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1,第一章 核磁共振成像原理,本章主要講述內(nèi)容：,磁共振信號(hào)的產(chǎn)生 磁共振信號(hào)的獲取與傅立葉變換 像素位置信息的確定（梯度） 像素灰度信息（信號(hào)幅度）的確定 序列參數(shù)對(duì)圖像權(quán)重的影響 磁共振成像序列,2,簡(jiǎn)述磁共振成像過程,1.,3,,,4,,,5,第一節(jié) 磁共振信號(hào)的產(chǎn)生,發(fā)電； 磁帶、錄像帶； 磁盤； 音響； MRI的核心。,6,7,1、人體MR成像的物質(zhì)基礎(chǔ),原子的結(jié)構(gòu),,,8,他想：既然通電的線圈類似一只磁鐵，反過來，一個(gè)天然磁體不是也像一只通電線圈嗎？那么，天然磁鐵上的電流在哪里？安培注意到這樣一個(gè)事實(shí)，那就是把一條形磁體折為兩段，結(jié)果變成了兩個(gè)獨(dú)立的磁體，照此分下去，天然磁體的每一顆粉末也都是獨(dú)立的磁體，都有N極和S極 ； 安培想：在原子、分子或分子團(tuán)等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流--分子電流(后人也叫它“安培電流”)，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都形成了一個(gè)微小的磁體，環(huán)性的分子電流的磁場(chǎng)使它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。這兩個(gè)磁極是跟分子電流不可分割地聯(lián)系在一起的。未磁化的物體分子電流的方向非常紊亂，對(duì)外不顯示磁性。磁化后，分子電流的方向變得大致相同，于是對(duì)外顯示出磁作用。,安培是電學(xué)領(lǐng)域里的牛頓,9,原子核總是繞著自身的軸旋轉(zhuǎn)－－自旋 ( Spin ),10,地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng) 原子核總是不停地按一定頻率繞著自身的軸發(fā)生自旋 ( Spin ) 原子核的質(zhì)子帶正電荷，其自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱為核磁，因而以前把磁共振成像稱為核磁共振成像（NMRI）。,自旋與核磁,,11,用于人體MRI的為1H（氫質(zhì)子），原因有： 1、1H的磁化率很高； 2、1H占人體原子的絕大多數(shù)。 通常所指的MRI為氫質(zhì)子的MR圖像。,何種原子核用于人體MR成像？,,12,人體內(nèi)有無數(shù)個(gè)氫質(zhì)子（每毫升水含氫質(zhì)子3×1022） 每個(gè)氫質(zhì)子都自旋產(chǎn)生核磁現(xiàn)象 人體象一塊大磁鐵嗎？,13,通常情況下人體內(nèi)氫質(zhì)子的核磁狀態(tài),通常情況下，盡管每個(gè)質(zhì)子自旋均產(chǎn)生一個(gè)小的磁場(chǎng)，但呈隨機(jī)無序排列，磁化矢量相互抵消，人體并不表現(xiàn)出宏觀磁化矢量。,14,把人體放進(jìn)大磁場(chǎng),15,進(jìn)入主磁場(chǎng)前后人體組織質(zhì)子的核磁狀態(tài),,16,進(jìn)動(dòng)(Precession) 質(zhì)子在靜磁場(chǎng)中以進(jìn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng) 這種運(yùn)動(dòng)類似于陀螺的運(yùn)動(dòng),質(zhì)子進(jìn)動(dòng),陀螺運(yùn)動(dòng),17,進(jìn)動(dòng)頻率(Precession Frequency),拉莫爾方程,其中：ω0 ：進(jìn)動(dòng)的頻率 （Hz或MHz） B0 ：外磁場(chǎng)強(qiáng)度(單位T，特斯拉)。 γ ：旋磁比；質(zhì)子的為 42.5MHz / T。,18,,19,處于高能狀態(tài)太費(fèi)勁，并非人人都能做到,處于低能狀態(tài)的略多一點(diǎn),20,進(jìn)入主磁場(chǎng)后人體被磁化了，產(chǎn)生縱向宏觀磁化矢量 不同的組織由于氫質(zhì)子含量的不同，宏觀磁化矢量也不同 磁共振不能檢測(cè)出縱向磁化矢量,,？,21,MR能檢測(cè)到怎樣的磁化矢量呢？？？,,MR不能檢測(cè)到縱向磁化矢量，但能檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量,22,MR能檢測(cè)到怎樣的磁化矢量呢？？？,,MR不能檢測(cè)到縱向磁化矢量，但能檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量,23,如何才能產(chǎn)生橫向宏觀磁化矢量？,？,？,？,24,3、什么叫共振，怎樣產(chǎn)生磁共振？,共振：能量從一個(gè)震動(dòng)著的物體傳遞到另一個(gè)物體，而后者以前者相同的頻率震動(dòng)。,,25,體內(nèi)進(jìn)動(dòng)的氫質(zhì)子怎樣才能發(fā)生共振呢？,給低能的氫質(zhì)子能量，氫質(zhì)子獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，即核磁共振。,？,26,90度脈沖繼發(fā)后產(chǎn)生的宏觀和微觀效應(yīng),低能的超出部分的氫質(zhì)子有一半獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，高能和低能質(zhì)子數(shù)相等，縱向磁化矢量相互抵消而等于零,,使質(zhì)子處于同相位，質(zhì)子的微觀橫向磁化矢量相加，產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量,27,90度脈沖激發(fā)使質(zhì)子發(fā)生共振，產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)橫向磁化矢量，這種旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量切割接收線圈，MR儀可以檢測(cè)到。,,,28,無線電波激發(fā)后，人體內(nèi)宏觀磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)了90度，MRI可以檢測(cè)到人體發(fā)出的信號(hào) 氫質(zhì)子含量高的組織縱向磁化矢量大，90度脈沖后偏轉(zhuǎn)橫向的磁場(chǎng)越強(qiáng)，MR信號(hào)強(qiáng)度越高。 此時(shí)的MR圖像可區(qū)分質(zhì)子密度不同的兩種組織,非常重要,29,檢測(cè)到的僅僅是不同組織氫質(zhì)子含量的差別，對(duì)于臨床診斷來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 我們總是在90度脈沖關(guān)閉后過一定時(shí)間才進(jìn)行MR信號(hào)采集。,非常重要,30,4、射頻線圈關(guān)閉后發(fā)生了什么？,31,無線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度，關(guān)閉無線電波后，磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)（縱向),32,射頻脈沖停止后，在主磁場(chǎng)的作用下，橫向宏觀磁化矢量逐漸縮小到零，縱向宏觀磁化矢量從零逐漸回到平衡狀態(tài)，這個(gè)過程稱為核磁弛豫。 核磁弛豫又可分解為兩個(gè)部分： 橫向弛豫 縱向弛豫,33,橫向弛豫,也稱為T2弛豫，簡(jiǎn)單地說，T2弛豫就是橫向磁化矢量減少的過程。,,,,,,,,34,不同的組織橫向弛豫速度不同 不同的組織T2值不同,35,縱向弛豫,也稱為T1弛豫，是指90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場(chǎng)的作用下，縱向磁化矢量開始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過程。,,,,,,,,,,,,36,不同組織有不同的縱向弛豫速度 不同組織T1值不同,37,在任何序列圖像上，信號(hào)采集時(shí)刻旋轉(zhuǎn)橫向的磁化矢量越大，MR信號(hào)越強(qiáng),,,38,重要提示,不同組織有著不同 質(zhì)子密度 橫向(T2)弛豫速度 縱向(T1)弛豫速度 這是MRI顯示解剖結(jié)構(gòu)和病變的基礎(chǔ),39,5、磁共振“加權(quán)成像”,T1WI,T2WI,PD,,40,所謂的加權(quán)就是“重點(diǎn)突出”的意思 T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別 T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別 質(zhì)子密度加權(quán)成像（PD）－突出組織氫質(zhì)子含量差別,何為加權(quán)？？？,,41,T2加權(quán)成像（T2WI),T2值小 ? 橫向磁化矢量減少快 ? MR信號(hào)低（黑） T2值大 ? 橫向磁化矢量減少慢 ? MR信號(hào)高（白） 水T2值約為3000毫秒 ? MR信號(hào)高 腦T2值約為100毫秒 ? MR信號(hào)低,反映組織橫向弛豫的快慢！,42,T2WI,,,,,43,T1加權(quán)成像(T1WI),T1值越小 ? 縱向磁化矢量恢復(fù)越快 ? MR信號(hào)強(qiáng)度越高（白） T1值越大 ? 縱向磁化矢量恢復(fù)越慢 ? MR信號(hào)強(qiáng)度越低（黑） 脂肪的T1值約為250毫秒 ? MR信號(hào)高（白） 水的T1值約為3000毫秒 ?，MR信號(hào)低（黑）,反映組織縱向弛豫的快慢！,？,44,T1WI,,,,,45,重要提示!!!,人體大多數(shù)病變的T1值、T2值均較相應(yīng)的正常組織大，因而在T1WI上比正常組織“黑”，在T2WI上比正常組織“白”。,46,,,,,90,180,回波,TE,TR,TE：回波時(shí)間TR：重復(fù)時(shí)間,6、如何區(qū)分T1WI、T2WI,,47,如何區(qū)分T1WI、T2WI,1、看TR、TE T2WI： 長(zhǎng)TR（2000毫秒）、 長(zhǎng)TE（50毫秒） T1WI ： 短TR （400-800毫秒） 短TE（10-15毫秒）,T2WI,T1WI,,AC=掃的圖像的第幾層，這是第2層圖像。 TA=掃這層的當(dāng)時(shí)的時(shí)間。,48,如何區(qū)分T1WI、T2WI,2、看水和脂肪 T1WI： 水（如腦脊液、胃液、腸液、尿液）呈低信號(hào)（黑） 脂肪呈很高信號(hào)（很白） T2WI： 水呈很高信號(hào)（很白） 脂肪信號(hào)有所降低（灰白）,,T2WI,T1WI,49,3、看其他結(jié)構(gòu) 腦組織： T1WI:白質(zhì)比灰質(zhì)信號(hào)高 T2WI:白質(zhì)比灰質(zhì)信號(hào)低 腹部： T1WI:肝臟比脾臟信號(hào)高 T2WI:肝臟比脾臟信號(hào)低,如何區(qū)分T1WI、T2WI,,T2WI,T1WI,T1WI,T2WI,50,名詞解釋 1、T1WI、T2WI、PDWI 2、何為加權(quán) 3、何為弛豫,,51,MRI的成像基本過程 1)氫質(zhì)子群的平時(shí)狀態(tài) ---雜亂無章、相互抵消 2)外加磁場(chǎng)B0的氫質(zhì)子狀態(tài) ---縱向磁化、進(jìn)動(dòng) 3)施加射頻磁場(chǎng)的氫質(zhì)子狀態(tài) ---激勵(lì)共振、橫向磁化 4)中斷RF后的氫質(zhì)子狀態(tài) ----弛豫、散發(fā)能量(無電信號(hào)的電磁能) 5)接收無電信號(hào)轉(zhuǎn)化為MR信號(hào) 6)用MR信號(hào)重建圖像,52,90°射頻脈沖,RF脈沖的作用是在共振條件下激發(fā)質(zhì)子使磁化強(qiáng)度矢量旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁化強(qiáng)度矢量繞射頻場(chǎng)B1旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，該RF脈沖稱為90°脈沖。 旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，稱180°脈沖。,53,脈沖序列：施加90度脈沖，等待一定時(shí)間，再施加一個(gè)90度或180度脈沖，這種連續(xù)施加脈過程為脈沖序列。 重復(fù)時(shí)間：兩個(gè)激勵(lì)脈沖間的間隔時(shí)間。 回波時(shí)間：90度脈開始之時(shí)到回波完成之間的時(shí)間間隔。,脈沖序列,54,90脈沖后，產(chǎn)生橫向磁化，中止脈沖，質(zhì)子產(chǎn)生弛豫，橫向磁化開始消失，質(zhì)子失去相位一致性，在質(zhì)子未弛豫完成的某一時(shí)間內(nèi)(TE)，D在XY平面上再施加180脈沖，使質(zhì)子改變向相反的方向進(jìn)動(dòng)，停止脈沖后的TE時(shí)間時(shí)，質(zhì)子再次聚集橫向磁化的同向位方向上，產(chǎn)生較強(qiáng)的MR信號(hào)，叫回波,回波的概念,55,,,,,90,180,回波,TE,TR,TE：回波時(shí)間TR：重復(fù)時(shí)間,56,第二節(jié) 基本磁共振成像序列簡(jiǎn)述,,自由感應(yīng)衰減信號(hào)(FID),自旋回波信號(hào)(SE),梯度回波信號(hào)（GrE）,,一般不用 FID信號(hào)來重建圖像，原因是：1，信號(hào)的較大幅度部分被掩蓋在900射頻之內(nèi)；2，線圈發(fā)射和接受通路之間來不及切換；,較為常用的也是最早用以進(jìn)行磁共振圖像重建的信號(hào)，只是需要多施加一次1800RF脈沖，回波時(shí)間較長(zhǎng),較新的可大大縮短磁共振掃描時(shí)間的用以重建圖像的信號(hào)，又稱場(chǎng)回波,可獲取的三種磁共振信號(hào),57,一、自由感應(yīng)衰減信號(hào),自由進(jìn)動(dòng)：是指射頻場(chǎng)作用停止后磁化強(qiáng)度矢量M的進(jìn)動(dòng)。 自由衰減信號(hào)（free induction decay signal, FIR）指的是在探測(cè)線圈中感應(yīng)出的自由進(jìn)動(dòng)，又叫自由進(jìn)動(dòng)衰減。FID是NMR的信號(hào)源。 自由感應(yīng)衰減(FID): 信號(hào)隨著時(shí)間而消失（類似于阻尼震蕩信號(hào)），但頻率不變。,58,,59,60,自旋回波序列簡(jiǎn)述,900射頻結(jié)束瞬間，磁化翻轉(zhuǎn)到橫向，開始橫向弛豫，即散相,靜止磁場(chǎng)中，宏觀磁化與場(chǎng)強(qiáng)方向一致，縱向宏觀磁化最大,施加900射頻脈沖，縱向磁化翻轉(zhuǎn)到橫向，橫向磁化最大,施加1800射頻脈沖，質(zhì)子進(jìn)動(dòng)反向,相位開始重聚,經(jīng)過與散相相同的時(shí)間后,相位重聚完全,橫向磁化再次達(dá)到最大值,此時(shí)的線圈感應(yīng)信號(hào)即為自旋回波信號(hào),自旋回波信號(hào)的產(chǎn)生過程,61,62,基本SE序列的序列結(jié)構(gòu),重復(fù)時(shí)間,回波時(shí)間,63,梯度回波(GRE)序列,梯度回波序列縮短掃描時(shí)間分析圖,使用α脈沖而非900脈沖,使得 縱向磁化弛豫加快,從而極大的減少TR時(shí)間,,使用翻轉(zhuǎn)梯度產(chǎn)生回波而非1800脈沖,從而允許最短的TE時(shí)間,給縮短TR帶來空間,梯度回波 (Gradient Echo),64,第三節(jié) 磁共振圖像重建,基本概念： 像素：組成灰度數(shù)字圖像的基本單元。 體素：像素對(duì)應(yīng)人體內(nèi)的位置。 像素灰度信息：對(duì)應(yīng)體素的檢測(cè)信息的強(qiáng)度。,不同成像手段進(jìn)行位置對(duì)應(yīng)的手段不同,對(duì)磁共振而言,實(shí)現(xiàn)像素與體素對(duì)應(yīng)的手段是施加三個(gè)維度上的梯度磁場(chǎng)。,不同成像手段的檢測(cè)信息不同,65,1、 磁共振信號(hào)的獲取與傅立葉變換,如果在垂直于XY平面，加一個(gè)接收線圈，會(huì)接收到什么信號(hào)？,自由感應(yīng)衰減(FID): 信號(hào)隨著時(shí)間而消失（類似于阻尼震蕩信號(hào)），但頻率不變。,66,一、傅立葉變換,一維傅里葉變換：,利用傅里葉變換可對(duì)不同函數(shù)的頻率進(jìn)行分解。,在MRI中，為了對(duì)一定共振頻率范圍內(nèi)的質(zhì)子都進(jìn)行激發(fā)，必須使用時(shí)域內(nèi)的矩形脈沖作為激勵(lì)的能量。,傅里葉反變換：,67,MRI中常用的傅立葉變換,越短，它覆蓋的頻率范圍就越寬。,1.矩形脈沖,68,矩形脈沖寬度無限窄,2.δ脈沖,69,傅立葉變換的作用,復(fù)雜的時(shí)間域信號(hào),簡(jiǎn)單的頻率域信號(hào),,傅立葉變換,Amplitude,70,二、梯度場(chǎng)的模型,梯度斜率越大，系統(tǒng)性能越好,71,1.梯度磁場(chǎng)的產(chǎn)生,拉莫爾方程（Larmor equation）：,又叫梯度磁場(chǎng)，是指沿直角坐標(biāo)系某坐標(biāo)方向呈線性變化的磁場(chǎng)。,空間定位：在主磁場(chǎng) 上疊加一個(gè)變化的小磁場(chǎng) ，從而使成像層面上各處的磁場(chǎng)得以改變。,72,在Z方向疊加的強(qiáng)度隨Z變化的磁場(chǎng)，叫Z方向梯度場(chǎng)； 在X方向疊加的強(qiáng)度隨X變化的磁場(chǎng)，叫X方向梯度場(chǎng); 在Y方向疊加的強(qiáng)度隨Y變化的磁場(chǎng)，叫Y方向梯度場(chǎng);,三個(gè)基本梯度場(chǎng),,,,73,人體的三面,示意圖,橫斷面,冠狀面,矢狀面,74,空間的三維,水平磁場(chǎng),垂直磁場(chǎng),B0（Z）,B0(Z),一般常導(dǎo)和超導(dǎo)磁體產(chǎn)生水平磁場(chǎng)，水平方向（人體長(zhǎng)軸）為Z方向,一般永磁體產(chǎn)生垂直磁場(chǎng)，垂直方向?yàn)閆方向，人體長(zhǎng)軸一般定義為X方向,,,,,,,Y,Z,X,Z,X,Y,75,2.梯度場(chǎng)與主磁場(chǎng)的疊加,梯度場(chǎng) 的大小和方向均可改變。,主磁場(chǎng) 是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其大小和方向是固定不變的。,中心的場(chǎng)強(qiáng)總為零，與 疊加后，磁體中心的場(chǎng)強(qiáng)不變。,76,3.梯度場(chǎng)及其作用,體素定位：,MRI成像時(shí)，體素發(fā)出的NMR信號(hào)的強(qiáng)度被轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像中像素的亮度。,77,為了得到任意層面的空間信息，MRI系統(tǒng)在 x, y, z 三個(gè)坐標(biāo)方向均使用梯度磁場(chǎng) (Gx , Gy , Gz 梯度)， 分別用相互垂直的三個(gè)梯度線圈產(chǎn)生。,78,4.三個(gè)梯度場(chǎng)的使用,1.選擇掃描層面：一般由層面選擇梯度來完成。 2.用其余兩個(gè)梯度定位：在二維傅里葉成像中，即為頻率編碼和相位編碼，解碼后即得檢測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)。 3.對(duì)所確定的空間點(diǎn)的坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的空間體素發(fā)出NMR信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)便得到了所需的圖像對(duì)比度。,79,MRI空間坐標(biāo)的建立是由三維梯度磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。,將來自每個(gè)體素的NMR信號(hào)與來自其他體素的信號(hào)分離的方法：層面選擇 空間編碼 頻率編碼,空間坐標(biāo),,三、磁共振圖像重建,80,1.層面選擇,MRI的層面選擇是通過三維梯度的不同組合來實(shí)現(xiàn)的。 任意斜面成像，其層面的確定要兩個(gè)或三個(gè)梯度的共同作用。,層面的選擇采用的是選擇性激勵(lì)的原理：,選擇性激勵(lì)（selective excitation）：指用一個(gè)有限頻寬（窄帶）的射頻脈沖僅對(duì)共振頻率在該頻帶范圍的質(zhì)子進(jìn)行共振激發(fā)的技術(shù)。,,,81,在Z方向疊加梯度場(chǎng)可以選擇層面，RF的頻帶寬度與梯度強(qiáng)度共同決定層厚。,選層梯度Gs,層厚與梯度強(qiáng)度成反相關(guān),層厚與射頻頻寬成正相關(guān),82,83,以橫軸位成像為例—選Gz作為選層梯度,84,選層過程,層面內(nèi)所有質(zhì)子的共振頻率均相同（稱為自選面），垂直于z軸的所有層面的共振頻率均不同,在z向施加梯度后，沿z軸各層面上質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率為：,用窄帶脈沖進(jìn)行激發(fā)，實(shí)現(xiàn)每次只激發(fā)一層。在進(jìn)行選擇性激勵(lì)時(shí)多用sinc函數(shù)，在非選擇性激勵(lì)時(shí)常使用很窄的方波,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,85,86,3.層面內(nèi)信號(hào)的定位,對(duì)MRI線圈內(nèi)得到的復(fù)合共振信號(hào)（由成像層面內(nèi)所有質(zhì)子同時(shí)發(fā)出）加以分辨。,平面定位梯度：相位編碼梯度 頻率編碼梯度,相位編碼梯度：在y方向上提供了體素的識(shí)別信息。,頻率編碼梯度：在x方向上提供了體素的識(shí)別信息。,87,設(shè)Gx和Gy分別為頻率編碼和相位編碼梯度，同時(shí)設(shè)Gx和Gy分別位于圖像矩陣的行和列方向。nx和ny分別為矩陣的列數(shù)和行數(shù)。,88,相位編碼,相位編碼（phase encoding）：利用相位編碼梯度磁場(chǎng)造成質(zhì)子有規(guī)律的進(jìn)動(dòng)相位差，用此相位差來標(biāo)定體素空間位置的方法。 相位編碼梯度工作于脈沖狀態(tài)，有多少個(gè)數(shù)據(jù)采集周期，該梯度就接通多少次。 在Gy作用期間，體素所發(fā)出的RF信號(hào)并不利用。因此，相位編碼梯度又叫準(zhǔn)備梯度。 相位編碼用來識(shí)別行與行之間體素的位置。,89,1. v1，v2和v3分別表示相位編碼方向上三個(gè)相鄰的體素。,2.開始有相同的相位，并以相同的頻率進(jìn)動(dòng)。,3.相位編碼梯度Gy開啟。,該方向上磁化強(qiáng)度矢量將以不同頻率進(jìn)動(dòng)，公式：,y越大，質(zhì)子進(jìn)動(dòng)越快。,編碼過程,相位編碼梯度持續(xù)時(shí)間ty后，該方向上體素的進(jìn)動(dòng)相位 為：,產(chǎn)生的相位差 為：,4.在t=ty時(shí)刻，相位編碼梯度關(guān)斷。此時(shí)進(jìn)動(dòng)頻率逐漸恢復(fù)至原頻率，但進(jìn)動(dòng)相位差被保留。這就是相位編碼的所謂“相位記憶（phase memory）”功能。,90,加入相位編碼梯度(Gp), 沿Y方向的質(zhì)子在進(jìn)動(dòng)相位上呈現(xiàn)線性關(guān)系,將采集信號(hào)經(jīng)傅立葉變換后,可以得到Y(jié)向位置與相位的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。,,施加GP,質(zhì)子沿Y向所受磁場(chǎng)線性,進(jìn)動(dòng)頻率線性,相位線性,Gp結(jié)束后,Y向磁場(chǎng)均勻,質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率一致,但線性相位保留下來,并與Y向位置一一對(duì)應(yīng),Gp施加之前,質(zhì)子沿Y向進(jìn)動(dòng)頻率相位均相同,91,頻率編碼：利用梯度磁場(chǎng)造成相關(guān)方向上個(gè)磁化矢量進(jìn)動(dòng)頻率的不同，并以此為根據(jù)來標(biāo)記體素的空間位置。,與y軸平行的各列體素的進(jìn)動(dòng)頻率 為：,頻率編碼,92,頻率編碼梯度(Gro)使沿X向質(zhì)子所處磁場(chǎng)線性變化,從而共振頻率線性變化,將采集信號(hào)經(jīng)傅立葉變換后即可得到頻率與X方向位置的線性一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。,成像層面的X向位置,采集信號(hào)經(jīng)傅立葉變換后的頻譜,二者一一對(duì)應(yīng),93,,94,體素空間編碼,傅立葉變換可將一個(gè)混合FID信號(hào)的頻率和相位成份區(qū)別開,95,四、小結(jié),MRI線圈中接收到的信號(hào)是受激層面內(nèi)個(gè)體素所產(chǎn)生的NMR信號(hào)的總和。 在二維成像技術(shù)中，由于相位編碼梯度和頻率編碼梯度共同作用，各相鄰體素產(chǎn)生的信號(hào)在頻率和相位上均存在細(xì)微的差別。 這種差別表現(xiàn)在相位編碼方向上就是進(jìn)動(dòng)相位的不同，表現(xiàn)在頻率編碼方向上就是進(jìn)動(dòng)頻率的不同。 通過二維傅里葉變換，就可使以頻率和相位表示的差別轉(zhuǎn)換為體素空間位置的差別。,96,第五節(jié) 序列參數(shù)對(duì)圖像權(quán)重的影響,TR對(duì)T1權(quán)重的影響,TE對(duì)T2權(quán)重的影響,TR越長(zhǎng),T1權(quán)重越小; TR越短,T1權(quán)重越大,TE越長(zhǎng),T2權(quán)重越大; TE越短,T2權(quán)重越小,97,T2加權(quán)像(T2WI),主要由T2差別形成的圖像，主要反映組織間T2的不同 長(zhǎng)TR，長(zhǎng)TE。一般TR＞1000mSec，TE＞80mSec 長(zhǎng)TR抑制T1；長(zhǎng)TE增加T2對(duì)比,98,T1加權(quán)像(T1WI),主要由T1差別形成的圖像，主要反映組織間T1的不同 短TR、短TE。一般TR＜500mSec，TE＜50mSec 短TR抑制T2；短TE提高信噪比,99,質(zhì)子加權(quán)像（PdWI),主要由質(zhì)子密度差別形成的圖像，反映組織間質(zhì)子密度的不同 長(zhǎng)TR、短TE。一般TR＞1000mSec，TE＜50mSec 長(zhǎng)TR抑制T1；短TE抑制T2,100,2、水成像,采用極長(zhǎng)TR和TE技術(shù)，獲得重T2WI，突出水的信號(hào) 主要有：MRCP膽胰管造影、MRU尿路造影、MRM脊髓造影,101,MRCP,102,,103,(1)臨床疑有膽道結(jié)石需要進(jìn)一步明確診斷，并判斷結(jié)石的位置、大小、數(shù)量及形成，以便為治療方法的選擇提供依據(jù)。 (2)各種檢查無法區(qū)分是阻塞性黃疸還是內(nèi)科黃疸的病人。 (3)膽囊切除術(shù)后仍有癥狀者，為進(jìn)一步分析其發(fā)生的原因。 (4)疑有先天性膽道異常者。 (5疑有膽道良性狹窄，需要進(jìn)一步明確診斷，以了解狹窄的部位及范圍者。 (6)臨床疑有膽道蛔蟲的病人，在明確診斷的同時(shí)，可通過內(nèi)窺鏡將蛔蟲取出。 (7)疑有其他膽道疾病，如硬化膽管炎及先天性膽總管囊腫等。 (8)疑有慢性胰腺炎的病人。 (9)胰腺腫瘤，尤其疑有胰腺體尾部癌。,104,MRU,105,,106,,107,全身MRA,108,3、水及脂肪抑制成像,主要用于鑒別是否有或消除該成份 Dixon法：用自旋回波序列不同的TE，分別采集水和脂肪的M相位一致和相位相反的MR信號(hào)，兩者相加可去除脂肪成份，得到純水MRI；兩者相減，則得到純脂肪MRI CHESS法：在常規(guī)序列前先給一個(gè)與水或脂肪共振頻率一致的RF，由于該成份處于飽和狀態(tài)，不能接受第二個(gè)RF的激勵(lì)而被抑制,109,4、水抑制成像,又稱黑水成像，序列名稱一般稱為FLAIR，一般采用超長(zhǎng)TR，超長(zhǎng)TE值。 如TRT=6000~10000ms,TI=1300ms,TE=105ms,110,6、脂肪抑制成像,一般采用Flair序列，TI時(shí)間取0.69T1(脂肪)；,抑制前圖像,抑制后圖像,111,,化學(xué)位移,定義：核隨著所處的化學(xué)環(huán)境不同，使核磁共振位置發(fā)生微小移動(dòng)。,意義：由于核外電子運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)，以及核在分子結(jié)構(gòu)中的位置等內(nèi)在因素，致使核磁共振的頻率和磁場(chǎng)發(fā)生改變。,112,,113,三、偽影（artifact） 〈一〉體內(nèi)因素 1、運(yùn)動(dòng)偽影 心臟跳動(dòng)---- 心電門控； 呼吸運(yùn)動(dòng)---- 呼吸門控； 大血管波動(dòng)； 腸蠕動(dòng)； 2、血流和CSF（腦脊液）流動(dòng)偽影 〈二〉體外因素 1、金屬物體 2、靜電 〈三〉MR系統(tǒng)形成的偽影 1、化學(xué)移位偽影（chemical shift artifact） 2、折疊偽影(wrap-around artifact) 3、低信號(hào)偽影(low-intensity artifact),114,本章小結(jié),什么是質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)？進(jìn)動(dòng)頻率如何求？ 什么是縱向磁化、縱向磁化？用圖形描述質(zhì)子在靜磁場(chǎng)中的宏觀磁化 在靜磁場(chǎng)中的質(zhì)子，對(duì)其施加900脈沖，描述其進(jìn)動(dòng)狀態(tài)。 什么是橫向馳豫時(shí)間、縱向馳豫時(shí)間？ 描述MRI的成像基本過程 解釋T1WI、T2WI、PdWI、TI、TR、TE、SE、GRE、FID,115,,什么是x方向的梯度場(chǎng)？ MRI圖像如何空間定位？ TR對(duì)T1權(quán)重的影響，TE對(duì)T2權(quán)重的影響？ 如何區(qū)分T1WI和T2WI？ 運(yùn)用水成像有哪些？ MRI圖像的偽影有哪些？,