MRI成像技術(shù)1課件

1、磁共振成像技術(shù)山西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院MRI室梁 力第一節(jié)磁共振成像基本原理物理基礎(chǔ)原子結(jié)構(gòu)原子核特性 自旋形成電流回路 產(chǎn)生磁化矢量帶正電核的原子核自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱為核磁磁性原子核：中子數(shù)或質(zhì)子數(shù)只要有一個(gè)為奇數(shù).只有磁性原子核自旋運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生核磁非磁性原子核：中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)均為偶數(shù).這種原子核的自旋不產(chǎn)生核磁用于人體MRI的原子核為1H ,因?yàn)?1H 是人體內(nèi)含量最多的原子核，占2/3磁化率在人體磁性原子核中是最高的1H只有一個(gè)質(zhì)子而無(wú)中子進(jìn)動(dòng)是磁性原子核自旋產(chǎn)生的小磁場(chǎng)與主磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果，進(jìn)動(dòng)頻率明顯低于自旋頻率，進(jìn)動(dòng)頻率也稱Larmor頻率，其計(jì)算公式為：=B進(jìn)動(dòng)和進(jìn)動(dòng)頻率質(zhì)子自旋

2、及進(jìn)動(dòng)示意圖換彩圖為L(zhǎng)armor 頻率為磁旋比（ 對(duì)于某一種磁性原子核來(lái)說(shuō)是個(gè)常數(shù)，H質(zhì)子的約為42.5 MHz/T)B為主磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位為T=10000GS由于進(jìn)動(dòng)的存在，質(zhì)子自旋產(chǎn)生的小磁場(chǎng)又可以分解成兩個(gè)部分 橫向磁化分矢量：各質(zhì)子旋轉(zhuǎn)的橫向磁化分矢量由于相位不同而相互抵消，因此沒(méi)有產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量此時(shí)，我們稱人體進(jìn)入主磁場(chǎng)后被磁化了，即MR已經(jīng)可以區(qū)分質(zhì)子含量不同的組織了;因?yàn)槟骋唤M織的質(zhì)子含量越高，則產(chǎn)生的宏觀縱向磁化矢量越大但是，接收線圈只能檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的宏觀橫向磁化矢量！怎么辦？ 發(fā)生磁共振的條件,射頻脈沖的作用 磁共振現(xiàn)象給處于主磁場(chǎng)中的人體組織一個(gè)射頻脈沖，這個(gè)射頻脈沖的頻

3、率與質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率相同，射頻脈沖的能量將傳遞給處于低能級(jí)的質(zhì)子，處于低能級(jí)的質(zhì)子獲得能量后將躍遷到高能級(jí)磁共振現(xiàn)象的結(jié)果是使宏觀縱向磁化矢量發(fā)生偏轉(zhuǎn)，射頻脈沖的能量越大，偏轉(zhuǎn)角度越大 90脈沖激發(fā)前后微觀和宏觀磁化矢量的變化 90脈沖激發(fā)前，平衡狀態(tài)下，處于低能級(jí)的質(zhì)子略多于處于高能級(jí)者，從而會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與主磁場(chǎng)同向的宏觀縱向磁化矢量（縱向黃箭 ), 但由于質(zhì)子相位不同，沒(méi)有宏觀橫向磁化矢量產(chǎn)生 90脈沖激發(fā)后，低能級(jí)超出高能級(jí)的質(zhì)子中有一半獲得能量越遷到高能級(jí)，此時(shí)處于高能級(jí)和低能級(jí)的質(zhì)子數(shù)完全相同，宏觀縱向磁化矢量完全消失；同時(shí)由于90脈沖的聚相位效應(yīng)，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的宏觀橫向磁化矢量（橫向黃箭

4、） 弛 豫弛豫的概念弛豫：射頻脈沖關(guān)閉后，組織的宏觀磁化矢量逐漸又回到平衡狀態(tài)的過(guò)程橫向弛豫、T2弛豫、自旋-自旋弛豫 橫向磁化矢量逐漸減小直至消失與周圍磁環(huán)境隨機(jī)波動(dòng)有關(guān)T2*弛豫，自由感應(yīng)衰減FID 與周圍磁環(huán)境隨機(jī)波動(dòng)，主磁場(chǎng)不均勻有關(guān)，同一組織的T2馳豫要遠(yuǎn)慢于T2*馳豫縱向弛豫，T1弛豫，自旋-晶格弛豫宏觀縱向磁化矢量逐漸恢復(fù)直至平衡狀態(tài)與周圍分子的自由運(yùn)動(dòng)頻率有關(guān) T1值 T2值 T1值 以90脈沖關(guān)閉后某組織的宏觀縱向磁化矢量為零，以此為起點(diǎn)，以宏觀縱向磁化矢量恢復(fù)到最大值的63%為終點(diǎn)，起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為該組織的T1值 T2值 以90脈沖關(guān)閉后的零時(shí)刻為起點(diǎn)，以T2馳豫

5、造成的橫向磁化矢量衰減到最大值的37%為終點(diǎn),起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為該組織的T2值1.5T場(chǎng)強(qiáng)下正常人體組織的T1,T2參考值組織名稱T1值(ms)T2值(ms)腦白質(zhì)35050090100腦灰質(zhì)400600100120腦脊液3000400012002000肝臟3504004555脾臟400450100160腎皮質(zhì)35042080100腎髓質(zhì)450650120150骨骼肌5006007090皮下脂肪22025090130質(zhì)子密度加權(quán)像 T2加權(quán)像 T1加權(quán)像 在一般的MR成像過(guò)程中，組織質(zhì)子密度，T1值、T2值特性均對(duì)MR信號(hào)有貢獻(xiàn)，通過(guò)調(diào)整成像參數(shù)，可以得到反映組織某一方面特性的MR圖像

6、， 而盡量抑制組織其它特性對(duì)MR信號(hào)的影響，這就是加權(quán)像 信號(hào)參數(shù)T2加權(quán)像重點(diǎn)突出組織橫向馳豫差別 1.5T場(chǎng)強(qiáng)下正常人體組織的T1,T2參考值組織名稱T1值(ms)T2值(ms)腦白質(zhì)35050090100腦灰質(zhì)400600100120腦脊液3000400012002000肝臟3504004555脾臟400450100160腎皮質(zhì)35042080100腎髓質(zhì)450650120150骨骼肌5006007090皮下脂肪22025090130 T1WI T2WI 重復(fù)時(shí)間(TR): 指脈沖序列執(zhí)行一次所需要的時(shí)間SE序列,TR指相鄰兩個(gè)90脈沖中點(diǎn)的時(shí)間間隔梯度回波,TR是指相鄰兩個(gè)小角度脈沖中

7、點(diǎn)之間的時(shí)間間隔反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列,TR是指相鄰兩個(gè)180反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖中點(diǎn)間的時(shí)間間隔單次激發(fā)序列,TR為無(wú)窮大回波時(shí)間TE: 指產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量的脈沖中點(diǎn)到回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔SE序列，TE指90脈沖中點(diǎn)到自旋回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義梯度回波中指小角度脈沖中點(diǎn)到梯度回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔梯度場(chǎng)和空間定位MR信號(hào)的空間定位編碼由梯度場(chǎng)完成空間定位包括層面和層厚的選擇頻率編碼相位編碼梯度場(chǎng)和空間定位梯度場(chǎng)：是指沿直角坐標(biāo)系某坐標(biāo)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線性變化的磁場(chǎng)（不同于磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻的主磁場(chǎng)）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)方向均使用梯度場(chǎng)。分別被稱為Gx梯度，Gy梯度，Gz梯度層面選擇頻

8、率編碼 相位編碼層面選擇確定了被激發(fā)和采集的層面及層厚頻率編碼和相位編碼把采集的MR信號(hào)分配到層面內(nèi)不同的空間位置頻率編碼示意圖相位編碼示意圖相位編碼的方向與頻率編碼方向垂直相位編碼梯度場(chǎng)在信號(hào)采集前施加頻率編碼梯度場(chǎng)在信號(hào)采集的同時(shí)施加付里葉轉(zhuǎn)換區(qū)分不同頻率MR信號(hào)的能力很強(qiáng)，只需采集一次頻率編碼即可完成，但區(qū)分不同相位MR信號(hào)的能力很差相位編碼需多次重復(fù)進(jìn)行，相位編碼方向上矩陣為n，則需進(jìn)行n次相位編碼才能完成,即用不同的相位編碼梯度場(chǎng)重復(fù)n次MR信號(hào)得到的這些MR信號(hào)也稱相位編碼線，填充在K空間相位編碼方向上的不同位置上，經(jīng)過(guò)付里葉轉(zhuǎn)換，才能重建出空間分辨力合乎要求的圖像第二節(jié) 磁共振中

9、常用序列 SE & FSE/TSE序列 IR 序列 GRE 序列 EPI 序列控制著系統(tǒng)施加RF脈沖、梯度場(chǎng)和數(shù)據(jù)采集的方式，并由此決定圖像的加權(quán)、質(zhì)量及顯示病變的敏感性自旋回波脈沖序列SE180 復(fù)相脈沖產(chǎn)生的回波稱為自旋回波SE序列是由1個(gè)90脈沖后隨一個(gè)180 復(fù)相脈沖組成SE序列的加權(quán)成像在SE序列中，T1成分主要由TR決定，選擇很長(zhǎng)的TR，可基本剔除T1值對(duì)圖像對(duì)比的影響T2成分主要由TE決定，選擇很短的TE，可基本剔除T2值對(duì)圖像對(duì)比的影響因此，選擇短TR，短TE，可得到T1加權(quán)像選擇長(zhǎng)TR，長(zhǎng)TE，可得到T2加權(quán)像選擇長(zhǎng)TR,短TE，得到PD加權(quán)像應(yīng)用: 最基本的成像序列,適用于

10、大多數(shù)人 T1WI/SE：顯示解剖結(jié)構(gòu),是增強(qiáng)掃描的常規(guī)序列 T2WI/SE：更易顯示水腫和液體.病變組織常含有較多的水分,在T2WI上顯示高信號(hào),所以更易于顯示病變優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：圖像質(zhì)量高，有較高的信噪比，用途廣 可獲得對(duì)病變敏感的真正的T2WI缺點(diǎn)：掃描時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)快速自旋回波序列FSE或TSEFSE序列在一次90射頻脈沖激發(fā)后利用多個(gè)（2個(gè)以上） 1800復(fù)相脈沖產(chǎn)生多個(gè)自旋回波，每個(gè)回波的相位編碼不同，填充在K空間的不同位置上 一次90脈沖后所產(chǎn)生的自旋回波數(shù)目定義為FSE序列回波鏈長(zhǎng)度ETLFSE序列特點(diǎn): 快速成像在其他成像參數(shù)不變的情況下，ETL越長(zhǎng)，TR次數(shù)越少，采集時(shí)間將成比例

11、縮短。如果ETLn，則FSE的TA為相應(yīng)SE序列的1/n但FSET2WI序列的TR往往比SE序列要長(zhǎng)，因此，TA的縮短并不象理論上那么明顯應(yīng)用: FSE與SE的應(yīng)用基本相同，只是時(shí)間顯著縮短優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：掃描時(shí)間短 便于大矩陣和大的NEX T2加權(quán)成分增加 便于顯示病變?nèi)秉c(diǎn)：流動(dòng)偽影增加 回波次數(shù)多，圖像模糊 對(duì)出血不敏感 在T2WI/TSE上，水與脂肪不好區(qū)分反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列IR(STIR FLAIR)具有1800反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的序列統(tǒng)稱為反轉(zhuǎn)恢復(fù)類序列共同特點(diǎn)T1對(duì)比增加，相當(dāng)于900脈沖的2倍左右可以選擇性抑制一定T1值的組織信號(hào)選擇不同的TI可以制造出不同的對(duì)比，也可選擇性抑制不同T1值的組

12、織信號(hào)應(yīng)用:主要用于獲取重T1WI ，以取得良好的T1對(duì)比這種T1WI 不僅顯示解剖效果好還可用于增強(qiáng)檢查中,使順磁性對(duì)比劑的短T1增強(qiáng)效果更明顯優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：T1對(duì)比效果好，SNR高缺點(diǎn)：掃描時(shí)間長(zhǎng)：加入TI時(shí)間；TR應(yīng)足夠長(zhǎng)，使凈磁化矢量完全恢復(fù)STIR和FLAIR序列原理示意圖1.5T場(chǎng)強(qiáng)下正常人體組織的T1,T2參考值組織名稱T1值(ms)T2值(ms)腦白質(zhì)35050090100腦灰質(zhì)400600100120腦脊液3000400012002000肝臟3504004555脾臟400450100160腎皮質(zhì)35042080100腎髓質(zhì)450650120150骨骼肌5006007090皮下脂

13、肪22025090130STIR序列短TI的IR,主要用于T2WI的脂肪抑制因?yàn)橹窘M織的縱向弛豫速度很快,即T1很 短,1800脈沖后,脂肪組織的宏觀縱向磁化矢量從反向最大到零所需要的時(shí)間為其T1值的70%,這時(shí)如果施加900脈沖,由于沒(méi)有宏觀縱向磁化矢量,就沒(méi)有宏觀橫向磁化矢量的產(chǎn)生，脂肪組織的信號(hào)被抑制 FLAIR序列長(zhǎng)TI的IR序列因?yàn)槟X脊液的T1值很長(zhǎng), 1800脈沖后,腦積液組織的宏觀縱向磁化矢量從反向最大到零所需要的時(shí)間為其T1值的70%,這時(shí)如果施加900脈沖,腦脊液的宏觀縱向磁化矢量剛好接近于零,即可有效抑制腦脊液的信號(hào)梯度回波脈沖序列梯度回波原理示意圖梯度回波的產(chǎn)生是利用了

14、梯度場(chǎng)的方向切換產(chǎn)生的梯度回波序列的特點(diǎn)小角度激發(fā),加快成像速度回波的產(chǎn)生依靠讀出梯度場(chǎng)（即頻率編碼 梯度場(chǎng)）切換T2*弛豫 聚相位梯度場(chǎng)只能剔除離相位梯度場(chǎng)造成的質(zhì)子失相位，不能剔除主磁場(chǎng)不均勻造成的質(zhì)子失相位，因此只能得到T2*弛豫信息而不是T2弛豫信息 固有信噪比較低: 得到的回波幅度明顯低于SE序列 對(duì)磁場(chǎng)的不均勻性敏感血流常呈高信號(hào)常規(guī)GRE序列結(jié)構(gòu)圖 擾相GRE脈沖序列當(dāng)TRT2值時(shí)，下一次脈沖激發(fā)前，前一次脈沖激發(fā)的橫向磁化矢量不能完全衰減，這將對(duì)下一次脈沖產(chǎn)生的橫向磁化矢量產(chǎn)生影響主要以帶狀偽影的方式出現(xiàn)T2值越大、TR越短、激發(fā)角度越大，帶狀偽影越 明顯為了消除這種偽影，施加

15、擾相位梯度場(chǎng)把施加了擾相位梯度場(chǎng)或擾相位射頻脈沖的梯度回波序列稱為擾相GRE序列GRE或擾相GRE序列與SE序列的差別GRE序列圖象的T1成分受TR和激發(fā)角度雙重調(diào)節(jié)相對(duì)SE類序列來(lái)說(shuō)，GRE序列可選用較短的TRGRE序列僅能進(jìn)行T2*WI，而得不到T2WI常規(guī)GRE序列和擾相GRE序列的臨床應(yīng)用 擾相GRE-T2*WI脊柱和骨關(guān)節(jié)病變大關(guān)節(jié)病變，特別是膝關(guān)節(jié)半月板損傷脊柱病變特別是退行性病變出血病變的檢出比FSE序列更為敏感 擾相GRE-T1WI序列腹部屏氣二維T1WI腹部屏氣三維T1WI流動(dòng)相關(guān)的MRA對(duì)比劑增強(qiáng)MRA心臟成像關(guān)節(jié)軟骨成像 穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)成像序列FISP GRASS T2-FFE

16、與擾相GRE相反，穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列是利用殘留的橫向磁化矢量 擾相GRE序列與True FISP序列的比較 縱向穩(wěn)態(tài)縱向馳豫的速度與縱向磁化矢量有關(guān)，后者偏離平衡狀態(tài)越遠(yuǎn)，縱向馳豫越快，偏離越少則縱向馳豫越慢。經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)脈沖后，在以后每一個(gè)射頻脈沖激發(fā)前，該組織的宏觀縱向磁化矢量將基本保持一致梯度回波序列中這種經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)射頻脈沖激發(fā)后，在以后各個(gè)射頻脈沖激發(fā)前，組織的宏觀縱向磁化矢量保持穩(wěn)定狀態(tài)的現(xiàn)象稱為縱向穩(wěn)態(tài) 橫向穩(wěn)態(tài)T2*馳豫的速度與橫向磁化矢量的大小有關(guān)，后者越大衰減越快，越小則衰減越慢經(jīng)過(guò)幾次脈沖激發(fā)，在以后每一個(gè)脈沖激發(fā)前，組織的殘留橫向磁化矢量將基本保持穩(wěn)定，稱為橫向穩(wěn)定 穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)

17、成像序列FISP如果聚相位梯度場(chǎng)僅施加在相位編碼方向上，這種序列稱為穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像如果在層面選擇，相位編碼及頻率編碼方向上均施加了聚相位梯度場(chǎng)，則這種序列稱為真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列True FISP在True FISP中，組織的信號(hào)性質(zhì)取決于T2*/T1,因此T2*值較長(zhǎng)的成分如腦積液，膽汁，胃腸液，血液等均呈現(xiàn)很高信號(hào)該序列常用于制造液體和軟組織之間的對(duì)比，而不適用于實(shí)質(zhì)性臟器內(nèi)部實(shí)性病變的檢查平面回波成像EPIEPI是目前最快的MR信號(hào)采集方式EPI技術(shù)本身采集到的MR信號(hào)也屬于梯度回波實(shí)際上EPI可以理解成一次射頻脈沖激發(fā)采集多個(gè)梯度回波常規(guī)EPI序列結(jié)構(gòu)示意圖，圖中省略了層面選擇梯度

18、。EPI是在射頻脈沖激發(fā)后利用梯度場(chǎng)連續(xù)的反應(yīng)切換，從而產(chǎn)生一連串梯度回波。利用相位編碼梯度場(chǎng)與讀出梯度場(chǎng)相互配合，完成空間定位編碼 EPI分類按激發(fā)次數(shù)分類多次激發(fā)EPI指一次射頻脈沖激發(fā)后利用讀出梯度場(chǎng)連續(xù)切換采集多個(gè)梯度回波，需要多次射頻脈沖激發(fā)和相應(yīng)次數(shù)的EPI采集才能完成單次激發(fā)EPI序列的所有數(shù)據(jù)在一次脈沖激發(fā)后全部采集按EPI準(zhǔn)備脈沖分類GRE-EPI序列 SE-EPI序列 IR-EPI序列GRE-EPI序列 SE-EPI序列 IR-EPI序列EPI序列的臨床應(yīng)用MR對(duì)比劑首次通過(guò)灌注加權(quán)成像 基于血氧水平依賴（BOLD)效應(yīng)的腦功能成像腦部超快速T2WI腹部屏氣T2WI心臟成像

19、水分子彌散加權(quán)成像DWI第三節(jié) 成像參數(shù)的選擇 信噪比（SNR） 對(duì)比噪聲比(CNR） 空間分辨率 掃描時(shí)間一、信號(hào)噪聲比（SNR） MRI信號(hào)在本質(zhì)上是凈磁化量在橫向平面內(nèi)進(jìn)動(dòng)時(shí)在接受線圈內(nèi)感應(yīng)出的電壓，本質(zhì)上還是一種電信號(hào)。另外系統(tǒng)本身也帶有一些不可避免的電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)也構(gòu)成了系統(tǒng)固有的電子學(xué)噪聲源。噪聲在時(shí)間閾和頻率閾上都是隨機(jī)的，因此是不容易控制的 1 、概念由于噪聲量是一定的，因此要想提高SNR，只能是使MR信號(hào)量增加2 、影響MR信號(hào)量的幾個(gè)因素： 成像的質(zhì)子密度 體素的大小 TR 、 TE 、翻轉(zhuǎn)角Flip 平均采集次數(shù)NEX /NSA 接收帶寬 線圈類型（1） 成像區(qū)域的H

20、質(zhì)子密度： H 質(zhì)子密度高 SNR高 H 質(zhì)子密度低 SNR低 骨、肺等部位，水含量少，H質(zhì)子少，SNR低 腦、軟組織等部位，水含量多，H質(zhì)子多，SNR高（2） 體素大?。簩用妫╯lice）體素（voxel）體素容積像素面積 x 層厚體素 像素 灰度圖像像素的亮度代表一定容積的組織或稱為體素的信號(hào)強(qiáng)度，所以增加體素的體積會(huì)使SNR升高。所以有：減小層厚 體素體積減小 SNR低 增加FOV 體素體積增加 SNR高減小FOV 體素體積減小 SNR低矩陣一定時(shí)視野一定時(shí) 增加矩陣 體素體積減小 SNR低減小矩陣 體素體積增加 SNR高增加層厚 體素體積增加 SNR高（3） TR 、 TE 、 Fli

21、p： TR決定著縱向磁化的恢復(fù)量。TR時(shí)間越長(zhǎng)，兩次激勵(lì)之間的間隔就越長(zhǎng)，縱向恢復(fù)量就越多，則下一次激勵(lì)產(chǎn)生的信號(hào)量就越多，SNR就越高；反之，TR越短，則SNR越小TE決定著橫向磁化的衰減量。TE時(shí)間越長(zhǎng)，就有相對(duì)多的橫向磁化量在未被采集前就衰減了，因此采集到的信號(hào)量就少，SNR降低；反之，TE越短，SNR越高Flip決定著縱向磁化量偏轉(zhuǎn)的角度。大的激勵(lì)角會(huì)使得更多的縱向磁化偏轉(zhuǎn)為橫向磁化量，恢復(fù)時(shí)可以采集到更多的信號(hào)量，SNR高；反之， Flip越小，SNR越低 所以有：TR長(zhǎng) SNR高；TR短 SNR低TE長(zhǎng) SNR低；TE短 SNR高Flip長(zhǎng) SNR高；Flip短 SNR低（4） 平

22、均采集次數(shù)（NEX/NSA）： 平均采集次數(shù)：數(shù)據(jù)的重復(fù)采集次數(shù)。 在數(shù)據(jù)的采集過(guò)程中，既有信號(hào)的成分，又有噪聲成分。信號(hào)是被掃描的物體的固有性質(zhì)決定的。在掃描過(guò)程中，信號(hào)的位置是一定的，而噪聲的位置和發(fā)生時(shí)間是隨機(jī)的。因此，對(duì)于某一位置而言，多次采集會(huì)使得信號(hào)量累加，而噪聲卻是某一次采集有，某一次沒(méi)有。所以當(dāng)NEX增加時(shí)，SNR增加；反之，當(dāng)NEX減少時(shí)，SNR減小 但應(yīng)注意，增加SNR會(huì)增加掃描時(shí)間（5） 接收帶寬：接收帶寬是指讀出梯度采樣的頻率范圍和速度。減少接收帶寬，采樣速度減慢，但接受到的噪聲量相對(duì)減少，SNR增高。反之，增大接收帶寬，SNR降低（6） 線圈類型：選用合適的線圈會(huì)增加

23、SNR二、對(duì)比噪聲比（CNR）1 、 概念：CNR是指圖像中相鄰組織、結(jié)構(gòu)間SNR的差異性，即：CNR決定著成像區(qū)內(nèi)不同組織、結(jié)構(gòu)及病變的可辨認(rèn)性，即影像對(duì)比，是影響圖像質(zhì)量的重要因素之一2 、CNR 的影響因素：要使得不同的組織、結(jié)構(gòu)及病變?cè)贛R圖像上顯示出良好的信號(hào)特征上的差別，即更加明顯地顯示出不同組織 、結(jié)構(gòu)或正常組織 、結(jié)構(gòu)與病變之間在T2 、T1 、質(zhì)子密度上的差別。要想表現(xiàn)出這種差異，只有選擇適當(dāng)?shù)拿}沖序列和圖像的加權(quán)方式，因此影響圖像加權(quán)方式的參數(shù)（TR 、 TE 、 TI 、 Flip）等均對(duì)CNR有直接的影響。另外CNR也受NEX 、 體素容積、接收帶寬 以及線圈類型的影響

24、，影響方式與SNR相同三、空間分辨率1 、 概念： 空間分辨率是指圖像中可辨認(rèn)的鄰接物體空間幾何長(zhǎng)度的最小結(jié)構(gòu)，即對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨率 2 、空間分辨率的影響因素： 空間分辨率取決于體素的大?。?體素大 空間分辨率低 體素小 空間分辨率高（1）層厚：層厚大 體素大 分辨率低層厚小 體素小 分辨率高（2）矩陣和視野：矩陣大 體素小 分辨率高 矩陣小 體素大 分辨率低 矩陣一定時(shí)FOV大 體素大 分辨率低 FOV小 體素小 分辨率高 FOV一定時(shí)四、時(shí)間2 、時(shí)間的影響因素：1 、概念：完成數(shù)據(jù)采集的時(shí)間時(shí)間 = TR X 相位編碼時(shí)間 X NEXTR 、相位編碼時(shí)間 、 NEX選擇原則：（1） 應(yīng)

25、根據(jù)檢查目的和部位來(lái)選擇合適的脈沖序列、圖像的加權(quán)參數(shù)和掃描平面（2）設(shè)置參數(shù)時(shí)應(yīng)注意SNR是影響圖像質(zhì)量最主要的因素（3）盡量采用短的掃描時(shí)間（4）應(yīng)當(dāng)注意人體不同解剖部位信號(hào)強(qiáng)弱的差異第四節(jié) 偽影及補(bǔ)償技術(shù) 偽影的概念 偽影的類型及補(bǔ)償方法一、偽影的概念偽影（Artifact）:磁共振掃描或信息處理過(guò)程中，由于某一種或幾種原因出現(xiàn)了人體本身不應(yīng)存在的致使圖像質(zhì)量下降的影像由于MR 成像技術(shù)復(fù)雜，偽影產(chǎn)生的原理復(fù)雜，因此MR的偽影類型比較復(fù)雜 運(yùn)動(dòng)偽影 混淆偽影或包裹偽影 化學(xué)位移偽影 化學(xué)性配準(zhǔn)不良偽影 截?cái)鄠斡?磁敏感性偽影 拉鏈偽影 交叉激勵(lì)二、偽影的類型及補(bǔ)償方法運(yùn)動(dòng)偽影病人自主性運(yùn)

26、動(dòng)如咀嚼、吞咽、肢體移動(dòng)等，或不自主性、生理性或病理性運(yùn)動(dòng)如腸蠕動(dòng)、心臟大血管的搏動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)、抽搐、驚厥等均可引起運(yùn)動(dòng)偽影補(bǔ)償方法：（1）改變相位編碼方向：將運(yùn)動(dòng)的方向定為頻率 編碼方向（2）預(yù)飽和技術(shù)：使興趣區(qū)以外的含有偽影源的容積預(yù)飽和（3）呼吸門控和呼吸補(bǔ)償（4）心臟門控2 、混淆偽影或包裹偽影（卷褶偽影） 混淆偽影或包裹偽影是指圖像中出現(xiàn)所選FOV以外的解剖結(jié)構(gòu)影像補(bǔ)償方法：加大FOV（1）去頻率包裹（2）去相位包裹3、化學(xué)位移偽影化學(xué)位移偽影是由人體內(nèi)脂肪與水的化學(xué)環(huán)境的差異引起的補(bǔ)償方法：（1）增加接收帶寬（2）預(yù)飽和技術(shù)4、化學(xué)性配準(zhǔn)不良偽影化學(xué)性配準(zhǔn)不良偽影是由于同一體素內(nèi)脂

27、肪與水的質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率不一致所引起，也叫第二類化學(xué)位移偽影補(bǔ)償方法：（1）使用SE序列（2）在GRE脈沖序列成像時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)腡E值，使信號(hào)采集發(fā)生在質(zhì)子相位重聚時(shí)，可顯著減弱這種偽影5、截?cái)鄠斡敖財(cái)鄠斡笆怯捎跀?shù)據(jù)采樣不足所致補(bǔ)償方法：增加相位編碼次數(shù)，采用大矩陣掃描6、磁敏感性偽影磁敏感性偽影是由于不同組織成分磁敏感性上的差異導(dǎo)致它們中的質(zhì)子在進(jìn)動(dòng)頻率及相位上的差異，這樣在這些組織、 成分彼此間的界面上因相位離散效應(yīng)而出現(xiàn)低信號(hào)環(huán)影補(bǔ)償方法：（1）避免病人攜帶鐵磁性金屬物質(zhì)進(jìn)入掃描室（2）使用較短的TE（相位離散時(shí)間短）或SE脈沖序列7、拉鏈偽影拉鏈偽影是指圖像相位編碼方向或頻率編碼方向上出現(xiàn)

28、的致密狀偽影，似拉鏈狀補(bǔ)償方法：通知維修工程師檢查掃描室的屏蔽，避免其它射頻脈沖的干擾8、交叉激勵(lì)當(dāng)RF脈沖對(duì)所選層面進(jìn)行激勵(lì)時(shí)，相鄰層面內(nèi)的質(zhì)子也可能受到激勵(lì)，當(dāng)再對(duì)這些層面進(jìn)行激勵(lì)時(shí)，層面內(nèi)曾受到激勵(lì)的質(zhì)子可能發(fā)生飽和，影響信號(hào)強(qiáng)度和圖像對(duì)比，這種效應(yīng)叫交叉激勵(lì)，又叫串話干擾補(bǔ)償方法：（1）成像層面間保持一定的距離，距離為層厚的30（2）交替激勵(lì)（3）方形RF脈沖，要求層間隔為層厚的10第五節(jié) 流動(dòng)現(xiàn)象的補(bǔ)償技術(shù) 流動(dòng)狀態(tài) 流動(dòng)現(xiàn)象和偽影 流動(dòng)現(xiàn)象的補(bǔ)償一、流動(dòng)狀態(tài) 人體血管內(nèi)血液和腦脊液的流動(dòng)狀態(tài)主要分為三種類型：層流：規(guī)律穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)紊流：無(wú)規(guī)律的流動(dòng)狀態(tài)，又叫湍流渦流：層流流經(jīng)管腔

29、狹窄處產(chǎn)生的一種流動(dòng)狀態(tài)層流層流：血流質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向均與血管長(zhǎng)軸平行，但運(yùn)動(dòng)速度存在差別層流示意圖 除沿著血管長(zhǎng)軸方向流動(dòng)外，血流質(zhì)點(diǎn)還在其他方向進(jìn)行迅速不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)(湍流），層流經(jīng)管腔狹窄處形成大小不一的旋渦（渦流）二、流動(dòng)現(xiàn)象和偽影（一）流動(dòng)現(xiàn)象:血液和腦脊液的流動(dòng)狀態(tài)在MRI中主要產(chǎn)生以下效應(yīng)，統(tǒng)稱為流動(dòng)現(xiàn)象：時(shí)間飛躍（Time of Flight TOF）2.體素內(nèi)相位離散（intra-voxel dephasing）1、時(shí)間飛躍：流動(dòng)質(zhì)子在成像過(guò)程中，因流入或流出成像容積而引起其信號(hào)強(qiáng)度改變，稱時(shí)間飛躍效應(yīng)，包括兩種現(xiàn)象：（1）高流速信號(hào)缺失，也叫流空（僅見(jiàn)于SE序列）（2）進(jìn)入現(xiàn)象

30、，也叫流動(dòng)相關(guān)增強(qiáng)流空效應(yīng)：血流呈黑色 流空效應(yīng)示意圖流動(dòng)相關(guān)增強(qiáng)效應(yīng)形成的原理若血流垂直或基本垂直于掃描層面，所選TR較短，層面內(nèi)靜止組織出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，信號(hào)發(fā)生衰減而對(duì)于血流，總有未經(jīng)激發(fā)的質(zhì)子群流入掃描層面，經(jīng)脈沖激發(fā)后產(chǎn)生宏觀磁化矢量，產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào) 2、體素內(nèi)相位離散： 在同一體素內(nèi)如同時(shí)含有流動(dòng)質(zhì)子和靜止質(zhì)子或流動(dòng)質(zhì)子間速度方向不一致時(shí)，體素內(nèi)質(zhì)子間將出現(xiàn)相位差，結(jié)果導(dǎo)致體素內(nèi)質(zhì)子相位離散，信號(hào)減低（二）流動(dòng)運(yùn)動(dòng)偽影流動(dòng)運(yùn)動(dòng)偽影主要有兩種表現(xiàn)形式：斜行進(jìn)入成像層面的流動(dòng)質(zhì)子，在受到脈沖激勵(lì)后至信號(hào)采集之間的TE期間內(nèi)，位置發(fā)生變化，引起空間編碼錯(cuò)位2. 血管內(nèi)搏動(dòng)性血流引起的血管重影

31、二、流動(dòng)現(xiàn)象的補(bǔ)償 由于流動(dòng)現(xiàn)象的存在，使流動(dòng)質(zhì)子的信號(hào)強(qiáng)度高低相差很大，并可產(chǎn)生偽影直接影響圖像質(zhì)量，因此要加以補(bǔ)償。方法有三種： 1. 梯度磁距復(fù)相位 2. 預(yù)飽和 3. 偶數(shù)回波重聚相位1. 梯度磁距復(fù)相位 用于補(bǔ)償沿某一梯度場(chǎng)方向流動(dòng)的質(zhì)子體素內(nèi)相位離散，又叫流動(dòng)補(bǔ)償 方法使通過(guò)層面選擇梯度或讀出梯度的極性變化作為補(bǔ)償梯度，使流動(dòng)質(zhì)子的相位變化為零而重聚相位，即同一體素流動(dòng)質(zhì)子與靜止質(zhì)子相位相同，體素產(chǎn)生亮信號(hào)。該方法對(duì)慢速層流有效2. 預(yù)飽和使流動(dòng)質(zhì)子信號(hào)缺失從而最大限度地減少流動(dòng)效應(yīng)的減少常用于血液和腦脊液顯示為低信號(hào)的T1WI和PDWI應(yīng)根據(jù)質(zhì)子流動(dòng)方向決定預(yù)飽和容積的位置3.

32、偶數(shù)回波重聚相位 在SE序列當(dāng)中，獲取偶數(shù)回波可減少體素內(nèi)相位離散的影響流動(dòng)質(zhì)子在SE序列的第一個(gè)回波時(shí)如處于相位離散狀態(tài)，則在第二個(gè)或偶數(shù)個(gè)回波時(shí)處于重聚狀態(tài)主要用于在T2WI中減少體素內(nèi)相位離散引起的相位喪失第六節(jié) MRI對(duì)比劑的應(yīng)用 增強(qiáng)機(jī)制 分類一、增強(qiáng)機(jī)制X 線對(duì)比劑： 使對(duì)比劑顯影MRI對(duì)比劑： 改變組織的理化特性， 不顯示對(duì)比劑本身MRI對(duì)比劑(Gd-DTPA)與質(zhì)子相互作用來(lái)影響質(zhì)子的縱、橫向弛豫時(shí)間（縮短)，主要是縮短質(zhì)子的T1弛豫時(shí)間Gd-DTPA二、分類(一) 生物分布性 細(xì)胞外對(duì)比劑 細(xì)胞內(nèi)對(duì)比劑(二) 磁特性 順磁性對(duì)比劑 超順磁性對(duì)比劑 第七節(jié) MR中幾種特殊的檢查

33、技術(shù) MR血管成像 MR心臟檢查 MR水成像 MR波譜 MR功能成像 磁共振血管成像時(shí)間飛躍（TOF)或流入性增強(qiáng)法相位對(duì)比(PC)法MRA增強(qiáng)-MRA(CE-MRA)時(shí)間飛躍（TOF)或流入性增強(qiáng)法TOF法技術(shù)基于血流的流入增強(qiáng)效應(yīng) 二維TOF MRA利用TOF技術(shù)進(jìn)行連續(xù)的薄層采集，然后對(duì)原始圖象進(jìn)行后處理重建。采用擾相GRE T1WI序列特點(diǎn)背景組織信號(hào)抑制較好血流飽和現(xiàn)象較輕，有利于慢血流的顯示掃描速度較快空間分辨率低后處理重建效果不如三維成像三維TOF MRA不是針對(duì)單個(gè)層面進(jìn)行射頻激發(fā)和信號(hào)采集,而是針對(duì)整個(gè)容積進(jìn)行激發(fā)和采集.也采取GRE序列空間分辨更高后處理重建的圖像質(zhì)量較好血

34、流飽和較明顯，不利于慢血流的顯示背景組織抑制較差掃描時(shí)間較長(zhǎng)TOF MRA的臨床應(yīng)用腦部血管 多采用三維技術(shù)頸部血管 可采用二維或三維技術(shù)下肢血管 多采用二維技術(shù)上述部位靜脈病變 多采用二維技術(shù)PC法MRA需要施加稱為流速編碼梯度的雙極梯度場(chǎng).先給予成像層面或容積一個(gè)射頻脈沖,這時(shí)靜止組織和流動(dòng)的血液都將產(chǎn)生橫向磁化矢量這時(shí)先施加一個(gè)正向梯度場(chǎng)，這樣無(wú)論是靜止質(zhì)子還是流動(dòng)質(zhì)子，都出現(xiàn)相位的差別 關(guān)閉正向梯度場(chǎng)后又施加一個(gè)反向梯度場(chǎng)，其強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間與正向梯度場(chǎng)相同，這樣靜止質(zhì)子就不存在相位差別。而流動(dòng)質(zhì)子由于在兩次施加梯度場(chǎng)時(shí)位置發(fā)生了改變，因此相位的差別得以保留在施加梯度場(chǎng)期間，流動(dòng)質(zhì)子發(fā)生

35、的相位編碼與其流速有關(guān)，流動(dòng)越快則相位變化越明顯獲得參照物成像信息的三個(gè)方向的流速編碼成像信息后，通過(guò)減影去除背景靜止組織，僅留下血流造成的相位變化信息，通過(guò)重建即可獲得PC MRA圖象圖象可分為速度圖象和流動(dòng)圖象采用減影技術(shù)后，背景靜止組織由于沒(méi)有相位變化信號(hào)幾乎完全剔除常規(guī)的PC MRA為速度圖象，可以顯示血流信號(hào)，從而顯示血管結(jié)構(gòu)流動(dòng)圖象主要用作血流方向、流速和流量的定量分析PC法MRA特點(diǎn)PC法MRA臨床應(yīng)用腦動(dòng)脈瘤的顯示心臟血流分析靜脈病變的檢查門靜脈血流分析腎動(dòng)脈病變檢查CE-MRACE-MRA的原理和序列利用對(duì)比劑使血液的T1值明顯縮短，短于人體內(nèi)其他組織，然后利用超快速且權(quán)重很

36、重的T1WI序列來(lái)記錄這種T1弛豫差別CE-MRA的優(yōu)點(diǎn)血管腔的顯示比其他MRA更可靠較真實(shí)反映血管狹窄程度一次注射對(duì)比可完成多部位動(dòng)脈和靜脈的顯示CE-MRA的缺點(diǎn)注射對(duì)比劑不能提供血液流動(dòng)信息成效速度快CE-MRA的臨床應(yīng)用腦部或頸部血管肺動(dòng)脈主動(dòng)脈腎動(dòng)脈腸系膜血管和門靜脈四肢血管心臟MR檢查(一) 成像方位 心臟MR成像不同于身體其他部位MR 成像，需采用特有的解剖方位，包括四腔心，左室長(zhǎng)軸位，右室長(zhǎng)軸位和心臟短軸位，其中最主要的是心臟短軸位 MR冠狀動(dòng)脈成像（MRCA）定位較復(fù)雜，需根據(jù)冠狀動(dòng)脈主干及其分支的走行確定成像方位(二) 主要檢查方法 需屏氣掃描以避免呼吸運(yùn)動(dòng)偽影干擾，心率超

37、過(guò)100次/分（MRCA超過(guò)90次/分）或嚴(yán)重的心率失常將導(dǎo)致檢查失敗 1. 心臟電影成像和心臟標(biāo)記 2. 心肌首過(guò)灌注成像和延遲掃描 MR水成像原理：利用水的長(zhǎng)T2特性，人體的所有組織中，水樣成分的T2值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他組織三、MR水成像 MR水成像是指體內(nèi)靜態(tài)或緩慢流動(dòng)液體的MR成像技術(shù)，具有信號(hào)強(qiáng)度高、對(duì)比度大，在暗黑背景中含液態(tài)解剖結(jié)構(gòu)呈亮白高信號(hào)的特點(diǎn)主要包括：MR胰膽管成像（MRCP） MR尿路成像（MRU）MR脊髓成像（MRM） MR內(nèi)耳迷路成像MR涎腺成像 MR輸卵管成像(一) 成像原理 MR水成像的基本原理是利用重T2加權(quán)像，即使用長(zhǎng)TR，很長(zhǎng)TE，并用脂肪抑制技術(shù)使含水器官顯影 長(zhǎng)TR：取得T2加權(quán)效果 長(zhǎng)TE：突出水的長(zhǎng)T2信號(hào) 慢流速液體或滯留液體呈高信號(hào)，實(shí)質(zhì)性器官和流動(dòng)液體呈低信號(hào)，達(dá)到水成像目的MRCP (MIP重建獲得)(二) 臨床應(yīng)用 MR胰膽管成像（MRCP） MR尿路成像（MRU）MR脊髓成像（MRM） MR內(nèi)耳迷路成像MR涎腺成像 MR輸卵管成像四、MR波譜（MRS）(一) 成像原理 MRS是利用質(zhì)子在化合物中共振頻率的化學(xué)位移現(xiàn)象，測(cè)定化合物組成成分及其含量的檢測(cè)技術(shù) 隨著高場(chǎng)MR設(shè)備的應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，MRS在活體應(yīng)用日漸廣泛，成為