南华大学核科学技术学院医学影像物理学课件第五章_ 磁共振成像.ppt

第五章 磁共振成像,医学影像物理学,,南华大学 • 核科学技术学院,第一节 磁共振信号与加权图像,第五章 磁共振成像,,一、自由感应衰减信号与加权图像,随着Mxy的衰减，在接收驰豫过程线圈中的角频率为ω0的感生电动势的幅值也衰减 在MRI中，为了分析图像方便，希望图像的灰度主要有一个特定的参数决定，即所谓加权图像 质子密度加权 驰豫时间T1加权 驰豫时间T2加权,如果在90°脉冲过后立即采集FID信号，FID信号的初始幅度就正比于M0，反映了样品内质子的平均密度ρ，所得的MRI图像就是质子密度图像； 如果在90°脉冲过后不立即采集FID信号，而是等待一段时间，这样采集到的FID信号幅度就不仅和质子密度相关，还要受到T2的影响，于是所得的MRI图像就有了一定程度的T2加权二、自旋回波信号与加权图像,自旋回波（spin echo, SE）序列是目前临床MRI中最基本、最常用的脉冲序列，它包括单回波SE序列和多回波SE序列 单回波SE序列：单回波SE序列首先使用一个90°脉冲，等待一段时间再施加一个180°脉冲使质子相位重聚，产生自旋回波信号，如下图所示，TI为90°脉冲和180°脉冲的间隔时间，TE为回波时间（echo time），TR为序列重复时间（reptition time），一般情况下 。

1、自旋回波序列,180o脉冲的作用,180o脉冲,,2、SE序列的加权图像 T1加权图像：短TE(10~20ms)和短TR(300~600ms)T2加权图像：长TE(80ms)和长TR(2000ms)质子密度加权图像：短TE(20ms)和长TR(2000ms),三、反转恢复信号与加权图像,1、反转恢复序列 反转恢复序列（inversion recovery, IR）首先使用一个180°脉冲，然后等待一段时间TI再施加一个90°脉冲，如图所示，其中TI为反转时间，TR为脉冲重复时间在180°脉冲过后，Mz开始逐渐恢复，经过时间TI后再施加一个90°脉冲，就把Mz在Z轴上的恢复量转到了XY平面上来检测，由此产生的MR信号我们称之为反转恢复信号在实际应用中，我们一般是在90°脉冲后再施加一个180°脉冲产生SE信号，这种序列称为反转恢复自旋回波序列（IRSE），如图所示，其中回波时间TE为90°脉冲和回波间的距离，TI为初始180°脉冲和90°脉冲间的距离，TR为整个序列的重复时间2、IRSE序列的加权图像,2、IRSE序列的加权图像,第二节 磁共振图像重建,第五章 磁共振成像,,一、梯度和梯度磁场,假定空间各处的磁场方向都是沿正Z轴方向的，但其大小却随位置改变。

如果梯度磁场的梯度沿梯度方向各处的大小都是相等的，这样的梯度就称为线性梯度线性梯度使得梯度磁场的大小沿梯度方向呈线性改变，这样的梯度磁场就叫线性梯度磁场在MRI中，我们所用的就是线性梯度磁场 线性梯度磁场可由一对通电方向相反、形状特定的线圈建立在MRI中，通过对电流大小、线圈大小和形状的调节，可以获得合适的梯度磁场梯度磁场的方向都是沿着同一方向（通常选为Z方向）梯度磁场强度显著低于主磁场，其场强变化大约为1.0 Gauss·cm 二、断层选择,磁共振成像可以在任意方位角上取断层，它只取决于主磁场及相应的梯度磁场的选择 在实际中，一般有垂直于Z轴的横轴位断层选择、垂直于X轴的矢状位断层选择和垂直于Y轴的冠状位断层选择，下面就以横轴位断层来说明断层位置的选择 在主磁场B0上，沿Z方向施加梯度为Gz的线性梯度磁场BGz，则总磁场B为,假定Gz>0，总磁场B就随z线性增加，z不同的地方，自旋核的共振频率也就不同，为因此，若所加的RF脉冲的中心角频率为只有这一断层的自旋核受到激励，这样通过采用特定频率的RF脉冲对所需要的断层进行了选择三、相位编码和频率编码,1、相位编码 通过施加梯度磁场BGz，使得RF脉冲在处选出一个垂直于Z轴的薄层。

在RF脉冲结束时，该层面中的自旋核都有同样的旋进频率和初始相位，见图5-8(a)紧跟在梯度磁场BGz之后，再沿Y方向施加梯度为Gy的梯度磁场BGy，于是沿Y方向y坐标不同的地方自旋核所在坐标的磁场强度不同，它们的旋进频率ωy也就各不相同这样经过一定的时间ty, y坐标坐标不同的自旋核所旋过的角度也就不同，即它们的相位不同，其中不同y坐标的自旋核其相位差，与y成正比，也就是说我们可以通过相位差来了解自旋核所处的空间位置y，或者说自旋核的空间位置y用相位进行了编码2、频率编码 在相位编码过后，自旋核在Y方向上的位置可由相位差确定，但是自旋核在X方向上的位置还无法确定为确定自旋核在X方向上的位置，在采集MR信号时，沿X方向施加梯度为Gx的梯度磁场BGx，这样坐标X不同的自旋核旋进的频率将各不相同，即可以通过所采集到的MR信号的频率来确定该信号所产生的位置x，于是自旋核的空间位置x用频率进行了编码相位编码和频率编码,,,X,Y,第三节 快速成像序列,第五章 磁共振成像,,快速自旋回波序列 梯度回波序列 回波平面成像序列 快速成像序列应用,二维傅里叶变换成像中的RF脉冲、梯度磁场和回波信号的时序,第四节 磁共振血管成像,第五章 磁共振成像,,流动现象 流动现象的补偿 时间飞越法血管成像 相位对比法血管成像,第五节 磁共振图像质量,第五章 磁共振成像,,信噪比 对比度 空间分辨力 常见图像伪像,本章结束,。