T1、T2和質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列

1、T1、T2和質(zhì)子密度加權(quán)和質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列脈沖序列及及 K空間空間主要討論兩個(gè)問(wèn)題：n歸納總結(jié)獲得組織T1、T2和質(zhì)子密度加權(quán)圖像的各種脈沖序列及相關(guān)優(yōu)缺點(diǎn)nK空間T1、T2和質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列和質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列nT1加權(quán)脈沖序列加權(quán)脈沖序列nT2加權(quán)脈沖序列加權(quán)脈沖序列部分飽和脈沖序列標(biāo)準(zhǔn)自旋回波脈沖序列破壞梯度回波技術(shù)自旋回波反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列T1加權(quán)的MP-RAGE序列飽和脈沖序列自旋回波脈沖序列梯度回波脈沖序列自旋回波脈沖序列快速自旋回波脈沖序列梯度回波和穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)快速自旋回波反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波脈沖序列平面回波脈沖序列n質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序

2、列T1加權(quán)脈沖序列加權(quán)脈沖序列一一.T1值和值和T1圖像對(duì)比度圖像對(duì)比度 兩種組織的縱向弛豫曲線兩種組織的縱向弛豫曲線T1圖像對(duì)比度的形成圖像對(duì)比度的形成T1差異形差異形成圖像灰成圖像灰度的差別度的差別n短T1組織吸收能量多顯示強(qiáng)信號(hào)，長(zhǎng)T1組織因飽和不能吸收太多能量，表現(xiàn)低信號(hào)n組織間信號(hào)強(qiáng)度的變化使圖像的T1對(duì)比度得到增強(qiáng)n由于信號(hào)檢測(cè)總是在橫向進(jìn)行，采用短TE可最大限度削減由于T2弛豫造成的橫向信號(hào)損失，排除了T2的作用。n參數(shù)設(shè)置（SE）：短TR （TRT1），提高T1W；短TE （TETTRT1 1）長(zhǎng)長(zhǎng)TE TE （TETTETTRT1 1）；短）；短TE (TETTE (TET2

3、 2) )質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列三、脈沖序列三、脈沖序列 1、飽和脈沖序列、飽和脈沖序列 在一系列等間距900激勵(lì)脈沖組成的脈沖序列中，選用很長(zhǎng)的TR（第一個(gè)900激勵(lì)脈沖作用后，組織的縱向磁化強(qiáng)度矢量M0有足夠的時(shí)間恢復(fù)）和最小的TE，這樣的脈沖序列稱為飽各脈沖序列。 這一脈沖序列在實(shí)際中沒(méi)有應(yīng)用。 質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列三、脈沖序列三、脈沖序列 2、自旋回波脈沖序列、自旋回波脈沖序列 SE是獲得質(zhì)子密度加權(quán)成像的最好方法。3、梯度回波脈沖序列、梯度回波脈沖序列（不常用于獲得質(zhì)子密度加權(quán)圖像）（不常用于獲得質(zhì)子密度加權(quán)圖像） 優(yōu)點(diǎn)：信噪比和效率都相當(dāng)好 缺

4、點(diǎn)：很難除去T2*對(duì)比及化學(xué)位移的影響。質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列的對(duì)照質(zhì)子密度加權(quán)脈沖序列的對(duì)照 脈沖序列 質(zhì)子密度對(duì)比信噪比去偽影自旋回波良優(yōu)優(yōu)快速自旋回波良優(yōu)良梯度回波良優(yōu)良無(wú)論何種加權(quán)像，均會(huì)包含一定的質(zhì)子密度、T1 和T2對(duì)比度。因?yàn)闊o(wú)論TR和TE如何取值，縱向磁化MZ總是受質(zhì)子密度的影響；在可供測(cè)量的信號(hào)出現(xiàn)之前，一定程度的弛豫已經(jīng)發(fā)生；通過(guò)序列參數(shù)的選擇，總能使圖像的某種對(duì)比度得以突出，同時(shí)使其它對(duì)比度的影響大大降低。說(shuō)明說(shuō)明序列參數(shù)的優(yōu)化序列參數(shù)的優(yōu)化一.序列參數(shù)分類n初級(jí)參數(shù) TR、 TE、 TI、 等n導(dǎo)出參數(shù) 圖像對(duì)比度、空間分辨率、SNR、 成象時(shí)間二二. .參數(shù)優(yōu)化內(nèi)容參數(shù)

5、優(yōu)化內(nèi)容1.對(duì)比度的影響參數(shù)及優(yōu)化n影響參數(shù)TR、TE、TI、2.空間分辨率的影響參數(shù)及優(yōu)化3.信噪比的影響參數(shù)及優(yōu)化K空間空間 K空間是傅立葉變換磁共振成像方法中的一個(gè)重要概念。在傅立葉變換磁共振成像方法中，K空間實(shí)際就是真實(shí)空間的傅立葉變換鏡像空間。K空間空間1 1、數(shù)據(jù)空間、數(shù)據(jù)空間 假定層面是一個(gè)假定層面是一個(gè)15*15的矩陣，共的矩陣，共有有225個(gè)像素。沿個(gè)像素。沿層面層面y軸方向進(jìn)行軸方向進(jìn)行相位編碼，相位編相位編碼，相位編碼數(shù)為碼數(shù)為15，沿層面，沿層面x軸方向進(jìn)行頻率軸方向進(jìn)行頻率編碼，頻率編碼數(shù)編碼，頻率編碼數(shù)也是也是15.K空間空間n數(shù)據(jù)空間有兩個(gè)坐標(biāo)軸：數(shù)據(jù)空間有兩個(gè)坐

6、標(biāo)軸：水平方向水平方向x軸：軸：水平方向表示時(shí)間，相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間為采樣間隔，從最左端到最右端的時(shí)間為對(duì)一個(gè)回波信號(hào)的采樣時(shí)間，其大小為取樣點(diǎn)數(shù)乘以采樣間隔，一般為數(shù)毫秒到十多毫秒之間。豎直方向y軸：豎直方向也表示時(shí)間，相鄰兩行之間表示為對(duì)連續(xù)兩個(gè)TR周期采樣信號(hào)之間的時(shí)間間隔（TR），從數(shù)據(jù)空間的最下一行到最上面一行的總時(shí)間為相位編碼數(shù)乘以TR。一般為數(shù)分鐘。n數(shù)據(jù)采集完后，得到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)矩陣，稱為數(shù)據(jù)采集完后，得到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)矩陣，稱為原始數(shù)據(jù)，也稱為原始數(shù)據(jù)，也稱為K K空間數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)空間的兩個(gè)空間數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)空間的兩個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)換為空間頻率域，則數(shù)據(jù)空間就轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)換為空

7、間頻率域，則數(shù)據(jù)空間就轉(zhuǎn)換為真正的真正的K K空間或空間或K K空間表象?？臻g表象。K空間空間2 2、視野、視野 指指MRIMRI操作者所選取身體成像部分的大小尺寸也就是操作者所選取身體成像部分的大小尺寸也就是實(shí)施掃描的解剖區(qū)域，簡(jiǎn)稱掃描野。是一個(gè)面積概念。實(shí)施掃描的解剖區(qū)域，簡(jiǎn)稱掃描野。是一個(gè)面積概念。 視野與梯度和射頻脈沖帶寬之間的關(guān)系：視野與梯度和射頻脈沖帶寬之間的關(guān)系： 讀出信號(hào)時(shí)，設(shè)頻率編碼梯度為讀出信號(hào)時(shí)，設(shè)頻率編碼梯度為G Gx x，假定，假定B B0 0為零，則為零，則沿沿x x軸方向梯度強(qiáng)度大小為：軸方向梯度強(qiáng)度大小為：B Bx x= G= Gx x* *x x G Gx x

8、為梯度磁場(chǎng)的斜率，并設(shè)層面中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。為梯度磁場(chǎng)的斜率，并設(shè)層面中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。層面中心的信號(hào)頻率為零，層面最右端由于在外磁場(chǎng)附層面中心的信號(hào)頻率為零，層面最右端由于在外磁場(chǎng)附加了一個(gè)正值的梯度磁場(chǎng)，所產(chǎn)生信號(hào)具有正向最大值加了一個(gè)正值的梯度磁場(chǎng)，所產(chǎn)生信號(hào)具有正向最大值VmaxVmax，最左端剛好相反，具有負(fù)向最大值，最左端剛好相反，具有負(fù)向最大值-Vmax-Vmax/ 2* / 2xxxvBrGx磁場(chǎng)強(qiáng)度與信號(hào)頻率之間的關(guān)系為：磁場(chǎng)強(qiáng)度與信號(hào)頻率之間的關(guān)系為：在視野最右端即在視野最右端即 ，信號(hào)頻率具有正向最大，信號(hào)頻率具有正向最大值為：值為：在視野最左端即在視野最左端即 ，信號(hào)頻率為

9、：，信號(hào)頻率為：接收信號(hào)的帶寬（即頻率范圍）為：接收信號(hào)的帶寬（即頻率范圍）為：這樣，得到了這樣，得到了沿沿X軸的視野與頻率編碼梯度和帶寬之間的軸的視野與頻率編碼梯度和帶寬之間的關(guān)系式為：關(guān)系式為：(FOV) /2xx/2* /2xxxvBrGxmax*(FOV) / 2*2xxvG(FOV) /2xxmax*(FOV) /2*2xxvG BW*(FOV) / 2xxG(FOV)2 BW/xxGK空間空間3、從層面矩陣到數(shù)據(jù)空間到真正的、從層面矩陣到數(shù)據(jù)空間到真正的K空間過(guò)程空間過(guò)程數(shù)據(jù)空間中水平刻度為采樣間隔數(shù)據(jù)空間中水平刻度為采樣間隔 ，豎直刻度為，豎直刻度為T(mén)R，即，即數(shù)據(jù)空間是位于時(shí)域

10、內(nèi)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算將數(shù)據(jù)空間的坐標(biāo)數(shù)據(jù)空間是位于時(shí)域內(nèi)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算將數(shù)據(jù)空間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為空間頻域內(nèi)，就得到真正的轉(zhuǎn)換為空間頻域內(nèi)，就得到真正的K空間，空間，K空間經(jīng)傅里葉空間經(jīng)傅里葉變換就是層面的圖像。變換就是層面的圖像。sT如何將數(shù)據(jù)空如何將數(shù)據(jù)空間轉(zhuǎn)換為真正間轉(zhuǎn)換為真正的的K空間呢？空間呢？1/(FOV)/2xxskGx Txk將圖像沿將圖像沿x軸的視野倒數(shù)定義為軸的視野倒數(shù)定義為 ， K空間與圖像之間的關(guān)系，空間與圖像之間的關(guān)系，K空間水平方向的刻度為空間水平方向的刻度為 ，則水平，則水平方向方向K空間的大小空間的大小 為：為：回波信號(hào)帶寬與采樣間隔成反比，即：xkxk/(FOV)/2/

11、2xxxxxsxskk NNGx T NGxTBW1/sT圖像中每個(gè)像素水平方向的大小為：圖像中每個(gè)像素水平方向的大小為：(FOV) /1/xxxxNk X方向上圖像像素的大小等方向上圖像像素的大小等于該方向視野除以于該方向視野除以x方向像方向像素的數(shù)目，等于素的數(shù)目，等于K空間內(nèi)水空間內(nèi)水平方向的大小的倒數(shù)。平方向的大小的倒數(shù)。同樣，同樣，K空間豎直方向上的大小空間豎直方向上的大小 為：為：/(FOV)yyyyykk NN ykyNy 表示相位編碼數(shù)，表示相位編碼數(shù)，K空間內(nèi)豎直方向上的大小空間內(nèi)豎直方向上的大小 與圖像內(nèi)與圖像內(nèi)像素在像素在y軸方向的大小軸方向的大小 成反比，即成反比，即y

12、k1/(FOV) /yyyykN 由上面討論可知，由上面討論可知，K K空間位于空間頻率域，實(shí)質(zhì)是時(shí)空間位于空間頻率域，實(shí)質(zhì)是時(shí)間域內(nèi)的數(shù)據(jù)空間的一種數(shù)學(xué)處理方式。間域內(nèi)的數(shù)據(jù)空間的一種數(shù)學(xué)處理方式。K空間空間4、K空間特性空間特性K空間中央?yún)^(qū)域具有最強(qiáng)的信號(hào)，它決定了圖像的信號(hào)強(qiáng)度和組織對(duì)空間中央?yún)^(qū)域具有最強(qiáng)的信號(hào)，它決定了圖像的信號(hào)強(qiáng)度和組織對(duì)比，對(duì)空間分辨率影響小；比，對(duì)空間分辨率影響?。籏空間周?chē)吘壘哂凶钊醯男盘?hào)，但它決定了圖像的分辨細(xì)節(jié)?？臻g周?chē)吘壘哂凶钊醯男盘?hào)，但它決定了圖像的分辨細(xì)節(jié)。K空間的中心與圖像的中心完全沒(méi)有直接關(guān)系，空間的中心與圖像的中心完全沒(méi)有直接關(guān)系，K空間的邊

13、緣與圖像空間的邊緣與圖像的邊緣也沒(méi)有直接關(guān)系。的邊緣也沒(méi)有直接關(guān)系。K空間的每一個(gè)點(diǎn)并不與圖像上（或?qū)用嫔希c(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，它對(duì)應(yīng)對(duì)空間的每一個(gè)點(diǎn)并不與圖像上（或?qū)用嫔希c(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，它對(duì)應(yīng)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行一次采樣結(jié)果，包含層面回波信號(hào)進(jìn)行一次采樣結(jié)果，包含層面MR圖像各個(gè)部分的數(shù)據(jù)。圖像各個(gè)部分的數(shù)據(jù)。但但K空間沿水平方向點(diǎn)的數(shù)目與圖像沿頻率編碼方向像素的數(shù)目是一空間沿水平方向點(diǎn)的數(shù)目與圖像沿頻率編碼方向像素的數(shù)目是一一對(duì)應(yīng)的，沿豎直方向的行數(shù)與一對(duì)應(yīng)的，沿豎直方向的行數(shù)與MR圖像沿相位編碼方向像素的數(shù)目圖像沿相位編碼方向像素的數(shù)目是一一對(duì)應(yīng)的。是一一對(duì)應(yīng)的。 K空間的對(duì)稱性及空間的對(duì)稱性及K空間具有共扼對(duì)稱性空間具有共扼對(duì)稱性傅里葉成像過(guò)