最新C5磁共振成像自编18学时精选PPT文档.ppt

二、自旋回波信号与加权图像二、自旋回波信号与加权图像1.自旋回波自旋回波( spin echo,SE )序列序列TITR90° 180°90° 180°TETI —— 脉冲间隔时间脉冲间隔时间TR —— 序列重复时间序列重复时间TE —— 回波时间，一般取回波时间，一般取 TE = 2TI结构可表示为：结构可表示为： 90°～～TI ～～ 180°～～(TR－－TI)（（1）单回波）单回波SE序列序列慢快90°脉冲后弛豫脉冲后弛豫去位相去位相90°脉冲脉冲xyzMm慢快180°脉冲脉冲→ 位相回归位相回归位相一致位相一致180°脉冲后，再次丧失脉冲后，再次丧失 位相一致位相一致T2T2*90° 180°90° 180°自旋回波信号自旋回波信号TE（（2）多回波）多回波SE序列：序列：特点：特点：得到幅度逐渐减小的多个得到幅度逐渐减小的多个SE信号90°180°180°180°2. 自旋回波的幅值：自旋回波的幅值：在回波的第一个周期中在回波的第一个周期中回波的信号幅值回波的信号幅值第一个周期结束（第一个周期结束（t = TR）时）时第二个周期的回波幅值第二个周期的回波幅值ρ、、f(v)、、T1、、T2 —— 成像参数，与生物组织相关。

成像参数，与生物组织相关TR、、TE —— 时间参数，可选择时间参数，可选择多参数成像多参数成像加权图像加权图像( weighted imaging,WI)：： 主要由一个成像参数决定的图像主要由一个成像参数决定的图像3. SE序列的加权图像序列的加权图像（（1）质子密度加权图像（）质子密度加权图像（ρWI））可见，长可见，长 TR , 短短TE → ρWI （（2））T2WI（（ weighted imaging ,WI））TE一定，两种不同组织的一定，两种不同组织的T2 分别为分别为T2(1)、、T2(2)，对应信号强度，对应信号强度若若T2(1) < T2(2) ，，说明：说明：在在T2 加权像中，加权像中，T2 大的组织信号强大的组织信号强—— 亮亮 T2 小的组织信号弱小的组织信号弱—— 暗暗（（3））T1WI（（ weighted imaging ,WI））TR: 300~600 ms（短）（短）TE: 10~20ms（短）（短）若若T1(1)>T1(2),则则 I(1) < I(2)。

通常，长通常，长TR , 短短TE —— ρWI长长TR , 长长TE —— T2WI短短TR , 短短TE —— T1WIT1大，信号弱，图像暗大，信号弱，图像暗T1小，信号强，图像亮小，信号强，图像亮结构：结构：180°～～T1～～90°～～(TR-TI)MZ =－M0Mxy = 0180°90°TI三、反转恢复信号与加权图像三、反转恢复信号与加权图像实际应用的是实际应用的是反转恢复自旋反转恢复自旋回波序列回波序列(IRSE)TETRTI180°90°180°180°1. 反转恢复序列：反转恢复序列：( inversion recovery, IR )2. 反转恢复信号的幅值反转恢复信号的幅值180°90°TI第一个第一个180°脉冲后，脉冲后，MZ恢复的速率恢复的速率令令 t = 0 时时, MZ = -M0经经t=TI，，Mxy又以又以T2速率按指数规律速率按指数规律 衰减衰减3. IRSE序列的加权图像序列的加权图像⑴⑴ 质子密度加权图像质子密度加权图像⑵⑵ T1加权图像加权图像中等中等TI(400～～800ms), 短短TE(10～～20ms), 长长TR(2000ms)TI脑组织脑组织脑脊液脑脊液I180°脉冲作用后，脉冲作用后，MZ恢复的曲线恢复的曲线结论：采用短结论：采用短TI,两种组两种组 织的信号差别大。

织的信号差别大⑶⑶ 短时反转恢复成像短时反转恢复成像该方法主要用来抑制脂肪信号该方法主要用来抑制脂肪信号180°90°TI短短TI(150～～175ms)对应短对应短T1的组织，该组织的组织，该组织信号被抑制信号被抑制转折点转折点 MZ=0.TI180°90°⑷⑷ 流动衰减反转恢复成像流动衰减反转恢复成像长长TI(2000ms以上以上)脑脊液脑脊液对应对应T1很大的组织，该组织信号被抑制很大的组织，该组织信号被抑制转折点转折点 MZ=0.§11－－2 磁共振图像的重建磁共振图像的重建一、梯度和梯度磁场一、梯度和梯度磁场梯度磁场：磁场的大小随空间坐标线性变化其变化梯度磁场：磁场的大小随空间坐标线性变化其变化　　　　　程度用梯度　　　　　程度用梯度 G 表示X 方向：方向：Z 方向：方向：注意：注意：X、、 Z 方向指磁场梯度（方向指磁场梯度（B大小变化）的大小变化）的 方向，不是方向，不是B的方向xB△△B△△xyz（（B0））x42.1742.5843.03( MHz )BZ = GZ ZB = B0 + BZ = B0 + ZGZB = f ( z )ω = f ( z ) 通过通过νRF 可达到选可达到选择层面的目的。

择层面的目的选择的层面有一定的厚度选择的层面有一定的厚度二、断层选择二、断层选择0.991.01.01( T )△zνBzB0z0ν0△ν△z△△Z 内所有体素内所有体素RF同时同时产生产生MR信号信号让每个体素的信号带上标记让每个体素的信号带上标记断层平面编码断层平面编码复合信号复合信号相位编码和频率编码相位编码和频率编码三、三、1、相位编码：、相位编码： t = 0，每个体，每个体素的磁矩都处于素的磁矩都处于同一位相同一位相加加BGy：：ωy=γB =γ(B0+BGy) =γ(B0+y Gy),即即ωy=f( y ) 标记标记 y 方向上的体素方向上的体素经经ty 时间，磁矩转过的角度或位相时间，磁矩转过的角度或位相φ = ωyty = γ(B0+BGy) ty= (ω0+△△ωy) ty= φ0 + △△φ沿沿y方向各体素磁矩相位逐渐拉开方向各体素磁矩相位逐渐拉开φ3φ2φ1y2、频率编码：、频率编码：标记标记X 方向的体素方向的体素同理，同理，Bx = f ( x ) ωx = f ( x ) 各体素的磁矩以图中的各体素的磁矩以图中的相位开始旋转，其频率沿相位开始旋转，其频率沿x方方向逐渐增大。

向逐渐增大标记了各像标记了各像素的位置素的位置合成相位合成相位GXω1ω2ω3ω1ω2ω3φ3φ2φ1ω1φ1ωnφ1ω2φ1ω1φ2ω2φ2ωnφ2ω1φnω2φnωnφn……………………………………………………………………………………φ2φ1φnx2x1xnω2ω1ωny2y1yn四、二维傅立叶变换图像重建四、二维傅立叶变换图像重建（（2DFT成像）成像）1. 傅立叶变换的性质：傅立叶变换的性质：功能功能 —— 将信号从时间域转换成频率域将信号从时间域转换成频率域F(ω)ω频率函数频率函数FT变换变换时间函数时间函数S(t)t人的听觉系统对弦乐合奏的音频分析人的听觉系统对弦乐合奏的音频分析2，v0 - 2△3，v0 - △1，v0.6，v0 +△4，v0 + 2△F(t) 复合信号复合信号+v0 - 2△△, v0 - △△, v0.v0 +△△, v0 + 2△△BGx246Iν傅立叶变换傅立叶变换五体素复合信号的傅立叶变换五体素复合信号的傅立叶变换2、、2DFT图像重建的物理描述：图像重建的物理描述： MR信号信号（复合信号）（复合信号）GXGyω1φ1ωnφ1ω2φ1ω1φ2ω2φ2ωnφ2ω1φnω2φnωnφn…… ………… ………… …………………………………………………………φ2φ1φnω2ω1ωny2y1yn接收线圈采集到的接收线圈采集到的复合信号复合信号S(t)S(ω1) S(ω2)S(ωn)FT变换变换 Y方向有方向有N个体素，行个体素，行N次编码，每次次编码，每次ty稍有稍有不同，得不同，得N个信号个信号分别进分别进行行FT第一次编码，采集信号第一次编码，采集信号S(t,ty1)第二次编码，采集信号第二次编码，采集信号S(t,ty2)第第N次编码，采集信号次编码，采集信号S(t,tyn)……S(ωx,ty1)S(ωx,ty2)S(ωx,tyn)……MR信号在二维平信号在二维平面上的分布函数面上的分布函数n个个方程方程S (x, y)解方程组解方程组二维傅立叶变换成像二维傅立叶变换成像方法中方法中RF、、GZ 、、GX 、、Gy 的时序关系的时序关系180°90°RF 脉冲序列脉冲序列Gz 层面选择层面选择GX 频率编码频率编码Gy 相位编码相位编码MR信号信号3、、2DFT图像重建的时间估计图像重建的时间估计t = TR · Ny· NEX式中式中:TR —— 序列重复时间序列重复时间NEX —— 重复测量的次数重复测量的次数Ny —— 相位编码的次数相位编码的次数NS电脑重建电脑重建回波探测回波探测RF脉冲脉冲习习 题题 设在设在 MRI 系统中主磁场和梯度磁场系统中主磁场和梯度磁场之和的磁感应强度在之和的磁感应强度在 1.500～～1.501T 范围范围内，试估算氢核成像应施加的射频脉冲所内，试估算氢核成像应施加的射频脉冲所包含的频谱范围。

包含的频谱范围 （氢核（氢核 γ =2.6753×108S-1·T-4））§ 5-5 磁共振图像质量磁共振图像质量一、信一、信 噪噪 比比( signal to noise ratio,SNR )SNR 越大，图像质量越好越大，图像质量越好定义：定义：影响影响 SNR的因素：的因素：1. 主磁场主磁场 Bo 越大，越大，SNR越大2. RF线圈线圈 面积越小、距被检部位越近，面积越小、距被检部位越近， SNR越大 5. 成像时间参数成像时间参数 TR (序列重复时间序列重复时间) 大，大，SNR大 TE (回波时间回波时间) 小，小， SNR大6. 重复测量次数重复测量次数 重复测量次数多，重复测量次数多， SNR大3. 体素容积体素容积 体素大，体素大，MR信号强，信号强，SNR大4. 翻转角翻转角θ θ增大，增大， MR信号强，信号强， SNR大二、对二、对 比比 度度( contrast )对比度噪声比：对比度噪声比：说明：信噪比之差越大，越容易识别不同说明：信噪比之差越大，越容易识别不同 的组织。

的组织对比度：对比度：图像中不同区域信号强度的相图像中不同区域信号强度的相 对差异三、空间分辨力三、空间分辨力体素大小体素大小视野视野 FOV矩阵大小矩阵大小层厚层厚 dNpNfDGxGyGzd 图像分辨组织细节的能力通常用能分辨图像分辨组织细节的能力通常用能分辨的相邻物体的最小距离来表示的相邻物体的最小距离来表示空间分辨力决定于体素的大小空间分辨力决定于体素的大小四、常见图像伪影四、常见图像伪影根据来源、成因进行分类：根据来源、成因进行分类：①① 运动伪影运动伪影②② 与序列参数相关的伪影与序列参数相关的伪影 混淆伪影、部分容积伪影混淆伪影、部分容积伪影……③③ 与设备相关伪影与设备相关伪影 B不均匀伪影、梯度磁场伪影、不均匀伪影、梯度磁场伪影、 RF脉冲伪影脉冲伪影④④ 与物理因素相关伪影与物理因素相关伪影 磁敏感伪影、化学位移伪影磁敏感伪影、化学位移伪影(artifact)1. B0不均匀伪影不均匀伪影B0不均匀不均匀破坏破坏G的的线性线性MR信号信号定位出错定位出错图像出现不规则变形、扭曲图像出现不规则变形、扭曲2. 梯度磁场伪影梯度磁场伪影梯度磁场的不均匀性造成。

梯度磁场的不均匀性造成3. RF脉冲伪影脉冲伪影①① 串扰伪影：串扰伪影：理想理想RF脉冲频谱脉冲频谱ν0实际实际RF脉冲频谱脉冲频谱余波余波由于由于RF脉冲的余波对相邻断层脉冲的余波对相邻断层的激励所致的激励所致②② RF强度的空间不均匀伪影：强度的空间不均匀伪影：③③ RF噪声：噪声：环境射频信号对图像的干扰环境射频信号对图像的干扰 电台、电视台、无线电遥控装置电台、电视台、无线电遥控装置…4. 运动伪影运动伪影病人自主或不病人自主或不自主生理自主生理运动运动图像上结构的错位图像上结构的错位影响影响 MR信号强度信号强度图像模糊、重影图像模糊、重影5. 磁敏感性伪影磁敏感性伪影 成像层面中局部磁化率的改变而引起图像成像层面中局部磁化率的改变而引起图像的畸变或模糊的畸变或模糊特点：引起不同组织交界处局部信号的减弱或特点：引起不同组织交界处局部信号的减弱或 丢失，有的结构出现明显的扭曲和错位丢失，有的结构出现明显的扭曲和错位6、化学位移伪影、化学位移伪影 由于自旋核共振频率的差异而造成体素由于自旋核共振频率的差异而造成体素错位的图像失真。

错位的图像失真7、混淆伪影、混淆伪影 FOV 以外的解剖结构翻转过来，和以外的解剖结构翻转过来，和 FOV内的结构重叠在一起，使得图像无法显示清楚内的结构重叠在一起，使得图像无法显示清楚2、理解空间位置编码及、理解空间位置编码及2D－－FT成像原理成像原理3、掌握信噪比、对比度、空间分辨力的定义，了、掌握信噪比、对比度、空间分辨力的定义，了 解常见解常见MRI图像的伪影图像的伪影第五章第五章 磁共振成像小结磁共振成像小结1、掌握、掌握 SE序列、序列、IR 序列的结构及脉冲序列作序列的结构及脉冲序列作 用下用下MR 信号的特点理解加权图像的概念信号的特点理解加权图像的概念 (ρWI、、T1WI、、 T2WI)第二章第二章 X射线影像小结射线影像小结1、了解数字图像的获得过程，掌握数字图像、了解数字图像的获得过程，掌握数字图像 的概念及其特点的概念及其特点2、理解数字图像处理技术的原理理解数字图像处理技术的原理3、掌握数字减影血管造影的基本原理掌握数字减影血管造影的基本原理4、掌握、掌握CR、、DR成像的基本过程成像的基本过程。

第十章第十章 X-CT小结小结1、理解常规、理解常规X－－CT影像的特点及其成像过程影像的特点及其成像过程2、掌握常规、掌握常规CT成像原理，能解释成像原理，能解释X线通过非均匀介质线通过非均匀介质 时的吸收情况，能简述图像重建的原理（以滤波反时的吸收情况，能简述图像重建的原理（以滤波反 投影法为例）投影法为例）3、掌握体素、像素、、掌握体素、像素、 CT值、灰度、窗宽、窗位等概念值、灰度、窗宽、窗位等概念4、掌握对比度、对比度分辨力、空间分辨力、噪声、、掌握对比度、对比度分辨力、空间分辨力、噪声、 均匀度、均匀度、 X线剂量等概念及它们之间的相互制约线剂量等概念及它们之间的相互制约 关系5、了解螺旋扫描、螺距、层厚、螺旋插值等概念了解螺旋扫描、螺距、层厚、螺旋插值等概念第十一章第十一章 核磁共振现象小结核磁共振现象小结1、了解原子核的角动量与磁矩的概念，掌、了解原子核的角动量与磁矩的概念，掌 握自旋核在外磁场中的旋进现象握自旋核在外磁场中的旋进现象2、掌握核磁共振现象及其宏观描述掌握核磁共振现象及其宏观描述3、掌握驰豫过程，、掌握驰豫过程，T1、、T2的物理意义及其的物理意义及其 影响因素。