磁共振成像主題醫(yī)學知識培訓課件

1、磁共振成像主題醫(yī)學知識磁共振成像主題醫(yī)學知識MR按主磁場的場強分類MRI圖像信噪比與主磁場場強成正比低場: 小于0.5T中場：0.5T1.0T高場: 1.0T2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高場強：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）磁共振成像主題醫(yī)學知識2MR按主磁場的場強分類磁共振成像主題醫(yī)學知識2開放式磁共振機磁共振成像主題醫(yī)學知識3開放式磁共振機磁共振成像主題醫(yī)學知識3線 圈磁共振成像主題醫(yī)學知識4線 圈磁共振成像主題醫(yī)學知識4概述1930年美國哥倫比亞大學的I.Rabi發(fā)現(xiàn)，處于磁場中的原子核受到電磁波的作用后，自旋方向會發(fā)生反轉。1946年美國斯坦福大學的F.Bloc

2、h和哈佛大學的E.Purcell發(fā)現(xiàn)原子核的磁共振躍遷現(xiàn)象。1952年獲諾貝爾物理學獎。英國諾丁漢大學P.Mansfield發(fā)展了在穩(wěn)定磁場中使用附加梯度磁場的理論。1973年美國紐約州立大學P.Lauterber利用磁共振原理，獲得一幅二維磁共振圖像。為此2003年兩人獲得諾貝爾生理和醫(yī)學獎。1978年獲得第一幅人體頭部磁共振圖像，隨后獲得胸部、腹部的磁共振圖像。1980年，磁共振成像開始應用于臨床。磁共振成像主題醫(yī)學知識5概述1930年美國哥倫比亞大學的I.Rabi發(fā)現(xiàn)，處于磁場中 MRI（magnetic resonance imaging）：是利用射頻（radio frequency，

3、RF）電磁波（脈沖序列）對置于靜磁場B0中的含有自旋不為零的原子核（1H）的物質進行激發(fā)，發(fā)生核磁共振，用感應線圈檢測技術獲得組織弛豫信息和質子密度信息（采集共振信號），用梯度磁場進行空間定位、通過圖像重建，形成磁共振圖像的方法和技術。 磁共振成像主題醫(yī)學知識6 MRI（magnetic resonance imagMRI的特點 1具有較高的組織對比度和組織分辨力：對腦和軟組織分辨率極佳，能清楚地顯示軟組織、軟骨結構，解剖結構和病變形態(tài)顯示清楚、 逼真； 2多方位成像：能對被檢查部位進行橫斷面 、冠狀面、矢狀面以及任何斜面成像，且不必變動病人體位； 3 多參數(shù)成像：獲取T1加權像（T1WI）；

4、T2加權像（T2WI）、質子密度加權像（PDWI），在影像上取得組織之間、組織與病變之間在T1、T2、T2*和PD上的信號對比，對顯示解剖結構和病變敏感；磁共振成像主題醫(yī)學知識7MRI的特點 1具有較高的組織對比度和組織分辨力：對腦和軟 4能進行形態(tài)學、功能、組織化學和生物化學方面的研究。 5多種特殊成像：如各種血管影像、水成像、脂肪抑制成像。血管影像可以顯示顱內的大多數(shù)血管，可無創(chuàng)性地作出血管性疾病的診斷。 6以射頻脈沖作為成像的能量源：不使用電離輻射，對人體安全、無創(chuàng)； 7 流動測量：可以對腦脊液和血液的流動作定量分析，可以提供一組有關流動的非形態(tài)學信息。 磁共振成像主題醫(yī)學知識8 4能進

5、行形態(tài)學、功能、組織化學和生物化學方面的研究。磁共正常顱腦磁共振成像主題醫(yī)學知識9正常顱腦磁共振成像主題醫(yī)學知識9主 要 用 途 1用于各種疾病的檢查 ：特別適合于中樞神經系統(tǒng)、頭頸部、肌肉關節(jié)系統(tǒng)以及心臟大血管系統(tǒng)的檢查，也適于縱隔、腹腔、盆腔實質器官及乳腺的檢查。顱頸交界區(qū)、顱底、后顱窩及椎管內病變最佳檢查方式。 對腦瘤、腦血管病、感染疾病、腦變性疾病和腦白質病、顱腦先天發(fā)育異常等均具有極高的敏感性，發(fā)現(xiàn)病變優(yōu)于CT；磁共振成像主題醫(yī)學知識10主 要 用 途 1用于各種疾病的檢查 ：特別適合于中樞神經 2可以評價血液和腦脊液的流動： MRA（magnetic resonance angio

6、graphy）技術顯示頭頸部血管狹窄、閉塞、畸形以及顱內動脈。 3可進行彌散成像、灌注成像以及腦皮層活動功能成像。 4可進行MR波譜成像，分析組織的化學結構。 磁共振成像主題醫(yī)學知識11 2可以評價血液和腦脊液的流動： MRA（magnetic不 足 1. 空間分辨力較低，尤其是與CT等成像手段相比。 2.對帶有心臟起搏器或體內帶有鐵磁性物質的病人不能進行檢查；危重癥病人不能進行檢查； 3.對鈣化的顯示遠不如CT，難以對病理性鈣化為特征的病變作診斷； 4. 常規(guī)掃描信號采集時間較長，使胸、腹檢查受到限制； 5. 對質子密度低的結構，如肺、皮質骨顯示不佳； 6 設備昂貴。磁共振成像主題醫(yī)學知識1

7、2不 足 1. 空間分辨力較低，尤其是與CT等成像手段相比。發(fā)生磁共振現(xiàn)象的基本條件 磁共振成像主題醫(yī)學知識13發(fā)生磁共振現(xiàn)象的基本條件 磁共振成像主題醫(yī)學知識13產生核磁共振現(xiàn)象的基本條件 核磁共振信號產生三個基本條件： 1能夠產生共振躍遷的原子核； 2恒定的靜磁場（外磁場、主磁場）； 3產生一定頻率電磁波的交變磁場（射頻磁場RF）。 “核” ：共振躍遷的原子核 “磁” ：主磁場B0和射頻磁場RF “共振” ：當射頻磁場的頻率與原子核進動的頻率一致時原子核吸收能量，發(fā)生能級間的共振躍遷。 磁共振成像主題醫(yī)學知識14產生核磁共振現(xiàn)象的基本條件 核磁共振信號產生三個基本條件：一、原子核的自旋與磁

8、矩 原子核是由質子和中子構成 電子、質子、中子有自旋特性 自旋(spin) 原子核具有磁矩的原因。 1自旋：原子核及質子圍繞自身軸進行旋轉。 由于質子帶正電荷，原子核旋轉同時產生電流，這種旋轉與圓線圈中的電流類似，會產生磁場；磁共振成像主題醫(yī)學知識15一、原子核的自旋與磁矩 原子核是由質子和中子構成 磁共振成磁場帶電原子核的自旋帶電原子核的自旋產生磁場磁場的方向由環(huán)形電流的法拉第右手螺旋法則確定磁共振成像主題醫(yī)學知識16磁場帶電原子核的自旋帶電原子核的自旋產生磁場磁場的方向由環(huán)磁共振成像主題醫(yī)學知識17磁共振成像主題醫(yī)學知識172、原子核的磁矩磁矩是一個矢量，有方向和大小。并非所有的原子核均發(fā)

9、生磁共振現(xiàn)象，只有具備磁矩的原子核才能在一定條件下發(fā)生磁共振現(xiàn)象。每個原子核都具有特定的能級，它與自旋量子數(shù)S的特性有關。氫原子核具有兩個能態(tài)，兩個能態(tài)方向相反。任何存在奇數(shù)質子、中子或質子數(shù)與中子數(shù)之和為奇數(shù)的原子核均存在磁矩。磁共振成像主題醫(yī)學知識182、原子核的磁矩磁共振成像主題醫(yī)學知識18磁場方向磁場方向自旋方向質子的自旋方向決定磁場方向配對質子自旋產生的磁場凈磁場為零奇數(shù)質子產生凈磁場磁共振成像主題醫(yī)學知識19磁場方向磁場方向自旋方向質子的自旋方向決定磁場方向配對質子自二、靜磁場 （一）靜磁場中的作用 自然狀態(tài)下質子的排列處于無序狀態(tài)，其磁矩的軸也是以隨機方式排列，彼此之間的磁場互相

10、抵消，物質不顯示磁性。無靜磁場時質子隨機運動不產生凈磁場磁共振成像主題醫(yī)學知識20二、靜磁場 （一）靜磁場中的作用 無靜磁場時質子隨機運動不產人體如果置于一個強大的靜磁場（B0）會出現(xiàn)：質子沿B0的方向排列，產生凈磁化矢量質子在自旋的同時，以B0的磁力線為軸進行“進動”或稱“自旋”。B0B0磁共振成像主題醫(yī)學知識21人體如果置于一個強大的靜磁場（B0）會出現(xiàn)：B0B0磁共振成 把物質置入一強大的外磁場B0內時，質子的自身磁場被強大的B0規(guī)范，質子的南、北極向將被迫沿B0方向排列。 一部分低能態(tài)質子的磁矩與B0方向一致，另一部分高能態(tài)質子的與B0方向相反，而且與B0同向排列的質子數(shù)略多于反向質子

11、數(shù)。 物質在B0作用下，在磁場方向上產生磁性的過程稱磁化，其大小稱為磁化強度。 磁共振成像主題醫(yī)學知識22 把物質置入一強大的外磁場B0內時，質子的自身磁場被強大的B磁共振成像主題醫(yī)學知識23磁共振成像主題醫(yī)學知識23B0NSM0凈磁化矢量1234567tB0作用下形成凈磁場凈磁化矢量隨時間變化的曲線以指數(shù)曲線的形式進行增長磁共振成像主題醫(yī)學知識24B0NSM0凈磁化矢量1234567tB0作用下形成凈磁場凈質子在靜磁場中的進動 自旋核有一定的自旋角動量P和磁矩，在B0作用下，將如旋轉陀螺在地球引力場中旋進一樣運動，稱自旋核的進動。磁共振成像主題醫(yī)學知識25質子在靜磁場中的進動 自旋核有一定的

12、自旋角動量P和磁矩，在 取Z軸沿著B0方向，設與B0間的夾角為，的各坐標分量如圖所示。 Z為常數(shù)，說明在Z軸上的投影是不變的。 磁共振成像主題醫(yī)學知識26 取Z軸沿著B0方向，設與B0間的夾角為，的各坐標分量 質子的進動過程，Z軸代表B0磁力線方向，箭頭代表某一方向的自旋質子的矢量即質子的 ，其長短代表的大小。 質子進動的頻率非常快，每秒進動的次數(shù)稱“進動頻率”（precession frequency）。 進動頻率不是一個常數(shù)，是與所在B0的場強相關，即B0越強進動頻率越快，用拉莫方程表示： 1.0Tesla場強中1H的進動頻率為42.5MHz。 磁共振成像主題醫(yī)學知識27 質子的進動過程，

13、Z軸代表B0磁力線方向，箭頭代表某一方向的磁共振成像主題醫(yī)學知識28磁共振成像主題醫(yī)學知識28 所有置于B0內的質子，絕大多數(shù)沿與B0平行方向或反平行方向排列，其磁力互相抵消，僅處于低能級的數(shù)目略多于處于高能級的那一小部份質子，其磁力沒有抵消而得以保持。 這些質子排列方向相同，其矢量疊加，形成一個相應的凈宏觀磁化矢量M0，該磁化矢量與B0方向（Z軸）相同，稱“縱向磁化矢量”MZ（longitudinal magnetization）。 MZ可被用于磁共振成像。 磁共振成像主題醫(yī)學知識29 所有置于B0內的質子，絕大多數(shù)沿與B0平行方向或反平行方向磁共振成像主題醫(yī)學知識30磁共振成像主題醫(yī)學知識

14、30磁共振成像主題醫(yī)學知識31磁共振成像主題醫(yī)學知識31靜磁場的類型外加靜磁場B0是由一個龐大的磁體產生的，磁場強度以tesla（T）表示。 根據(jù)磁體的設計分類：超導型 永磁型 常導型根據(jù)磁體的場強分類：超高場（4.0-7.0T） 高場（1.5-3.0T） 中場（0.5-1.4T） 低場（0.2-0.4T） 超低場（0.2T）磁共振成像主題醫(yī)學知識32靜磁場的類型外加靜磁場B0是由一個龐大的磁體產生的，磁場強度超導型磁體 由導線纏繞成圓桶狀線圈，通電后產生磁場，磁場磁力線方向與磁體圓桶的軸平行，與檢查病人的長軸平行。 磁體的導線是由超導材料制成的，沒有電阻，不消耗電能。為了保持其超導狀態(tài)，導線

15、必須浸泡在液氦中（溫度為4.2K，即269）。 優(yōu)點：磁場場強較高，達0.357.0T，臨床一般使用0.5T3.0T；磁場的均勻度好，穩(wěn)定性強。 缺點：不斷地消耗液氦等冷卻劑，日常維護價格較高。 磁共振成像主題醫(yī)學知識33超導型磁體 由導線纏繞成圓桶狀線圈，通電后產生磁場，磁場磁力永磁型磁體 由鐵磁性物質組成，制造時通過勵磁誘發(fā)出較強的磁場，磁場磁力線方向與磁體孔垂直，與檢查病人的長軸垂直。 優(yōu)點：造價及維護費用低，不消耗電能，不需要補充冷卻劑；磁力線垂直，可使用螺線管射頻線圈，有利于提高圖像的信噪比；容易制成開放式磁體，減少了病人幽閉恐懼癥的發(fā)生，并且有利于關節(jié)動態(tài)檢查和MR導引下的介入治療

16、。 缺點：磁場場強較低，臨床使用的多為0.20.35T；磁場的均勻度較差，穩(wěn)定性低。 磁共振成像主題醫(yī)學知識34永磁型磁體 由鐵磁性物質組成，制造時通過勵磁誘發(fā)出較強的磁場常導型磁體 與超導型一樣也是由導線纏繞成圓桶狀線圈，通電后產生磁場，磁場磁力線方向與磁體圓桶軸平行，與檢查病人的長軸平行，也有與之垂直者。 磁體的導線不是由超導材料制成的，有明顯的電阻，消耗電能。 優(yōu)點：造價較低，不需要補充冷卻劑；可隨時切斷電源，關閉磁場。 缺點：需要消耗大量的電能，而且產熱量大；磁場只能達到中、低場強，臨床使用的多為0.20.5T，磁場的均勻度較低。 磁共振成像主題醫(yī)學知識35常導型磁體 與超導型一樣也是

17、由導線纏繞成圓桶狀線圈，通電后產三、射頻脈沖 RF脈沖是一種電磁波，MRI中僅作短促的發(fā)射。 MRI中的射頻脈沖必須具備條件：射頻脈沖的頻率與質子的旋進頻率相同。 已知B0及1H的值，可根據(jù)拉莫爾方程計算出使B0中的1H產生共振所需要的RF脈沖頻率。磁共振成像主題醫(yī)學知識36三、射頻脈沖 RF脈沖是一種電磁波，MRI中僅作短促的發(fā)射。RF脈沖作用 翻轉縱向磁化矢量90翻轉180翻轉部分翻轉 形成橫向磁化矢量磁共振成像主題醫(yī)學知識37RF脈沖作用 翻轉縱向磁化矢量磁共振成像主題醫(yī)學知識37RF脈沖作用 向B0內的1H施加有拉莫爾頻率的RF脈沖，發(fā)生MR后產生兩個作用：（1）低能級質子吸收RF脈沖

18、能量后躍遷到高能級，使在B0中排列方向由同向變?yōu)榉聪?，抵消相同?shù)目低能級質子的磁力， MZ變小；（2）受RF脈沖的磁化作用，旋進質子趨向于射頻磁場方向變?yōu)橥?、同速運動，即處于“同相”（inphase）。在XY平面上疊加起來，形成橫向磁化（transverse magnetization）矢量MXY， MXY繼續(xù)繞Z軸旋進。新的M0偏離了Z軸。磁共振成像主題醫(yī)學知識38RF脈沖作用 向B0內的1H施加有拉莫爾頻率的RF脈沖，發(fā)生磁共振成像主題醫(yī)學知識39磁共振成像主題醫(yī)學知識39磁共振成像主題醫(yī)學知識40磁共振成像主題醫(yī)學知識40 射頻脈沖是一個在XY平面的旋轉磁場B1，磁場方向垂直于Z軸，沿

19、XY平面以拉莫爾頻率轉動。 在B1的作用下，M開始繞B1軸旋進，結果由Z軸逐漸向XY平面靠近； 在B0的作用下，M還要繞B0軸旋進。 在B0和B1的雙重作用下，M運動軌跡為螺旋線形，該運動方式稱為“章動”。磁共振成像主題醫(yī)學知識41 射頻脈沖是一個在XY平面的旋轉磁場B1，磁場方向垂直于Z軸磁共振成像主題醫(yī)學知識42磁共振成像主題醫(yī)學知識42 RF脈沖發(fā)射結束時章動后的M與Z軸之間有一個夾角，稱為翻轉角（flip angle）。 的大小與RF脈沖的強度及其持續(xù)時間t成正比。 使M翻轉到XY平面的RF脈沖稱90脈沖； 使M翻轉到B0反方向上的RF脈沖稱180脈沖。 使M偏離B0 角的RF脈沖稱角

20、脈沖。磁共振成像主題醫(yī)學知識43 RF脈沖發(fā)射結束時章動后的M與Z軸之間有一個夾角，稱為磁共振成像主題醫(yī)學知識44磁共振成像主題醫(yī)學知識44磁共振成像主題醫(yī)學知識45磁共振成像主題醫(yī)學知識45射頻脈沖的特征頻率：使進動頻率與RF脈沖頻率相同的質子發(fā)生磁共振帶寬：頻率的范圍，決定掃描時的層面厚度和預飽和。強度和作用時間：決定Mz翻轉角度。磁共振成像主題醫(yī)學知識46射頻脈沖的特征頻率：使進動頻率與RF脈沖頻率相同的質子發(fā)生磁磁共振圖像的信號 磁共振成像主題醫(yī)學知識47磁共振圖像的信號 磁共振成像主題醫(yī)學知識47一、相位概念 1相位：平面內旋轉的矢量與某一參照軸的夾角稱為相位。 同相位（in-pha

21、se）：多個矢量在空間的方向一致； 離相位（out of phase）：相位不一致； 聚相位（re-phase）：由不同相位達到同相位的過程； 失相位（de-phase）：由同相位變成不同相位的過程。磁共振成像主題醫(yī)學知識48一、相位概念 1相位：平面內旋轉的矢量與某一參照軸的夾角稱磁場中自旋之間的相位 旋進過程中Z軸的矢量方向不變，相位一致的磁矢量疊加成宏觀縱向磁化矢量MZ； XY平面的矢量因為繞Z軸旋轉使其方向不斷發(fā)生變化。磁場中進動在XY平面分量的相位不斷變化，沒有外界能量介入時自旋系統(tǒng)的M在XY平面內相互抵消，不能形成宏觀磁化矢量MXY。 RF脈沖激發(fā)后，使處于激發(fā)態(tài)并在XY平面繼續(xù)繞

22、Z軸進動的自旋的相位趨于一致，疊加形成橫向磁化矢量MXY，此時M的方向發(fā)生變化，離開平衡態(tài)位置。磁共振成像主題醫(yī)學知識49磁場中自旋之間的相位 旋進過程中Z軸的矢量方向不變，相位一致磁場中自旋之間的相位磁共振成像主題醫(yī)學知識50磁場中自旋之間的相位磁共振成像主題醫(yī)學知識50二、自旋質子弛豫 （一）弛豫概念 當向置于B0中的人體發(fā)射RF脈沖后激發(fā)1H群，改變1H群的進動狀態(tài)，MZ逐漸變小，同時在XY平面產生MXY，產生MR信號。 平衡態(tài)：人體進入B0后形成并保持穩(wěn)定的MZ的狀態(tài)。但是一種動態(tài)平衡，處于高、低兩種能級的質子之間不斷地交換。 激發(fā)態(tài)：系統(tǒng)吸收射頻能量后的不穩(wěn)定狀態(tài)。 磁共振成像主題醫(yī)

23、學知識51二、自旋質子弛豫 （一）弛豫概念 磁共振成像主題醫(yī)學知識51弛豫概念 實際成像中RF對自旋系統(tǒng)的激發(fā)作用是瞬間即逝，一旦RF脈沖停止，質子即迅速由激發(fā)態(tài)向原來的平衡狀態(tài)恢復， “弛豫”（relaxation）：系統(tǒng)由激發(fā)態(tài)恢復至平衡狀態(tài)的過程。 弛豫過程中同步發(fā)生： 縱向弛豫（longitudinal relaxation）：縱向磁化矢量MZ逐步恢復的過程； 橫向弛豫（transverse relaxation）：橫向磁化矢量MXY逐步消失的過程。磁共振成像主題醫(yī)學知識52弛豫概念 實際成像中RF對自旋系統(tǒng)的激發(fā)作用是瞬間即逝，一旦 縱向弛豫過程中，吸收了RF脈沖能量躍遷到高能級的質

24、子把能量傳遞給周圍的晶格，重新成為低能級的質子，低能級的質子數(shù)量增多而疊加產生MZ 。磁共振成像主題醫(yī)學知識53 縱向弛豫過程中，吸收了RF脈沖能量躍遷到高能級的質子把能量磁共振成像主題醫(yī)學知識54磁共振成像主題醫(yī)學知識54M的弛豫過程磁共振成像主題醫(yī)學知識55M的弛豫過程磁共振成像主題醫(yī)學知識55縱向弛豫 縱向弛豫：RF脈沖停止后，MZ由最小恢復到原來大小的過程稱（自旋-晶格弛豫spin-lattice relaxation或T1弛豫）。 1縱向弛豫時間T1 ：T1=縱向磁化矢量從最小值恢復到平衡態(tài)磁化矢量63%的時間 。 縱向弛豫過程： MZ為t時刻的縱向磁化矢量值，M0為平衡態(tài)的縱向磁化

25、矢量值，t為弛豫時間。 當t=T1時，MZ=M0(1e-1)= M0 63% 。磁共振成像主題醫(yī)學知識56縱向弛豫 縱向弛豫：RF脈沖停止后，MZ由最小恢復到原來大小縱向弛豫時間T1磁共振成像主題醫(yī)學知識57縱向弛豫時間T1磁共振成像主題醫(yī)學知識57影響T1因素 （1）縱向弛豫時間T1具有場強依賴性。 在較強磁場中質子的進動頻率較快，同種組織，B0的場強越高， T1就越長；反之則短。 （2） T1與組織分子的大小有關。 中等大小的分子（脂肪分子）弛豫較快， T1較短； 大分子（蛋白質）的熱運動頻率較慢， 水和蛋白的弛豫較慢，T1較長。 磁共振成像主題醫(yī)學知識58影響T1因素 （1）縱向弛豫時間

26、T1具有場強依賴性。磁共振成“飽和”的概念 射頻脈沖激發(fā)后，縱向磁化矢量MZ被翻轉，然后MZ會慢慢恢復，但如果射頻脈沖之間的時間 t 間隔過短，則MZ僅有部分恢復，稱作部分飽和，組織信號有所降低； 若縱向磁化MZ沒有恢復，稱作完全飽和，組織信號為零。 磁共振成像主題醫(yī)學知識59“飽和”的概念 射頻脈沖激發(fā)后，縱向磁化矢量MZ被翻轉，然后橫向弛豫 1橫向弛豫概念：RF脈沖停止后，MXY由最大逐步消失的過程（自旋-自旋弛豫spin-spin relaxation或T2弛豫）。 橫向弛豫過程沒有能量交換，是不同質子的進動失去同步、同速，即失去相位一致性。 磁共振成像主題醫(yī)學知識60橫向弛豫 1橫向弛

27、豫概念：RF脈沖停止后，MXY由最大逐2橫向弛豫時間T2 T2=橫向磁化矢量減少到最大值的37%的時間。 T2過程公式： t為弛豫時間。 t=T2時， ，即MXY衰減至最大值的37%時所經歷的時間等于T2值。磁共振成像主題醫(yī)學知識612橫向弛豫時間T2 T2=橫向磁化矢量減少到最大值的37%影響T2因素 （1）組織的成份和結構：大小不同，自旋-自旋作用的強度和時間不同，T2弛豫的速度也不同。小分子（如純水）的分子運動很快，質子維持處于同相的狀態(tài)的時間可較長，T2值較長；大分子物質分子運動較慢，質子處于同相狀態(tài)維持時間較短，T2值即較短。 （2）T2值的大小與B0場強大小無關。 磁共振成像主題醫(yī)

28、學知識62影響T2因素 （1）組織的成份和結構：大小不同，自旋-自旋T2*弛豫 T2*稱為準T2或有效橫向弛豫時間。 討論橫向弛豫時間時，假設B0是絕對均勻的，但是任何磁體產生的B0都不可能是絕對均勻的。 B0不均勻的影響要比組織本身小磁矩產生的影響大，由于B0不均勻引起的MXY衰減的速度要比單純由于組織內部磁場不均勻引起的橫向磁化衰減速度快得多。這種情況下測得的橫向磁化弛豫時間叫做T2* ，比T2短得多。 磁共振成像主題醫(yī)學知識63T2*弛豫 T2*稱為準T2或有效橫向弛豫時間。磁共振成像4T2*弛豫磁共振成像主題醫(yī)學知識644T2*弛豫磁共振成像主題醫(yī)學知識64（四）T1值和T2值比較 縱

29、向弛豫和橫向弛豫是同時發(fā)生的，T2值比T1值短，短多少依賴于組織的物理和化學結構。 純水中，T2值接近于T1值； 在多數(shù)組織中， T2值比T1值短得多。 組 織T1T2質子密度（%）0.2T1.0T1.5T脂 肪白 質灰 質腦脊液肌 肉2403904901400370-6208102500730-7189983000860607691140509.610.610.610.89.3磁共振成像主題醫(yī)學知識65（四）T1值和T2值比較 縱向弛豫和橫向弛豫是同時發(fā)生的，三、自由感應衰減信號 由于MXY的進動和弛豫，在線圈兩端就會感應出交流電勢，線圈接收到的電勢V的大小與MXY的大小有關：VMXYcos

30、t V與MXY成正比，以拉莫頻率振蕩變化。 自由感應衰減（free induction decay，F(xiàn)ID）： 90脈沖后弛豫過程中，由于T2弛豫的影響，MXY隨時間衰減，磁共振信號呈指數(shù)曲線形式衰減的這個信號。 磁共振成像主題醫(yī)學知識66三、自由感應衰減信號 由于MXY的進動和弛豫，在線圈兩端就三、自由感應衰減信號 FID信號的強度按指數(shù)規(guī)律衰減，強度的大小與T1、T2以及組織的有關，F(xiàn)ID是MRI系統(tǒng)的信號源。 MR信號除FID，還有：自旋回波信號、梯度回波信號、刺激回波信號等，這些信號需要使用特定的射頻脈沖和梯度脈沖。 磁共振成像主題醫(yī)學知識67三、自由感應衰減信號 FID信號的強度按指

31、數(shù)規(guī)律衰減，強度的四、磁共振圖像的對比 （一）影響磁共振圖像對比的主要因素 不同組織之間信號強度的差異形成組織間對比，對比度的主要決定因素是： T1的固有差別，即組織間T1值的差別； T2的固有差別，即組織間T2值的差別； 組織氫質子密度的差別； 流動效應引起的差別。磁共振成像主題醫(yī)學知識68四、磁共振圖像的對比 （一）影響磁共振圖像對比的主要因素 （一）影響MR圖像對比主要因素 MR圖像 組織T1值越短，信號越高， T1值越長，信號越低； 組織T2值越長，信號越高， T2值越短，信號越低； 組織質子密度越高，信號越高； 骨皮質與空氣（氣腔）質子密度值很低， 在所有成像序列中均無信號，呈黑色。

32、磁共振成像主題醫(yī)學知識69（一）影響MR圖像對比主要因素 MR圖像磁共振成像主題醫(yī)學流動效應（flow effect） 主要來自血流復雜的流動方式，血液的一些特性產生了血管影像的不同表現(xiàn)。 最重要的特性： 在T1WI上，血流方式影響信號強度； 在T2和T2*WI上，血液的氧化狀態(tài)影響信號強度。 血液含水量多，血液具有較高的質子密度和較長的T1值（依賴于血球的含量）； 磁共振成像主題醫(yī)學知識70流動效應（flow effect） 主要來自血流復雜的流動 T2值則依賴于血液的氧化狀態(tài)，因脫氧血紅蛋白具有強順磁性，在1.5T磁場中，當氧飽和度由30%96%變化時，T2值則由30250ms變化， 動脈

33、血具有較長的T2值， 靜脈血具有較短的T2值， 腦功能成像是利用血液的這一特性。磁共振成像主題醫(yī)學知識71 T2值則依賴于血液的氧化狀態(tài)，因脫氧血紅蛋白具有強順磁性， 血液的信號強度不完全依賴于質子密度、T1值和T2值，更多地依賴于其流動方式和采用的成像技術（脈沖序列等）。流動導致血液信號的提高和降低。 導致血液信號降低的流動現(xiàn)象： 體素內失相位，即流動使體素內質子運動速度分散，導致MXY的相位分散； 流空效應，使用自旋回波序列時，若血流在一個層面內接受了90脈沖而還沒有接受180，RF脈沖就流出層面，或者流入層面時只接受180RF脈沖，沒接受90脈沖就流出層面，這時血液信號極低。磁共振成像主

34、題醫(yī)學知識72 血液的信號強度不完全依賴于質子密度、T1值和T2值，更多地 流空效應的大小決定于：流速、回波時間（TE）、層厚。血流快、薄層、長TE時流空效應明顯。 一般情況下，快速流動的血液因流空效應喪失信號，呈黑色； 緩慢流動的血液不產生明顯的流空效應，與周圍實質性組織的信號類似； 中等流速的血液其信號強度難以預料。 流空效應是指SE圖像上的現(xiàn)象，在梯度回波序列圖像上血管多顯示為高信號。 磁共振成像主題醫(yī)學知識73 流空效應的大小決定于：流速、回波時間（TE）、層厚。血流快（二）磁共振加權對比圖像 為突出顯示組織間的對比，可通過脈沖序列的設計得到與各主要因素有關的圖像。 但至今無一種成像序

35、列能夠產生單純的T1、T2或質子密度圖像。 1T1加權像：圖像對比主要具有T1值依賴性，反映組織間T1值的差異。 2T2加權像：圖像對比主要具有T2值依賴性，反映組織間T2值的差異。 3質子密度加權像：圖像對比主要具有質子密度依賴性，反映組織間質子密度的差異。磁共振成像主題醫(yī)學知識74（二）磁共振加權對比圖像 為突出顯示組織間的對比，可通過脈（三）影響MR圖像對比的其它因素 1磁敏感效應 磁敏感度（magnetic susceptibility）：表示物質改變其所處B0的能力（被磁化的能力）。處于B0中誘發(fā)的組織的M0正比于B0 ： M0=B0為組織磁敏感度大小，不同組織磁敏感性能不同。 抗磁

36、性物質：有些物質具有對抗B0的作用，降低B0在其內部產生的磁場； 順磁性物質：有些物質處于B0中，其電子沿磁場方向排列，在其內部產生額外磁場。 磁共振成像主題醫(yī)學知識75（三）影響MR圖像對比的其它因素 1磁敏感效應磁共振成像主 多數(shù)蛋白物質有一定程度的抗磁性， 脫氧血紅蛋白是強順磁性的。 在一個體素內，如果具有不同的磁敏感度，如氣體和骨骼交界處，局部磁場就會產生不均勻性，從而產生失相位，導致T2*加權像上的信號丟失，即信號降低，并且產生偽影。 但是磁敏感效應對于某些病變的顯示有幫助，例如血腫和骨化。 磁共振成像主題醫(yī)學知識76 多數(shù)蛋白物質有一定程度的抗磁性，磁共振成像主題醫(yī)學知識762對比

37、劑 臨床上使用的對比劑是通過改變組織的弛豫時間而改變對比。 使用的對比劑多數(shù)為順磁性物質，已應用于臨床的有釓、鐵、錳等，其中應用最廣泛也最安全的是釓。（1）非選擇特異性對比劑：對增強的器官或組織沒有選擇性。 （2）選擇特異性對比劑：對增強的器官或組織有選擇性，具有器官特異性或組織特異性。 磁共振成像主題醫(yī)學知識772對比劑 臨床上使用的對比劑是通過改變組織的弛豫時間而改3化學位移 原子核的共振頻率與B0成正比，但位于不同化學鍵上的核產生不同頻率的信號，即局部化學環(huán)境會影響質子的共振頻率。 如甲醇CH3OH中的CH3的H和OH的H共振頻率不相同，這是由于原子核被帶磁性的電子云所包圍，使其所處的電

38、子環(huán)境不同。圍繞著原子核旋轉的電子不同程度地削弱了B0強度， 若B0大小固定：周圍電子云較薄的核經受的局部磁場強度較高，共振頻率較高； 周圍電子云較厚的核局部磁場強度較低，共振頻率也較低。 磁共振成像主題醫(yī)學知識783化學位移 原子核的共振頻率與B0成正比，但位于不同化學 “化學位移” （chemical shift）：因電子環(huán)境（即核外電子結構）不同引起的共振頻率的差異。 化學位移是磁共振波譜的基礎，用于檢測組織細胞內的代謝物質； 化學位移飽和成像可用來突出或抑制某種組織的信號； 化學位移特性還會誘發(fā)化學位移偽影。 磁共振成像主題醫(yī)學知識79 “化學位移” （chemical shift）：

39、因電子環(huán)境4彌散（diffusion） 生物水有一個特性是布朗運動（分子的無規(guī)則熱運動）（彌散運動）。 從質子的弛豫機制分析，分子的彌散運動會影響組織的T1和T2值。 彌散運動會導致失相位，使信號有一定的降低。 如急性血腫中，水質子在由順磁性鐵引起的不均勻磁場中的彌散運動會導致失相位，使在SE序列T2加權像上呈現(xiàn)低信號。 磁共振成像主題醫(yī)學知識804彌散（diffusion） 生物水有一個特性是布朗運動5磁化傳遞對比 生物體中含有游離態(tài)的和結合態(tài)（與蛋白等大分子結合）的水質子，MR信號主要來自于游離態(tài)的水質子，結合態(tài)的水質子影響MR信號。 游離態(tài)的水質子T2較長，產生MR的頻率范圍較??； 結合

40、態(tài)的水質子T2較短，產生MR的頻率范圍較大。 磁共振成像主題醫(yī)學知識815磁化傳遞對比 生物體中含有游離態(tài)的和結合態(tài)（與蛋白等大 磁化傳遞對比（magnetization transfer contrast，MTC）技術應用： MRA，降低血管周圍背景組織的信號，不影響血管的信號，提高血管和背景間的對比； MR增強檢查，降低腫瘤周圍組織的信號，而不影響富含釓對比劑的腫瘤的信號，提高腫瘤和背景之間的對比； 多發(fā)性硬化病變的檢查，因磁化傳遞的程度與組織的物理和化學狀態(tài)有關，可以顯示硬化斑的脫髓鞘程度。 磁共振成像主題醫(yī)學知識82 磁化傳遞對比（magnetization transfer6組織方向

41、 MRI中組織的方向（即組織與B0間的夾角）對信號強度有一定影響，典型的是組織本身具有方向性的纖維結構。 最重要的兩個效應是T2和彌散運動導致的信號降低具有角度依賴性。 磁共振成像主題醫(yī)學知識836組織方向 MRI中組織的方向（即組織與B0間的夾角）對磁共振圖像空間定位和重建技術磁共振成像主題醫(yī)學知識84磁共振圖像空間定位和重建技術磁共振成像主題醫(yī)學知識84一、梯度磁場（一）MRI系統(tǒng)的坐標系 按B0方向，MRI磁體分縱向磁場磁體和橫向磁場磁體，超導磁體都采用縱向磁場。 縱向磁場系統(tǒng)，Z軸定義為磁體的軸向，Z軸與被檢者體軸平行。 X軸、Y軸及其正向通過右手規(guī)則定義，即以右手握住Z軸，當右手的四

42、個手指從正向X軸以90轉向正向Y軸時，大拇指的指向是Z軸正向。磁共振成像主題醫(yī)學知識85一、梯度磁場（一）MRI系統(tǒng)的坐標系磁共振成像主題醫(yī)學知識8MRI系統(tǒng)的坐標系磁共振成像主題醫(yī)學知識86MRI系統(tǒng)的坐標系磁共振成像主題醫(yī)學知識86（二） 梯度磁場 梯度磁場是一個很弱的磁場，其峰值一般在1025mT/m（新型的高檔機要高些），梯度磁場是由置于磁體內的額外的梯度線圈產生的。 與高度均勻的B0不同的是，梯度磁場具有空間位置依賴性，即在一定方向上梯度磁場強度隨空間位置的變化而不同。 磁共振成像主題醫(yī)學知識87（二） 梯度磁場 梯度磁場是一個很弱的磁場，其峰值一般在10 位于磁場內的梯度線圈一般為

43、成對線圈，每對線圈內的電流大小相等，極性相反。一對線圈在一個方向上產生一個強度呈線性變化的梯度磁場，一個線圈產生的磁場使B0增加一定的強度，而另一個線圈則使B0減小同樣的程度。 梯度磁場的作用：使沿梯度方向的自旋質子具有不同的磁場強度，因而有不同的共振頻率。 某一位置的磁場是梯度磁場與B0疊加的結果。磁共振成像主題醫(yī)學知識88 位于磁場內的梯度線圈一般為成對線圈，每對線圈內的電流大小相磁共振成像主題醫(yī)學知識89磁共振成像主題醫(yī)學知識89 在FT成像中使用三個正交方向的梯度磁場進行空間定位： 一個方向的梯度用于RF脈沖選擇性的激 發(fā)一個層面內質子的自旋； 第二個梯度對沿層面內一個方向的MR 信號

44、進行頻率空間編碼； 第三個梯度對沿層面內另一個方向的 MR信號進行相位空間編碼。 一般層面選擇方向為Z，頻率編碼方向為X，相位編碼方向為Y。對于不同方向的層面，X、Y、Z的取向是不同的。 磁共振成像主題醫(yī)學知識90 在FT成像中使用三個正交方向的梯度磁場進行空間定位：磁共振 二、層面選擇梯度 應用層面選擇（slice selection）梯度后，組織質子的共振頻率與沿Z軸方向的位置成線性相關。特定的共振頻率對應于特定平面的質子，這些平面垂直于Z軸。 如果在使用平面選擇梯度G的同時發(fā)射特定頻率的RF脈沖，則只有對應于那個頻率的平面內的質子發(fā)生共振。 被激發(fā)的質子的位置依賴于RF脈沖的頻率，通過增

45、加或減少RF脈沖的頻率可以移動被激發(fā)平面的位置。 磁共振成像主題醫(yī)學知識91 二、層面選擇梯度 應用層面選擇（slice selec 短時發(fā)射的RF脈沖是由一定范圍的頻率構成的，這個頻率范圍稱作脈沖的帶寬。 一個RF脈沖可以激發(fā)共振頻率處于RF脈沖帶寬范圍內的所有自旋質子。結果是在層面選擇梯度G存在的情況下，RF脈沖激發(fā)一個具有有限厚度的組織層面。 層厚依賴于： 層面選擇梯度的大?。ㄐ甭剩?射頻脈沖的帶寬。 磁共振成像主題醫(yī)學知識92 短時發(fā)射的RF脈沖是由一定范圍的頻率構成的，這個頻率范圍稱 層面選擇梯度G的大小是調整層面厚度的主要方法。 當層面選擇梯度G增大時，跨越給定距離頻率范圍增加了

46、，使具有固定帶寬的一個RF脈沖僅能激發(fā)較少的自旋質子，層厚較小。 使用較小的層面選擇梯度G和同樣的RF脈沖可以激發(fā)一個較厚層面。 磁共振成像主題醫(yī)學知識93 層面選擇梯度G的大小是調整層面厚度的主要方法。磁共振成像主層面選擇方法 層面選擇是通過三個梯度的不同組合來實現(xiàn)的。如果是任意斜面成像，層面的確定要兩個或三個梯度的共同作用。 層面選擇應用選擇性激勵（selective excitation）原理，用一個有限頻寬（窄帶）的RF脈沖僅對共振頻率在該頻帶范圍的質子進行共振激發(fā)的技術。 例：橫軸位成像，GZ作為選層梯度。磁共振成像主題醫(yī)學知識94層面選擇方法 層面選擇是通過三個梯度的不同組合來實現(xiàn)

47、的。如果層面選擇方法磁共振成像主題醫(yī)學知識95層面選擇方法磁共振成像主題醫(yī)學知識95層面選擇方法磁共振成像主題醫(yī)學知識96層面選擇方法磁共振成像主題醫(yī)學知識96空間編碼 1相位編碼phase encoding：先利用相位編碼梯度場GY造成質子有規(guī)律的旋進相位差，然后用此相位差來標定體素空間位置的方法。 RF脈沖終止后，每個體素內的質子均發(fā)生橫向磁化，M倒向XY平面旋進（90RF脈沖），旋進的相位與M所處的場強有關。 加入GY使各體素Mi的相位發(fā)生規(guī)律性的變化，利用這種相位特點實現(xiàn)體素位置的識別。磁共振成像主題醫(yī)學知識97空間編碼 1相位編碼phase encoding：先利用相相位編碼磁共振成

48、像主題醫(yī)學知識98相位編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識98 1相位編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識99 1相位編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識99 1相位編碼圖7-47磁共振成像主題醫(yī)學知識100 1相位編碼圖7-47磁共振成像主題醫(yī)學知識100相位編碼 原理：v1、v2、v3相位編碼方向上三行相鄰的體素。設開始時所有體素的M1、M2、M3同相位，以相同頻率旋進。某時刻GY開啟。在GY作用下，相位編碼方向上各行體素將處于不同的磁場中，行方向上Mi以不同頻率Y旋進： Y=(B0+YGY) Mi的旋進頻率Y為Y的函數(shù)，Y坐標越大，質子的旋進速度越快。磁共振成像主題醫(yī)學知識101相位編碼 原理：v1、v2、v3相位編

49、碼方向上三行相鄰的體素 Y不同導致旋進相位不同，設相位編碼梯度的持續(xù)時間tY，tY時間后相位編碼方向上各體素的旋進相位Y： Y=YtY=(B0+YGY) tY 1、2、3表示相位編碼梯度結束時Ml、M2和M3的旋進相位。產生的相位差Y： Y=Y GYtY=YYtY Y是相位編碼坐標Y，即GY的函數(shù)。 在GY作用下信號中包含了沿Y方向的位置信息。磁共振成像主題醫(yī)學知識102 Y不同導致旋進相位不同，設相位編碼梯度的持續(xù)時間tY，t 在ttY時刻GY關斷，這時各體素再次置于相同的B0中，Y均恢復至GY作用前的同頻率。 GY所誘發(fā)的旋進相位差保留下來，這是相位編碼的“相位記憶”功能。 相位編碼就是通

50、過梯度磁場G對選中層面內各行間的體素進行相位標定，實現(xiàn)行與行間體素位置識別的技術。 作用：確定層面內一維方向的體素。 磁共振成像主題醫(yī)學知識103 在ttY時刻GY關斷，這時各體素再次置于相同的B0中， 在每個數(shù)據(jù)采集周期中，相位編碼梯度只是瞬間接通，總是工作于脈沖狀態(tài)。 有多少個數(shù)據(jù)采集周期，該梯度就接通多少次，梯度脈沖的幅度變化多少次。 相位編碼梯度的一次變化稱一個相位編碼步(phase encoding step)。 128128的圖像需要128個相位編碼步才能完成。 梯度值是逐次等刻度遞增的。磁共振成像主題醫(yī)學知識104 在每個數(shù)據(jù)采集周期中，相位編碼梯度只是瞬間接通，總是工作于 在G

51、Y作用期間，體素所發(fā)出的MR信號并不利用。相位編碼梯度又叫準備梯度Gpe。 Gpe的波形如圖所示（設nY9），圖中用多個不同幅度的梯度脈沖表明幅值不斷變化，也表示序列中一個周期要多次重復才能完成。 圖像在相位編碼方向上的步數(shù)直接關系到掃描時間的長短。磁共振成像主題醫(yī)學知識105 在GY作用期間，體素所發(fā)出的MR信號并不利用。相位編碼梯度相位編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識106相位編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識106 2頻率編碼 頻率編碼（frequency encoding）：利用梯度磁場造成相關方向上各Mi旋進頻率的不同，并以此來標記體素空間位置的編碼方法。 GX使成像層面中頻率編碼方向上的體素列位

52、于不同的場強中，這時與Y軸平行的各列體素的旋進頻率：X=(B0+XGX) X為X坐標的函數(shù)，即不同的X決定了不同的旋進頻率（RF信號中編碼了X坐標的位置信息） 。 磁共振成像主題醫(yī)學知識107 2頻率編碼 頻率編碼（frequency encod 2頻率編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識108 2頻率編碼磁共振成像主題醫(yī)學知識108 相位編碼形成的是一行行與GY相垂直的等自旋線（相位編碼線） ， 頻率編碼的結果出現(xiàn)一列列與GX垂直的等自旋線（頻率編碼線）。 等自旋線上所有體素Mi的旋進頻率均相同。 頻率編碼梯度每個周期的頻率編碼脈沖均相同，即頻率編碼梯度以相同的幅度周期性重復出現(xiàn)。 頻率編碼梯度一般只

53、在MR信號出現(xiàn)時施加，又叫讀出梯度或測量梯度，簡寫為Gro。磁共振成像主題醫(yī)學知識109 相位編碼形成的是一行行與GY相垂直的等自旋線（相位編碼線）四、圖像重建技術 傅里葉變換： 測量的MR信號代表一個層面內的無數(shù)個原子核發(fā)出的信號的總和，這個復合信號的大小是時間的函數(shù)，但是原子核的位置信息已經以頻率和相位方式被編碼到信號中。如何從以時間變化的信號（時間域）中提取出特定的頻率成分（頻率域），采用FT方法。 FT中計算機進行解碼運算，解碼過程類似于人的耳朵能夠分辨出不同頻率的聲音。FT分解出在讀出期間每個頻率的信號。 磁共振成像主題醫(yī)學知識110四、圖像重建技術 傅里葉變換：磁共振成像主題醫(yī)學知

54、識110 FT應用于每個頻率編碼列的數(shù)據(jù)，提取出信號的頻率成分，確定沿X軸的不同位置的信號強度。再將信號強度以灰度值表示出來形成圖像。 如果僅使用頻率編碼梯度，只能區(qū)分1D的空間位置，這種方法稱為1D FT圖像重建。 MRI中，經RF脈沖激發(fā)和梯度磁場空間編碼后獲得復合圖像，然后還需由計算機將采集到的復合信號經一系列過程轉換成圖像信號，復合信號轉換成MR圖像的方法稱為圖像重建。 磁共振成像主題醫(yī)學知識111 FT應用于每個頻率編碼列的數(shù)據(jù)，提取出信號的頻率成分，確定 相位編碼識別Y方向不同行的像素的位置，并將相位編碼方向進行FT，計算相應行的信號強度。但是MR對相應的識別有限，每次只識別一種相

55、位，所以要完成多行的數(shù)據(jù)采集，必須重復多次相位編碼及測量，得到每行每列體素的信號強度，以及相應的灰度值（即MR圖像），這是2D FT。 MRI中要求有多次的相位編碼，每次使用的相位編碼梯度的大小和持續(xù)時間都有一定改變。這些額外的相位編碼通常要求額外的RF脈沖激發(fā)，這些多次激發(fā)使MRI需要較長時間。磁共振成像主題醫(yī)學知識112 相位編碼識別Y方向不同行的像素的位置，并將相位編碼方向進行五、K-空間的概念 -空間：傅里葉頻率空間，是一個抽象的頻率空間，是一個以空間頻率為單位的空間坐標系所對應的頻率空間。 如果僅位于一個平面內，則K-空間為一個二維空間，用Kx和Ky代表兩個互相垂直方向的空間頻率。

56、如果位于三軸方向，則K-空間為一個三維空間，用Kx、Ky和Kz代表三個互相垂直方向的空間頻率。 磁共振成像主題醫(yī)學知識113五、K-空間的概念 -空間：傅里葉頻率空間，是一個抽象的 K-空間的每一點代表具有相同的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)大小代表信號強度。 FID信號是以單一拉莫頻率振動的信號，不具備空間位置信息，也就不具備信息。但使用了梯度場后，MR信號具備了空間位置信息，同時具備信息。 MR信號具有不同的 ，可放入K-空間不同位置的點上，K-空間每一點的灰度值代表具有一定的MR回波信號的強度，每個信號均來自于整個激發(fā)層面。MR信號填充到K-空間的位置（Kx和Ky值）由梯度GX和GY的大小及其作用時間決定。

57、根據(jù)K-空間中每一點的信號強度及其所在位置，最終重建成一幅MR圖像。 磁共振成像主題醫(yī)學知識114 K-空間的每一點代表具有相同的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)大小代表信號強度 K-空間每一點的信號對圖像的貢獻不一樣，K-空間中心部的信號具有較低的 ，主要決定圖像的對比；K-空間邊緣部分的信號具有較高的 ，主要決定圖像的分辨力。 K-空間中各點的數(shù)據(jù)是沿一定軌跡的順序填充的，這種按某種順序填充數(shù)據(jù)的方式稱為K-空間的軌跡（傅里葉線），K-空間的填充軌跡代表了成像中MR信號的采集過程。 磁共振成像主題醫(yī)學知識115 K-空間每一點的信號對圖像的貢獻不一樣，K-空間中心部的信 常規(guī)MRI大多使用2D FT的方法進行空

58、間編碼， 多采用直線填充軌跡，一個相位編碼周期填充一行，直到將K-空間中各點的數(shù)據(jù)填滿，所以K-空間的行數(shù)與相位編碼步數(shù)相同。磁共振成像主題醫(yī)學知識116 常規(guī)MRI大多使用2D FT的方法進行空間編碼，磁共振成像磁共振成像主題醫(yī)學知識117磁共振成像主題醫(yī)學知識117第五節(jié) 磁共振成像序列磁共振成像主題醫(yī)學知識118第五節(jié) 磁共振成像序列磁共振成像主題醫(yī)學知識118磁共振成像主題醫(yī)學知識119磁共振成像主題醫(yī)學知識119磁共振成像主題醫(yī)學知識120磁共振成像主題醫(yī)學知識120（一）脈沖序列 MR圖像對比度很大程度上取決于RF脈沖的發(fā)射方式和FID的讀取方式，與發(fā)射的射頻脈沖的形式和間隔，與選

59、擇的梯度磁場的引入方式，與選擇的空間分辨力等因素有關。 脈沖序列：為了不同成像目的而設計的一系列射頻脈沖和梯度脈沖。一、脈沖序列的基本概念磁共振成像主題醫(yī)學知識121（一）脈沖序列一、脈沖序列的基本概念磁共振成像主題醫(yī)學知識1（二）脈沖序列的主要成像參數(shù) 1脈沖序列的周期 磁共振成像主題醫(yī)學知識122（二）脈沖序列的主要成像參數(shù) 1脈沖序列的周期 磁共振成1脈沖序列的周期 SE序列：90RF脈沖激發(fā)1H，使置于B0中的MZ翻轉到XY平面，產生MXY。 RF脈沖中止后，開始T1弛豫和T2弛豫。 若在MXY尚未完全消失之前施加一個180RF脈沖（或復相梯度脈沖），使相位離散的質子群在XY平面相位重

60、新趨向一致( “復相”)，MXY由小變大，某一時刻達到最大值，此過程類似于使自旋的質子群被“反射”回XY平面，稱回波。啟動GZ、GY和GX用以空間定位，上述過程是脈沖序列的一個周期。磁共振成像主題醫(yī)學知識1231脈沖序列的周期 SE序列：90RF脈沖激發(fā)1H，使置于2主要成像參數(shù) 重復時間TR：從90脈沖開始至下一次90脈沖開始的時間間隔； 回波時間TE：激發(fā)脈沖與產生回波之間的間隔時間； 反轉時間TI ：初始180與90RF脈沖的間隔時間； 翻轉角：射頻脈沖發(fā)射后質子自旋翻轉角度。 磁共振成像主題醫(yī)學知識1242主要成像參數(shù) 重復時間TR：從90脈沖開始至下一二、自旋回波序列 （一）單回波S