具有特别得价值。
但对肺内病变如钙化及小病灶得检出不如CT。
核磁共振原理:磁共振成像是利用电磁波(RF)对置于磁场中的含有自旋不为零的原子核的物质进行激发,发生磁共振,用感应线圈采集磁共振信号,经处理建立数字图像。
(核与磁相互作用产生共振,需具备原子核,外磁场,电磁波)原子核:中子和质子数均为奇数;中子为奇数,质子为偶数;中子为偶数,质子为奇数外磁场:电磁波(射频脉冲):核磁弛豫:1.自旋-晶格弛豫时间(纵向弛豫时间)T1弛豫2.自旋-自旋弛豫时间(横向弛豫时间)T2弛豫一、磁共振成像的物理基础将物质中具有磁矩的自旋原子核置于静磁场(外磁场、主磁场,用B表示)中并受到特定频率的射频脉冲作用时,原子核将吸收射频脉冲的能量而在它们的能级之间发生共振跃迁,这就是磁共振现象。
磁共振信号的产生必须满足三个条件:①具有磁矩的自旋原子核;②稳定的静磁场;③特定频率的射频脉冲。
1.原子核的自旋与磁矩任何存在奇数质子、中子或者质子数与中子数之和为奇数的原子核均存在磁矩。
这种自旋运动能够产生核磁的原子核才能产生磁共振现象。
在临床工作中常选择氢原子核内只有质子没有中子,因此氢原子又称为氢质子,人体的磁共振成像又称为质子成像。
2.静磁场在Z轴上合成一个净磁化矢量:即纵向磁化矢量Mz。
Mz稳定的指向B方向。
质子在自旋的同时,也绕B的轴进行旋转,这样的运动状态称之为“进动”或称为“旋进”。
表示),它在3.射频脉冲射频脉冲(RF)是一种交变电磁波(磁场分量用B1MR中仅做短暂的发射,称为射频脉冲。
如果向人体发射一个90o射频脉冲,Mz被翻转到XY平面,形成M。
如果我XY们在XY平面内设置一个线圈,进动的M将在线圈内产生电流,这就是磁共振信XY号。
导致质子绕Z轴的快速进动,逐步的螺旋向下翻转到XY平面,这种运动方式为“章动”。
二、磁共振信号的产生弛豫就是指自旋质子的能级由激发态恢复到稳定态的过程。
它包括同步发生但彼此独立的两个过程,即纵向弛豫和横向弛豫。
1.纵向弛豫射频脉冲停止以后,纵向磁化矢量Mz由最小恢复到原来大小的过程称纵向弛豫。
一、磁共振成像基本原理1.磁共振现象微观领域中的核子都有自旋的特性;核子的自旋产生小磁矩,类似于小磁棒;质子数或中子数至少有一个为奇教的大量原子核可在静磁场中体现出宏观磁化来,其磁化矢量与静磁场同向;而每单个原子核在静磁场中做着不停的进动运动一方面不断自旋,同时以静磁场为轴做圆周运动,进动频率precession f requency即质子每秒进动的次数为00一/Bo,7为原子核的旋磁比对于每一种原子核,7是一个常数且各不相同,如氢质子7值为42. 5MHz/T,Bo为静磁场的场强大小;人体含有占比重70%以上的水,又由于氢质子磁矩不为零,这些水中的氢质子是磁共振信号的主要来源,其余信号来自脂肪、蛋白质和其他化合物中的氢质子; 对静磁场中的质子群沿着垂直于静磁场的方向施加某一特定频率的电磁波——其频率在声波范围内,故称为射频radio frequency,RF-原来的宏观磁化就会以射频场为轴发生偏转章动,其偏转角度取决于射频场的施加时间、射频强度和射频波形;当然,一个关键条件是:射频的频率必须与静磁场中的质子的进动频率一致;宏观磁化发生章动的实质是质子群中一部分质子吸收了射频的能量,使自己从低能级跃迁到了高能级;这种现象即称为原子核的磁共振现象;如果将此时的宏观磁化进行二维分解,会发现射频激励的效果是使沿静磁场方向的磁化矢量纵向磁化减小,而垂直于静磁场方向的磁化横向磁化增大了;RF脉冲有使进动的质子同步化的效应,质子同一时间指向同一方向,处于所谓“同相”,其磁化矢量在该方向上叠加起来,即横向磁化增大;使质子进动角度增大至90;的RF脉冲称为90;脉冲,此时纵向磁化矢量消失,只有横向磁化矢量;同样还有其他角度的RF脉冲;质子的进动角度受RF脉冲强度和脉冲持续时间影响,强度越强、持续时间越长,质子的进动角度越大,且强RF脉冲比弱RF脉冲引起履子进动角度改变得要快;2.弛豫及弛豫时间短暂的射频激励一般为几十微秒以后,宏观磁化要恢复到原始的静态;从激励态恢复到静态要经历一个与激励过程相反的两个分过程,一个是横向磁化逐渐减小的过程即为横向弛豫过程,T2过程图6-1;另一个是纵向磁化逐渐增大的过程纵向弛豫过程,T1过程图6-2;纵向弛豫过程的本质是激励过程吸收了射频能量的那些质子释放能量返回到基态的过程;能量释放的有效程度与质子所在分子大小有关,分子过大或很小,能量释放将越慢,弛豫需要的时间就越长;如水中的质子,0. 5T场强下弛豫时间>4000毫秒;分子结构处于中等大小,能量释放就很快,T1就短,如脂肪内的质子,场强下弛豫时间仅为260毫秒左右;横向弛豫过程的本质是激励过程使质子进动相位的一致性逐渐散相即逐渐失去相位一致性的过程,其散相的有效程度与质子所处的周围分子结构的均匀性有关,分子结构越均匀,散相效果越差,横向磁化减小的越慢,需要的横向弛豫时间T2就越长;反之,分子结构越不均匀,散相效果越妤,横向磁化减小越快, T2就越短;3.自由感应衰减磁共振成像设备中,接收信号用的线圈和发射用的线圈可以是同一线圈,也可以是方向相互正交的两个线圈,线圈平面与主磁场Bo平行,其工作频率都需要尽量接近Larmor频率;线圈发射RF脉冲对组织进行激励,在停止发射RF脉冲后进行接收;RF脉冲停止后组织出现弛豫过程,磁化矢量只受主磁场Bo的作用时,这部分质子的进动即自由进动,因与主磁场方向一致,所以无法测量,而横向磁化矢量垂直并围绕主磁场方向旋进,按电磁感应定律即法拉第定律,横向磁化矢量的变化,能使位于被检体周围的接收线圈产生随时间变化的感应电流,其大小与横向磁化矢量成正比,这个感应电流经放大即为MR信号;由于弛豫过程横向磁化矢量的幅度按指数方式不断衰减,决定了感应电流为随时间周期性不断衰减的振荡电流,因而它是自由进动感应产生的,被称为自由感应衰减free induction decay,FID;9 0;脉冲后,由于受纵向弛豫T1和横向弛豫T2的影响,磁共振信号以指数曲线形式衰减,如图6-3所示,其幅度随时间指数式衰减的速度就是横向弛豫速率l/T2;图6-3 自由感应哀减信号及其产生4.空间定位磁共振信号的三维空间定位是利用施加三个相互垂直的可控的线性梯度磁场来实现的;根据定位作用的不同,三个梯度场分别称为选层梯度场Gs、频率编码梯度场Gf和相位编码梯度场G;;三者在使用时是等效的,可以互换,而且可以使用两个梯度场的线性组合来实现某一定位功能,从而实现磁共振的任意截面断层成像; 1选层:沿静磁场方向叠加一线性梯度场Gs可以选择发生磁共振现象的人体断层层面,RF的频带宽度与梯度场强度共同决定层厚图6-4;层厚与RF带宽呈正相关,与梯度强度呈负相关;图6-4射频带宽与选层梯度场共同决定层厚2频率编码:沿选定层面内的X方向叠加一线性梯度场Gf,可使沿X向质子所处磁场线性变化,从而共振频率线性变化,将采集信号经傅立叶变换后即可得到信号频率与X方向位置的线性一一对应关系,如图6-5所示;3相位编码:沿选定层面内的Y方向施加一线性梯度场G;时间很短,在选层梯度之后,读出梯度之前,则沿Y方向的质子在进动相位上呈现线性关系,将采集信号经傅立叶变换后,可以得到Y向位置与相位的一一对应关系,如图6-6所示;实际的序列中还有一些梯度场不起空间定位作用,主要有相位平衡梯度、快速散相梯度、重聚相梯度等;5.成像方法磁共振成像方法指的是将人体组织所发出的微弱的磁共振信号如何重建成一幅二维断面图像的方法,主要有点成像法、线成像法、面威;纭法,钵薇『成缭法等;1点成像法:对每个组织体素信号逐一进行测量成像的方法,主要包括敏感点法和场聚焦法;2线成像法:一次采集一条扫描线数据的方法,主要包括敏感线成像法、线扫描以及多线扫描成像法、化学位移成像法等;3面成像法:同时采集整个断面数据的成像方法,主要包括投影重建法、备种平面成像法以及傅立叶变换成像法等;4体积成像法:在面成像法的基础上发展起来的,不使用选层梯度进行面的选择,而是施加二维的相位编码梯度和一维的频率编码梯度同时对组织进行整个三维体积的数据采集和成像方法; 磁共振的成像方法很多,但选择RF脉冲的带宽和形状,使之能激发一个已知的频带, 并控制梯度场来选取一个点、一条线、一个层面,甚至选取整个成像体积来获得信号,是各种成像方法的共同点;任何一种成像法的实现,均与机器的软硬件设计紧密相关; 二、磁共振成像脉冲序列一幅灰度磁共振图像的实质有两个:①每个像素与人体组织体素之间的一一对应关系, 即对获取到的MR信号进行空间定位;②是每个像素的灰度值的确定,即尽量使正常组织和病变组织在图像上体现出较大的明暗差别对比度来;磁共振脉冲序列pulse sequence就是为了解决第二个问题的;根据病变组织和正常组织之间的多个参数密度、T1、T 2、含氧量、扩散系数、弹性、温度、流动效应等的不同,研发出不同的脉冲序列,通过不同的灰度更好地显示出病变组织和正常组织之间的对比;所谓脉冲序列就是通过对射频脉冲的幅度、宽度、波形、软硬以及时间间隔、施加顺序、周期等和梯度磁场的方向、梯度大小、空间定位作用的协调控制与配合施加的总称,目的是获取符合诊断要求的图像来;目前的脉冲序列名目繁多,各个公司推出的序列名称总计大概有100多种,出现了许多同质不同名的序列,如同为快速自旋回波序列,可称为TES turbo SE、FSE fast SE、RISE rapid imaging SE;按照MR信号的类型脉冲序列可划分为三大家族:自由感应衰减free induction decay,FID序列家族、自旋回波spin echo,SE序列家族、梯度回波gr a-dient echo,GE序列家族; 自由感应衰减序列家族利用FID信号来进行重建图像;晟早期的磁共振序列就是这一家族的部分饱和partial saturation,PS脉冲序列,又称为饱和恢复saturation recovery, SR脉冲序列,其序列形式如图6-7所示;实际上它是TR时间极长3~5倍T1时间而TE极短为0的SE序列,因此图像反映的是完全的质子密度像,与C T图像反映的组织参数相同;图6-7部分饱和恢复序列FID自旋回波序列家族中的SE序列是目前临床中最基础、最常用的序列,其序列形式如图6-8所示;该序列可以通过采用相应的TR时间和TE时间来获取不同的组织参数加权像,使得正常组织和病变组织或两种组织之间的不同参数的差别体现在图像对比度上,比如人脑内的脑白质和脑灰质,二者的密度参数很接近,因此反映密度参数的CT图像上二者灰度很接近,不能很好地分辨;但二者的T1和T2参数差别较大,因此通过配合改变TR和TE时间,可以获得脑部的T1加权像或T2加权像,在这些图像上,灰质和白质将有着较大的对比;一般,较长的TR和较长的TE,获得T2加权像T2WI;较短的TR和较短的TE,获得Tl加权像TIWI;较长的TR和较短的TE,获得质子密度加权像PdWI;这一序列中较常用的序列还有多层自旋回波序列multi-slice SE和多次回波序列multi-echo SE;图6-8基本自旋回波SE序列梯度回波序列家族中最基本的序列就是梯度回波脉冲序列,其序列形式如图6-9所示; 它利用翻转的梯度获取信号,相比SE序列缩短了获取信号的时间,开创了快速磁共振成像的先河;该家族序列通过对射频翻转角a、TR和TE三个参数的配合控制,可以在较短的时间内分别获取反映组织Pd、Tl、T2和T2”参数差别的图像来;因此该序列家族得到了越来越广泛的使用;图6—9梯度回波GRE系列快速磁共振成像序列是磁共振发展的一个热点,也是磁共振的生命所在;不管其如俩快速,具体实现的时候可能是两种或三种的结合再结合减少傅立叶并行采集技术来达到缩短扫描时间的目的的;快速磁共振成像序列是指可以用较短的时间获取或重建出磁共振图像的序列;缩短磁共振的扫描时间对磁共振的飞速发展和广泛使用具有极其重要的意义:①功能磁共振的开展直接取决于快速磁共振成像序列;②对一些运动器官或组织的成像也依赖于快速序列;③对于流体比如血管、心脏的造影也是基于快速成像序列的基础上的;④提高磁共振的临床使用效率也得益于快速成像序列; 磁共振快速序列的发展基本上经历了三个阶段:第一阶段,使用快速自旋回波序列fast spin echo.F SE使成像时间从原始的10分钟级缩短到了分钟级;第二阶段,梯度回波序列gradient echo,;E使成像时间从分钟级缩短到了秒级;第三阶段,回波平面序列echoplanner imaging,EPI将成像时间从秒级缩短到了几十毫秒级;许多方法都利用了K空问的对称性而减少了用以重建图像所需要的数据量的技术,还有结合了不同的缩短成像时间的方法; 脉冲序列的控制参数主要有重复时间TR、回波时间TE、反转时间TI、扫描矩阵、计算矩阵、扫捕视野、层面厚度、层间距、翻转角、信号平均次数、回波链长度、回波间隔时问、有效回波时间、第一回波时间等;。
1、磁场均匀性P141指在特定容积(常取一个球形空间)限度内磁场的同一性,即穿过单位面积的磁力线是否相同。
2、磁场的稳定性P141磁场稳定度是指单位时间磁场的变化率,短期稳定度要在几个ppm/h之内,长期稳定度要在10ppm/h之内;磁场稳定性分为时间稳定性和热稳定性。
3、磁场有效孔径141指梯度线圈、匀场线圈、射频体线圈、衬垫、内护板、隔音腔和外壳等部件均在磁体检查孔道内安装完毕后,所剩余柱形空间的有效内径。
4、梯度磁场强度P150又称磁场梯度,表征梯度磁场系统产生的磁场随空间的变化率,单位为mT/m(毫特[斯拉]/米)。
5、梯度场线性P151是衡量梯度磁场平衡性的指标。
线性越好,表明梯度磁场越精确,图像的质量就越好。
梯度磁场的非线性一般不能超过2%。
6、梯度切换率P150(ppt)指单位时间及单位长度内的梯度磁场强度变化量,常用每秒每米长度内梯度磁场变化的毫特斯拉量(mT/m/s)来表示。
7、梯度上升时间(百度)梯度上升时间是指梯度场达到某一预定值所需的时间。
梯度上升性能的提高,可开发更快速的成像序列。
8、有效容积P151又称均匀容积。
指鞍形线圈所包容的、其梯度磁场能够满足一定线性要求的空间区域。
9、说明磁共振成像系统的组成,并简述各部分起什么作用?主要由主磁体、梯度系统、射频系统、计算机系统和其他辅助设备等组成。
P139①主磁体:产生一个高度均匀、稳定的静磁场,使处于该磁场中的人体内氢原子核被磁化而形成磁化强度矢量。
P140②梯度系统:为系统提供线性度满足要求的、可快速开关的梯度磁场,以提供MR信号的空间位置信息,实现成像体素的空间定位。
p147③射频系统:MR设备通过RF线圈发射电磁波对人体组织进行激发,人体组织驰豫过程中发出的MR信号再通过接收线圈检测。
P151④计算机系统将采集到的数据进行图像重建,并将图像数据送到显示器进行显示;同时负责对整个系统各部分的运行进行控制,使整个成像过程各部分的动作协调一致,产生高质量图像。
磁共振各部位扫描技术编辑:小伟一.颅脑常规扫描技术:线圈选择:颅脑正交叉线圈。
体位要点及采集中心:患者仰卧位,使人体长轴与床面长轴一致,头置于线圈内。
儿童及颈部较长者两肩尽量向下,使头部伸入线圈。
采集中心对准两眼连线中点。
扫描方位、脉冲序列扫描参数:取矢状定位像做横断位。
横断位:层厚6-8cm;层间距:0.5-3mm(T1T2保持一致)。
采集矩阵:256×256或256×192;FOV:220mm×220mm。
矢状位:T1加权T2加权。
层厚4-6mm;层间距0.5-1mm。
采集矩阵:256×256或256×192;FOV:220mm×220mm。
二、腰骶椎、腰髓成像技术:线圈选择:脊柱相控阵表面线圈。
体位要点及采集中心:患者仰卧位,使身体正中矢状面与床面长轴中线一致。
采集中心对准肚脐.扫描方位、脉冲序列及扫描参数矢状位:T1加权T2加权层厚4mm;层间距0.5-1mm采集矩阵:256×256 或312mm×256mm FOV:320mm×240mm. 横断位:扫描方位、脉冲序列T2加权。
层厚5-8mm;层间距1-2mm采集。
矩阵:256×192 或312mm×192mmFOV:180mm×180mm.三、胸椎、胸髓的成像技术:线圈选择:脊柱相控阵表面线圈。
体位要点及采集中心:患者仰卧位,使人体正中矢状面与床面长轴中线一致,病变在胸8以上,上段要平第7颈椎;病变在胸8以下,下段要平腰1、2。
采集中心对准胸骨中心。
扫描方位、脉冲序列及扫描参数:矢状位:T1加权T2加权层厚3-4mm;层间距0.5-1mm。
采集矩阵:256×192或312×256;FOV:320mm×240mm。
横断位:扫描方位及脉冲序列T2加权层厚5-8mm。
层间距:1-2mm采集矩阵:256×256 FOV:180mm×180mm。
全国医用设备资格考试磁共振诊断考试大纲第一章磁共振成像(MR D的基本原理和概念第一节磁共振成像仪的基本硬件1主磁体:主磁场强度(高斯和特斯拉)、主磁场均匀度及其意义2•梯度线圈:梯度线圈的作用、梯度磁场的产生、梯度线圈的主要性能指标3•脉冲线圈:分类及其作用、表面线圈、表面相控阵线圈4•谱仪、计算机系统及其它辅助设备第二节磁共振成像的物质基础1原子的结构2•自旋和核磁:核自旋现象、核磁现象3 .磁性原子核和非磁性原子核:磁丿—子核的条件4.用于人体磁共振成像的原子核第三节进入磁场前后的氢质子核磁状态1进入主磁场前的核磁状态2. 进入主磁场后的核磁状态3. 进动:进动的概念、进动频率(Larmor 频率)第四节磁共振现象1. 共振和磁共振:共振概念、共振的条件和实质、磁共振现象2. 90 脉冲的宏观和微观效应第五节核磁弛豫1. 弛豫的概念2. 自由感应衰减和横向弛豫:现象、机理、二者的关系、T2值3. 纵向弛豫:纵向弛豫的概念和机理、T1值及其影响因素第六节磁共振加权成像1. 加权的概念2. 质子密度加权像3. T2加权成像4. T1加权成像第七节磁共振信号的空间定位1. 层面和层厚:层面选择原理,层厚与射频脉冲及梯度场强度的关系2. 频率编码:频率与位置的关系,频率编码梯度场的施加3. 相位编码:相位与位置的关系,相位编码梯度场的施加4. 三维采集的空间编码第八节K空间的基本概念1. K空间的概念2. K空间的基本特性:相位编码线的概念、K空间的主要特性3. K空间的填充方式第九节自旋回波的产生1. 180 复相脉冲:作用和机理2. SE序列的基本结构:特点、TR、TE3. SE序列的加权成像:T1WI、T2WI、质子密度加权图第十节影响MR信号强度的因素「影响MR信号强度的因素:主要因素及其影响程度2. 常见影响因素与信号强度的关系第十一节血流的MR信号特点1. 常见的血流形式:层流和湍流,影响血流形式的主要因素2. 表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3. 表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1. 脉冲序列的概念2. 脉冲序列的基本结构3. 脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1. 时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2. 空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3-偏转角度第三节自由感应衰减类序列1饱和恢复序列2.采集FID信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯度回波上血流呈高信号、其他因素第二章MRI 脉冲序列及其临床应用第一节脉冲序列的基本概念和分类1.脉冲序列的概念2.脉冲序列的基本结构3.脉冲序列的分类:主要分类方法第二节脉冲序列相关的概念1.时间相关的概念:重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间、影响采集时间的因素2.空间分辨力相关的概念:层厚、层间距、矩阵、视野3.偏转角度第三节自由感应衰减类序列1.饱和恢复序列2.采集FID 信号的反转恢复序列第四节自旋回波和快速自旋回波序列1.自旋回波序列:优缺点、临床应用2.表现为低信号的血流:流空效应、其他因素3.表现为高信号的血流:流入增强效应、梯。
磁共振机器定位操作方法
磁共振机器的定位操作方法通常包括以下步骤:
1. 患者准备:患者需要脱离身上的金属物品,如银饰、胸针等,并更换为磁共振机器提供的无铁质材料的服装。
2. 定位设置:医生或技术人员将患者放置在磁共振扫描床上,并调整患者的体位,使所需扫描部位与磁共振机器的磁场相匹配。
3. 定位标记:医生或技术人员可利用标记器标记出需要扫描的具体位置,以确保扫描的准确性。
标记目标通常采用可见光或激光照射器,将其投射到患者体表。
4. 定位测试:在开始实际扫描之前,医生或技术人员通常会执行一次测试扫描,以确保患者的体位、标记的准确性以及扫描参数的调整是否符合要求。
5. 扫描操作:一旦定位完成,医生或技术人员会使用计算机系统控制磁共振机器进行正式扫描。
这通常需要患者保持静止,等待扫描完成。
需要注意的是,具体的磁共振机器定位操作方法可能因设备品牌、型号以及医疗机构的具体实践而有所不同。
因此,在实际操作中,需要根据具体情况和相关指南进行操作。
第七节磁共振信号的空间定位在前面的章节我们已经知道,对于二维MR成像来说,接收线圈采集的MR信号含有全层的信息,我们必须对MR信号进行空间定位编码,让采集到MR信号中带有空间定位信息,通过数学转换解码,就可以将MR信号分配到各个像素中。
MR信号的空间定位包括层面和层厚的选择、频率编码、相位编码。
MR信号的空间定位编码是由梯度场来完成的,我们将以头颅横断面为例介绍MR信号的空间定位。
一、层面的选择和层厚的决定我们通过控制层面选择梯度场和射频脉冲来完成MR图像层面和层厚的选择。
以1.5 T 磁共振仪为例,在1.5 T的场强下,质子的进动频率约为64MHZ。
图15所示为人头正面像,我们将进行横断面扫描,要进行层面的选择,必须在上下方向(即Z轴方向)上施加一个梯度场,Z轴梯度线圈中点位置(G0)由于磁场强度仍为1.5 T,因而该水平质子的进动频率保持在64MHZ。
从G0向头侧磁场强度逐渐降低,因而质子进动频率逐渐变慢,头顶部组织内质子的进动频率最低;从G0向足侧磁场强度逐渐增高,则质子进动频率逐渐加快,下颌部最高。
单位长度内质子进动频率差别的大小与施加的梯度场强度有关,施加梯度场强越大,单位长度内质子进动频率的差别越大。
如果我们施加的梯度场造成质子进动频率的差别为1MHZ/cm,而我们所用的射频脉冲的频率为63.5 64.5MHZ,那么被激发的层面的位置(层中心)就在Z轴梯度线圈中点(G0),层厚为1cm,即层厚范围包括了Z轴梯度线圈中点上下各0.5cm的范围(图15a)。
G0c d图15 层面和层厚选择示意图图中横实线表示层中心位置;两条虚横线之间距离表示层厚。
图a示梯度场强造成的质子进动频率差别1 MHZ/cm,射频脉冲的频率范围为63.4-64.5 MHZ,则层中心在梯度场中点(G0),层厚1 cm;图b示梯度场保持不变,射频脉冲的频率范围为64.5-65.5 MHZ,则层厚保持1 cm,层中心向足侧移1 cm ;图c 示梯度场保持不变,射频脉冲的频率范围改为63.75-64.25 MHZ ,则层中心位置不变,层厚变成0.5 cm ;图d 示射频脉冲的频率范围保持不变,梯度场强增加一倍,即造成的质子进动频率差别为2 MHZ/cm ,则层中心保持不变,层厚变成0.5 cm 。
磁共振坐标i 和s摘要:1.磁共振成像的原理2.坐标系I 和S 的定义3.磁共振成像中坐标系的应用4.坐标转换的方法和意义正文:磁共振成像是一种重要的医学影像技术,它可以用于获取人体内部结构的详细信息。
在磁共振成像中,空间坐标系是非常重要的概念。
本文将介绍磁共振成像的原理,以及坐标系I 和S 的定义和应用。
磁共振成像的原理是利用磁场和射频脉冲使人体组织产生信号,然后对信号进行空间定位编码,即频率编码和相位编码。
接收线圈采集到的MR 信号实际是带有空间编码信息的无线电波,属于模拟信号而非数字信息,需要经过模数转换(ADC)变成数字信息,后者被填充到图像像素中。
在磁共振成像中,主要有三种坐标系,分别是世界坐标系(world),解剖坐标系(anatomical)和图像坐标系(image)。
世界坐标系表示的是在磁共振中的物理位置,三个坐标轴可以用x、y、z 表示。
解剖坐标系以人脑的方位(前后、上下、左右)表示。
图像坐标系则是用于描述图像像素的位置,通常用行和列表示。
在磁共振成像中,坐标系的应用非常广泛。
例如,在图像处理中,需要将图像从世界坐标系转换到图像坐标系,以便进行像素级别的操作。
此外,坐标系转换还可以用于图像的配准和融合,以及三维重建等。
坐标转换的方法主要包括线性变换和非线性变换。
线性变换是指通过矩阵乘法将一个坐标系下的点转换到另一个坐标系下,如从世界坐标系到图像坐标系的转换。
非线性变换则是指通过拟合算法将一个坐标系下的点转换到另一个坐标系下,如从图像坐标系到解剖坐标系的转换。
总之,磁共振成像中的坐标系是非常重要的概念,它可以帮助我们理解和处理图像数据。
全国医用设备使用人员业务能力考评MRI技师模拟题2021年(5)(总分73.74,考试时间120分钟)多项选择题1. 关于水脂同相位与反相位的叙述,正确的是A. 水质子与脂肪质子的共振频率不同B. 同相位图像上水、脂交界部位信号相加C. 同相位图像上水、脂交界部位信号相减D. 反相位图像上水、脂交界部位信号相加E. 反相位图像上水、脂交界部位信号相减2. 关于对比度噪声比概念的叙述,正确的是A. 英文简写为SNRB. 英文简写为CNRC. 是指两种组织信号强度差值与背景噪声的标准差之比D. 是指感兴趣区内组织信号强度与噪声强度的比值E. 是指两种组织信号强度的比值3. 关于二维傅立叶图像重建法,正确的是A. 是指质子自由进动感应产生的自由感应衰减信号B. 是MRI最常用的图像重建方法C. 二维傅立叶变换可分频率和相位两个部分D. 通过频率编码和相位编码得出该层面每个体素的信号E. 计算每个体素的灰阶值就形成一幅MR图像4. 梯度回波采用小角度激发的优点是A. 脉冲的能量较大,SAR值降低B. 产生宏观横向磁化矢量的效率较高C. 纵向弛豫所需要的时间明显缩短D. 可产生较强的MRI信号E. 成像时间相对SE序列较长5. 关于EPI与准备脉冲的关系,正确的是A. EPI本身是一种方式,不是真正的序列B. EPI是真正的扫描序列C. EPI需要结合一定的准备脉冲才能成为真正的成像序列D. EPI的加权方式、权重和用途都与其准备脉冲密切相关E. EPI的加权方式、权重和用途都与其准备脉冲无关6. 下列哪项是化学位移饱和成像的优点A. 脂肪信号抑制特异性高B. 可应用多种序列C. 场强依赖性较大D. 对磁场均匀度要求也较大E. 大范围FOV脂肪抑制效果不理想A1/A2题型1. 磁共振现象是谁发现的A. Wilhelm.Conrad.RontgenB. Houndsfiel与AmbroseC. Paul uterburD. Peter MansfieldE. Bloch与Purcell2. 关于原子核组成的叙述,不满足磁性原子核的是A. 仅有一个质子B. 中子和质子均为奇数C. 中子为奇数,质子为偶数D. 中子为偶数,质子为奇数E. 中子为偶数,质子为偶数3. 在MRI过程中,三个梯度磁场启动的先后顺序是A. 层面选择-相位编码-频率编码B. 相位编码-频率编码-层面选择C. 层面选择-频率编码-相位编码D. 频率编码-相位编码-层面选择E. 相位编码-层面选择-频率编码4. K空间实际上是A. 实际存在的空间B. 傅立叶频率空间C. 梯度场空间D. 空间坐标系空间E. K空间每一点与图像上每一点一一对应5. 下列各项中,与扫描时间完全无关的是A. 重复时间B. 平均次数C. 相位编码数D. 频率编码数E. 矩阵大小6. 反转恢复(IR)序列中,第一个180°RF的目的是A. 使磁化矢量由最大值衰减到37%的水正B. 使磁化矢量由最小值上升到63%的水平C. 使磁化矢量倒向XY平面内进动D. 使磁化矢量倒向负Z轴E. 使失相的质子重聚7. "快速自旋回波"的英文简写表达是A. GREB. FLAIRC. Turbo-FLASHD. FISPE. FSE或TSE8. 多次激发EPI所需要进行的激发次数取决于A. K空间相位编码步级和TE值B. K空间相位编码步级和TR值C. K空间相位编码步级和回波链长度D. TR值和回波链长度E. TE值和回波链长度9. 第一幅人体头部MR图像是哪一年获得的A. 1946年B. 1952年C. 1972年D. 1977年E. 1978年10. 在MRI中,要获得横轴位、冠状位、矢状位等不同方位的层面像,可以通过A. 改变RF激励位置B. 改变RF激励频率C. 改变层面选择梯度磁场的场强大小D. 改变层面选择梯度磁场的方向E. 同时改变RF激励频率和层面选择梯度场的方向11. 磁共振成像时,K空间信号与实际磁共振图像两者在时序上的关系是A. 先有K空间信号,再有实际磁共振图像B. 先有实际磁共振图像,再有K空间信号C. 两者同时出现,没有时序上的顺序D. 不需要K空间信号E. K空间信号就是实际的磁共振图像12. 下列各项中,不能降低磁共振扫描时间的是A. 适当降低重复时间TRB. 降低信号激励次数NEXC. 尽可能地加大回波链长度D. 将相位编码方向设定与被检部位较窄的方向一致E. 在保证相位编码矩阵不变的情况下减小频率编码矩阵13. 反转恢复脉冲序列的序列构成顺序是A. 180°激发脉冲、90°反转脉冲、180°复相脉冲B. 180°激发脉冲、90°复相脉冲、180°反转脉冲C. 180°反转脉冲、90°复相脉冲、180°激发脉冲D. 180°反转脉冲、90°激发脉冲、180°复相脉冲E. 180°反转脉冲、90°激发脉冲、180°反转脉冲14. 与SE序列相比,FSE序列的优点是A. 成像速度加快B. 图像对比度增加C. 脂肪信号增高D. 能量沉积减少E. 图像模糊效应减轻15. 有关单次激发EPI的叙述,错误的是A. 一次射频脉冲激发后连续的梯度回波B. MR信号强度低C. 空间分辨力高D. 视野受限E. 磁敏感性伪影明显16. 下列哪一项不是磁共振成像技术的优势A. 多参数成像,提供丰富的诊断信息B. 对骨骼、钙化及胃肠道系统的显示效果C. 可对受检者行任意层面成像D. 不使用对比剂可观察心脏和血管结构E. 无电离辐射,可进行介入MRI治疗17. 当氢质子群置于外加静磁场时,正确的是A. 由于静磁场的作用,氢质子群全部顺磁场排列B. 由于静磁场的作用,氢质子群全部逆磁场排列C. 由于静磁场的作用,氢质子群顺、逆磁场排列数目各半D. 顺磁场排列的质子是低能稳态质子E. 逆磁场排列的质子是低能稳态质子18. 在MRI信号采集的空间定位过程中,没有使用到的是A. 层面梯度B. 频率编码梯度C. 相位编码梯度D. 射频脉冲E. 行扫描脉冲19. K空间中央区域和周边区域的相位编码线分别决定图像的A. 图像的对比度、图像的细节B. 图像的细节、图像的细节C. 空间信息、密度对比D. 图像的细节、图像的对比度E. 图像的亮度、图像的对比度20. 关于反转时间的描述,错误的是A. 反转时间即TRB. 大多数组织的TI值约为400msC. 介于180°反转脉冲与90°激励脉冲之间的时间D. TI值80~120ms可抑制脂肪E. TI值2500ms可抑制水21. 在SE序列中,质子密度加权像是指A. 长TR、短TE所成的图像B. 长TR、长TE所成的图像C. 短TR、短TE所成的图像D. 短TR、长TE所成的图像E. 依组织密度所决定的图像22. HASTE脉冲序列中的半傅立叶采集方式是指A. 采集正相位编码行以及少数几个负相位编码行的数据B. 采集正相位编码行以及负相位编码行的数据C. 采集正相位编码行以及零编码行的数据D. 采集正相位编码行、零编码以及少数几个负相位编码行的数据E. 采集负相位编码行以及零编码行的数据23. 多次激发EPI所需要进行的激发次数取决于A. K空间相位编码步级和TE值B. K空间相位编码步级和TR值C. K空间相位编码步级和回波链长度D. TR值和回波链长度E. TE值和回波链长度24. 关于磁共振成像局限性的叙述,错误的是A. 成像速度慢B. 对钙化及骨皮质病变不够敏感C. 禁忌证多D. 定量诊断简单E. 图像易受多种伪影影响25. 当质子群置于外加静磁场时,正确的是A. 逆磁场方向排列的质子处于高能不稳态B. 顺磁场方向排列的质子处于高能稳态C. 顺磁场方向排列的质子处于高能不稳态D. 逆磁场方向排列的质子处于低能稳态E. 逆磁场方向排列的质子处于低能不稳态26. 如果磁共振图像的矩阵为128×128,则进行空间定位时进行相位编码的次数为A. 64B. 64×64C. 128D. 128×128E. 根据频率编码次数来定27. 关于K空间填充方式的描述,错误的是A. 螺旋式填充B. 放射状填充C. 逐点填充D. 逐行填充E. 迂回轨迹填充28. SE序列扫描,下列哪个参数组合得到质子密度加权图像A. TE 8ms,TR 300msB. TE 15ms,TR 400msC. TE 20ms,TR 2500msD. TE 50ms,TR 2000msE. TE 80ms,TR 2500ms29. 不属于脂肪抑制技术的是A. STIRB. FLAIRC. 化学饱和法D. dixonE. chopper30. 梯度回波序列射频脉冲激发后,在频率编码方向上先后施加两个相位相反的梯度场,分别是A. 离相位梯度场,聚相位梯度场B. 聚相位梯度场,离相位梯度场C. 离相位梯度场,离相位梯度场D. 聚相位梯度场,聚相位梯度场E. X轴梯度场,Y轴梯度场31. 在SE序列中,射频脉冲激发的特征是A. α小于90°B. 90°-90°C. 90°-180°D. 90°-180°-180°E. 180°-90°-180°32. 平面回波成像中的相位编码梯度场在A. 每个回波采集之前施加,其持续时间的中点正好与读出梯度场切换过零点时重叠B. 每个回波采集之前施加,其持续时间的终点正好与读出梯度场切换过零点时重叠C. 每个回波采集结束后施加,其持续时间的中点正好与读出梯度场切换过零点时重叠D. 每个回波采集结束后施加,其持续时间的终点正好与读出梯度场切换过零点时重叠E. 每个读出梯度场之前施加,其持续时间的中点正好与读出梯度场切换过零点时重叠33. 下列不属于磁共振检查禁忌证的是A. 安装心脏起搏器者B. 动脉瘤术后动脉夹存留者C. 妊娠3个月内孕妇D. 做钡灌肠检查后钡剂没有排空的受检者E. 体内弹片存留者34. 下列描述不属于相位编码方向选择原则的是A. 选择扫描层面上解剖径线较短的方向为相位编码方向B. 优先选择减少伪影的方向为相位编码方向C. 尽量避免伪影重叠于主要观察区D. 考虑受检脏器在不同方向上对空间分辨力的要求E. 相位编码方向尽量平行于肢体长轴方向35. 傅立叶变换的主要功能是A. 将信号从时间域值转换成频率域值B. 将信号从频率域值转换成时间域值C. 将信号由时间函数转换成图像D. 将频率函数变为时间函数E. 将信号由频率函数转变成图像36. 关于FSE序列参数中的回波链长(ETL)指的是A. 每个TR周期内的回波数目B. 每个回波的宽度C. 每两个回波之间的时间间隔D. 第一回波与最后一个回波之间的时间E. 激励脉冲至第一个回波之间的时间37. SE序列扫描层数的多少是由哪个参数决定的A. TR和最大回波时间TEB. 扫描野的大小C. 梯度场强度D. 频率编码方向E. 相位编码方向38. 关于频率选择饱和法脂肪抑制技术,正确的是A. 不受磁场均匀性的影响B. 磁场均匀性影响脂肪抑制效果C. 不仅抑制脂肪,同时也抑制与脂肪TI值相同的组织D. 使用时不增加扫描时间E. 是一种不经常使用的脂肪抑制技术39. True FISP序列的优点不包括A. 成像速度快B. 软组织对比良好C. 含水结构与软组织的对比良好D. 可用于心脏的检查E. 可用于水成像40. 在TSE序列中,射频脉冲激发的特征是A. α小于90°B. 90°-90°C. 90°-180°D. 90°-180°-180°E. 180°-90°-180°41. 磁共振成像实际上是对人体内的什么进行成像A. 氧质子B. 电子C. 氢质子D. 氢中子E. 离子42. 下列选项中,能够说明梯度磁场有关性质的是A. 一个很弱的均匀磁场B. 始终与主磁场同方向的弱磁场C. 在一定方向上其强度随空间位置而变化的磁场D. 一个交变磁场,其频率等于拉莫尔频率E. 一个交变磁场,其频率随自旋质子所在位置而不同43. 关于磁共振图像矩阵与分辨力关系的描述,正确的是A. FOV不变,矩阵越大,分辨力越低B. FOV不变,矩阵越大,分辨力越高C. FOV不变,矩阵越小,分辨力越高D. FOV不变,矩阵越小,分辨力不变E. FOV不变,矩阵与分辨力无关44. SE序列相位重聚是指A. 90°脉冲激励时B. 90°脉冲激励后C. 180°脉冲激励时D. 使离散相位又一致E. 横向宏观磁化矢量变小45. 关于回波链的叙述,错误的是A. FSE序列在一次90°脉冲后施加多次180°相位重聚脉冲,形成回波链B. 回波链越长,扫描时间越短C. 回波链越长,信噪比也越低D. 回波链越长,允许扫描的层数增多E. 主要用于FSE及IR序列46. 在IR序列中,射频脉冲激发的特征是A. α小于90°B. 90°-90°C. 90°-180°D. 90°-180°-180°E. 180°-90°-180°47. STIR技术的优点在于A. 信号抑制的选择性较高B. 由于TR缩短,扫描时间较短C. 场强依赖性低,对磁场均匀度的要求也较低D. 用于增强扫描可增加强化效果E. 小的FOV扫描可取得好的脂肪抑制效果48. 磁共振成像的英文全称正确的是A. magnetic resonance imageB. magnetic resorbent imageC. magnetic resonance imagingD. magnetic resorbent imagingE. magnestal resorbent imaging49. 对MRI信号形成贡献最大的组织是A. 组织水B. 脂肪C. 肌肉D. 骨骼E. 气体50. 关于人体组织共振频率与磁场强度关系的叙述,正确的是A. 相同的人体组织在不同的磁场强度下,其共振频率相同B. 相同的人体组织在不同的磁场强度下,其共振频率不同C. 不相同的人体组织在不同的磁场强度下,其共振频率相同D. 不相同的人体组织在相同的磁场强度下,其共振频率相同E. 相同的人体组织在相同的磁场强度下,其共振频率是随机的51. 磁共振信号进行空间定位需要进行A. 层面选择B. 频率编码C. 相位编码D. 射频编码E. 梯度编码52. 关于磁共振图像矩阵与SNR关系的描述,正确的是A. FOV不变,矩阵越大,SNR越高B. FOV不变,矩阵越大,SNR不变C. FOV不变,矩阵越小,SNR越高D. FOV不变,矩阵越小,SNR越低E. FOV不变,矩阵与SNR无关53. SE序列相位一致是指A. 180°脉冲激励时B. 180°脉冲激励后C. 质子群所有质子在同一方向,同步自旋性质D. 质子群所有质子在同一方向,不同步自旋性质E. 质子群所有质子在不同方向,不同步自旋性质54. "梯度回波"正确的英文表达是A. Gradual EchoB. Grade EchoC. Grand EchoD. Gradient EchoE. Gradation Echo55. 在具有SE特征的EPI序列中,射频脉冲激发的特征是A. α小于90°B. 90°-90°C. 90°-180°D. 90°-180°-180°E. 180°-90°-180°56. 若于两种组织交界处见到"化学位移"伪影,则这两种组织A. 水及脂质含量相似B. 水及脂质含量相差很大C. 水含量相似D. 血液含量相似E. 血液含量相差很大57. 核磁共振的物理现象被发现于A. 1946年B. 1952年C. 1972年D. 1977年E. 1978牟58. 射频脉冲关闭后,组织中质子的宏观磁化矢量逐渐恢复到原来的平衡状态,这一过程称A. 纵向弛豫B. 纵向恢复C. 横向弛豫D. 横向恢复E. 弛豫过程59. 在三个梯度磁场的设置及应用上,正确的是A. 只有层面选择梯度与相位编码梯度能够互换B. 只有层面选择梯度与频率编码梯度能够互换C. 只有相位编码梯度与频率编码梯度能够互换D. 三种梯度磁场均不能互换E. 三种梯度磁场均能互换60. 不能提高图像信噪比(SNR)的是A. 加大层厚B. 减小矩阵C. 加大场强D. 延长TR时间E. 选用并行技术61. TE是指A. 从第一个RF激发脉冲到下一周期同一RF激发脉冲的时间间隔B. 从第一个RF激发脉冲到填充到K空间中心的那个回波时间间隔C. 从第一个RF激发脉冲到产生回波的时间间隔D. 从第一个RF激发脉冲到90°激励脉冲之间的时间间隔E. 180°反转脉冲与90°激励脉冲之间的时间间隔62. SE序列中,180°RF的目的是A. 使磁化矢量由最大值衰减到37%的水平B. 使磁化矢量由最小值上升到63%的水平C. 使磁化矢量倒向XY平面内进动D. 使磁化矢量倒向负Z轴E. 使失相的质子重聚63. 关于信号平均次数的描述,错误的是A. 信号平均次数指激励次数B. 有效地控制空间分辨力C. 缩短信号平均次数,可以减少扫描时间D. 影响信噪比E. SE序列信号的平均次数一般选择2~4次64. GRE序列采用小角度激发的优点不包括A. 可选用较短的TR,从而加快成像速度B. 体内能量沉积减少C. 产生的横向磁化矢量大于90°脉冲D. 射频脉冲能量较小E. 产生横向磁化矢量的效率较高65. 梯度回波序列采用A. 正方向梯度来重新使快速衰减的横向磁矩再现,获得回波信号B. 正方向梯度来重新使快速衰减的纵向磁矩再现,获得回波信号C. 反方向梯度来重新使快速衰减的横向磁矩再现,获得回波信号D. 反方向梯度来重新使快速衰减的纵向磁矩再现,获得回波信号E. 180°复相脉冲来重新使快速衰减的横向磁矩再现,获得回波信号66. 在具有IR特征的EPI序列中,射频脉冲激发的特征是A. α小于90°B. 90°-90°C. 90°-180°D. 90°-180°-180°E. 180°-90°-180°67. 大蛋白质分子的共振频率A. 显著高于拉摩尔共振频率B. 显著低于拉摩尔共振频率C. 接近拉摩尔共振频率D. 达亿万HzE. 为6~65Hz。
第二章(物理学原理)第1-4节(物质基础-核磁弛豫)地球表面带有电荷并自旋-------形成电流环路------产生感应磁场(地磁)。
磁性原子核特性:以一定的频率自旋,由于表面带有正电荷,即形成电流回路,从而产生磁化矢量。
我们把这种带有正电荷的磁性原子核自旋产生的磁场称为(核磁)。
但并非所有原子核均能自旋而产生核磁,即并非所有的原子核都为磁性原子核,条件就是中子数和质子数至少有一项是奇数。
一般指的磁共振图像即为1H的磁共振图像。
原因是氢质子1、在人体中的摩尔浓度最高,是人体中最多的原子核;2、磁化率最高;3、存在于各种组织中,具有生物代表性。
但并非所有的氢质子都能产生MRI信号。
常规MRI的信号主要来源于水分子中的氢质子(简称水质子),部分组织的信号也可来源于脂肪中的氢质子(简称脂质子)。
人体中的水分子可以分为自由水和结合水。
所谓结合水是指蛋白质大分子周围水化层中的水分子,这些水分子粘附于蛋白质大分子部分基团上,与蛋白质大分子不同程度的结合在一起,因此被称为结合水,其自由运动将受到限制。
自由水和结合水在人体组织中可以互换,处于动态平衡。
由于化学位移效应,不同分子中的氢质子进动频率存在差别,蛋白质大分子中氢质子的进动频率大多偏离MRI的中心频率(自由水的进动频率),一般情况下不能被射频脉冲激发,因此不能产生信号。
由于自由运动受到限制,蛋白质和结合水的T2值都很短,一般<1ms,常规MRI采集回波信号至少需要数毫秒,还没有来得及采集回波信号,蛋白质和结合水的信号已经全部衰减。
因此即便蛋白质和结合水中的氢质子被射频脉冲激发,也不能产生 MRI信号。
因此,对于不含脂肪的组织,其MRI信号的直接来源就是自由水;结合水和蛋白质都不能直接产生信号,但结合水和蛋白质可以影响自由水的弛豫,也可通过磁化传递效应,最后也会影响到组织的信号强度。
进入主磁场后处于低能级的氢质子仅比处于高能级的氢质子多出数个ppm(百万分之一),而磁共振成像利用的就是多出来的这少部分氢质子,因此实际上磁共振信号是非常弱的。
第七节磁共振信号的空间定位
在前面的章节我们已经知道,对于二维MR成像来说,接收线圈采集的MR信号含有全层的信息,我们必须对MR信号进行空间定位编码,让采集到MR信号中带有空间定位信息,通过数学转换解码,就可以将MR信号分配到各个像素中。
MR信号的空间定位包括层面和层厚的选择、频率编码、相位编码。
MR信号的空间定位编码是由梯度场来完成的,我们将以头颅横断面为例介绍MR信号的空间定位。
一、层面的选择和层厚的决定
我们通过控制层面选择梯度场和射频脉冲来完成MR图像层面和层厚的选择。
以1.5 T 磁共振仪为例,在1.5 T的场强下,质子的进动频率约为64MHZ。
图15所示为人头正面像,我们将进行横断面扫描,要进行层面的选择,必须在上下方向(即Z轴方向)上施加一个梯度场,Z轴梯度线圈中点位置(G0)由于磁场强度仍为1.5 T,因而该水平质子的进动频率保持在64MHZ。
从G0向头侧磁场强度逐渐降低,因而质子进动频率逐渐变慢,头顶部组织内质子的进动频率最低;从G0向足侧磁场强度逐渐增高,则质子进动频率逐渐加快,下颌部最高。
单位长度内质子进动频率差别的大小与施加的梯度场强度有关,施加梯度场强越大,单位长度内质子进动频率的差别越大。
如果我们施加的梯度场造成质子进动频率的差别为1MHZ/cm,而我们所用的射频脉冲的频率为63.5 64.5MHZ,那么被激发的层面的位置(层中心)就在Z轴梯度线圈中点(G0),层厚为1cm,即层厚范围包括了Z轴梯度线圈中点上下各0.5cm的范围(图15a)。
G0
c d
图15 层面和层厚选择示意图图中横实线表示层中心位置;两条虚横线之间距离表示层厚。
图a示梯度场强造成的质子进动频率差别1 MHZ/cm,射频脉冲的频率范围为63.4-64.5 MHZ,则层中心在梯度场中点(G0),层厚1 cm;图b示梯度场保持不变,射频脉冲的频率范围为64.5-65.5 MHZ,则层厚保持1 cm,
层中心向足侧移1 cm ;图c 示梯度场保持不变,射频脉冲的频率范围改为63.75-64.25 MHZ ,则层中心位置不变,层厚变成0.5 cm ;图d 示射频脉冲的频率范围保持不变,梯度场强增加一倍,即造成的质子进动频率差别为2 MHZ/cm ,则层中心保持不变,层厚变成0.5 cm 。
我们对射频脉冲的频率及带宽和Z 轴梯度场作不同的调整,层面和层厚将发生如下变化:(1)梯度场不变,射频脉冲的频率改成64.5 ~ 65.5MHZ ,则层厚保持不变,层面中心向足侧移动1cm (图15b );(2)梯度场不变,射频脉冲的频率范围(带宽)变成63.75 ~ 64.25MHZ ,则层面中心不变,层厚变薄为0.5cm (图15c );(3)射频脉冲仍保持63.5 ~ 64.5MHZ ,梯度场强增加使质子进动频率差达到2MHZ/cm ,则层面中心保持不变,层厚变薄为0.5cm (图15d )。
因此在检查部位与层面选择梯度线圈的相对位置保持不变的情况下,层面和层厚受梯度场和射频脉冲影响的规律如下:(1)梯度场不变,射频脉冲的频率增加,则层面的位置向梯度场高的一侧移动;(2)梯度场不变,射频脉冲的带宽加宽,层厚增厚;(3)射频脉冲的带宽不变,梯度场的场强增加,层厚变薄。
二、频率编码
前面的层面选择仅仅确定了被激发和采集的层面和层厚,可这时采集的MR 信号包含有全层的信息,我们必须把采集的MR 信号分配层面内不同的空间位置上(即各个像素中),才能显示层面内的不同结构。
因此在完成了层面选择后我们还必须进行层面内的空间定位编码。
层面内的空间定位编码包括频率编码和相位编码。
我们先介绍频率编码。
在介绍频率编码前,让我们先复习一下太阳光的特性。
无色的太阳光经一块三棱镜的折射后可以分解出红、橙、黄、绿、青、兰、紫等七种颜色的光线,这七种颜色的光线代表7种不同的频率,红色频率最低,紫色频率最高。
其实三棱镜之所以能从无色的太阳光中分辨出七种有色的光线,是因为无色的太阳光中本身就带有这七种频率的光线,只是各种频率的光线混杂在一起无法分辨而已,而通过三棱镜的折射则能分辨这七种不同频率的光线。
其实频率编码的原理与此类似,傅里叶变换可以区分出不同频率的MR 信号,但首先必须让来自不同位置的MR 信号包含有不同的频率,采集到混杂有不同频率的MR 信号后,通过傅里叶变换才能解码出不同频率的MR 信号,而不同的频率代表不同的位置。
以头颅的横断面为例,一般以前后方向为频率编码方向,我们在MR 信号采集的时刻在前后方向上施加一个前高后低的梯度场(图16a ),这样在前后方向上质子所感受到的磁场强度就不同,其进动频率即存在差别,前部的质子进动频率高,而后部的质子进动频率低(图16b )。
这样采集的MR 信号中就包含有不同频率的空间信息,经傅里叶转换后不同频率的MR 信号就被区分出来,分配到前后方向各自的位置上。
右左 后
G
前 后
a b
图16 频率编码示意图 图a 示颅脑一横断面,施加了一前高后低的梯度场,G 0代表梯度场中点;图b 仅以三行三列9个体素作为示意,中间一行由于位于梯度场中点(G 0),质子进动频率保持64 MHZ ,最前面一行由于磁场强度升高,质子进动频率加快到65 MHZ ,最后面一行由于磁场强度降低,质子进动频率减慢为63 MHZ 。
MR 信号采集后经傅里叶转换即可解码出不同频率的MR 信号,而不同频率代表前后方向上的不同位置。
需要指出的是图中为了说明的简便起见,用63 MHZ 、64 MHZ 、65 MHZ 来代表频率编码方向上3个不同体素内质子的进动频率,实际上真正的频率编码时,体素间的质子进动频率差别不可能有这么大。
三、相位编码
在前后方向上施加了频率编码梯度场后,经傅里叶转换的MR 信号仅完成了前后方向的空间信息编码,而左右方向上的空间定位编码并未能实现(图17a )。
我们必须对左右方向的空间信息进行相位编码,才能完成层面内的二维定位(图17b )。
和频率编码一样,相位编码也使用梯度场,但与频率编码梯度场不同的是:(1)梯度场施加方向不同,应该施加在频率编码的垂直方向上,还以颅脑横断面为例,如果频率编码梯度场施加在前后方向,则相位编码梯度场施加在左右方向上(图17b )。
(2)施加的时刻不同,频率编码必须在MR 信号采集的同时施加,而相位编码梯度场必须在信号采集前施加,在施加相位梯度场期间,相位编码方向上(以左右方向为例)的质子将感受到不同强度的磁场(如左高右低),因而将出现左快右慢的进动频率,由于进动频率的不同,左右方向各个位置上的质子进动的相位将出现差别(图17b )。
这时关闭左右方向的相位编码梯度场,左右方向的磁场强度的差别消失,各个位置的质子进动频率也恢复一致,但前面曾施加过一段时间梯度场造成的质子进动的相位差别被保留下来(图17c ),这时采集到的MR 信号中就带有相位编码信息,通过傅里叶转换可区分出不同相位的MR 信号,而不同的相位则代表左右方向上的不同位置。
a
b c
图17 相位编码示意图 仍以图16的颅脑横断面为例,但仅以图16中的进动频率为64 MHZ 的一行体素作为相位编码的示意。
图a 示在施加相位编码梯度前,左右方向上各体素中质子的进动频率均为64 MHZ ,相位也一致(空箭所示);图b 示在左右方向上施加一个左高右低的梯度场,位于相位编码梯度场中点(G 0)的体素内的质子进动频率仍为64 MHZ ,而最左边体素内的质子进动频率增加到65 MHZ ,最右边体素内的质子进动频率减低到63 MHZ 。
这个梯度场施加一段时间后,左右方向上各体素内的质子由于进动频率不同出现相位差异(空箭所示)。
图c 示在MR 信号采集前,把相位编码梯度场关闭,左右方向上体素内的质子进动频率又回到64 MHZ ,即左右方向的进动频率差别消失,但由于相位编码梯度场造成的左右方向上各体素内质子的相位差别(空箭所示)被保留下来。
MR 信号被采集后经傅里叶转换,就可以后
后 左 后
解码出左右方向上的相位差别。
由于傅里叶转换的特性,它区分不同频率的MR信号能力很强,但区分MR信号相位差别的能力较差,只能区分相位相差180 的MR信号。
所以MR信号的相位编码需要多次重复进行,如果是矩阵为256×256的MR图像需进行256次相位编码方能完成,也就是说需要用不同的相位编码梯度场重复采集256个MR信号,不同的相位编码梯度场得到的MR 信号也称相位编码线,填充在K空间相位编码方向上的不同位置上(图18a),经过傅里叶转换,才能重建出空间分辨力合乎要求的图像。
K空间的基本概念和特点请参阅下一节。
以刚才的左右方向为相位编码的颅脑横断面为例,这256种不同的相位编码梯度场一般情况下是先施加强度最大的梯度场,方向为一侧高另一侧低(如左高右低),保持梯度场方向不变,梯度场强度逐渐变小一直到零,然后改变梯度场方向(即改成左低右高),梯度场强度则从小开始,逐渐变大,其梯度场强度变化的步级与刚才左高右低时一样(图18b)。
四、三维采集的空间编码
三维MRI的空间定位与二维MRI有所不同。
三维MRI的激发和采集不是针对层面,而是针对整个成像容积进行的。
由于脉冲的激发和采集是针对整个容积范围进行的,为了获得薄层的图像,必须在层面方向上进行空间定位编码。
三维采集技术的层面方向空间编码也采用相位编码,一个容积需要分为几层,就必需进行几个步级的相位编码。
如图像的矩阵为128×128,容积内分为20层,则层面内的相位编码步级为128级,每一级又需要进行20个步级的层面方向的相位编码,实际上总的相位编码步级为2560(128×20)。