核磁共振成像(共24張PPT)

核磁共振成像

實(shí)驗(yàn)的研究北京大學(xué)物理學(xué)院01級(jí)彭培芝臧充之 指導(dǎo)教師：張潔天呂斯驊第1頁(yè)，共24頁(yè)。成像原理與編碼過(guò)程梯度磁場(chǎng)與空間編碼單脈沖頻率編碼二維自旋回波編碼成像二維圖像處理第2頁(yè)，共24頁(yè)。對(duì)二維成像的一些研究成像位置和方向的確定選片位置與選片厚度成像的空間分辨率T1T2加權(quán)成像幾種生物樣品成像的分析第3頁(yè)，共24頁(yè)。梯度磁場(chǎng)與空間編碼X方向：選片在x方向加一個(gè)與B0方向相同的線性梯度場(chǎng)Gx

ω(x1)=γB(x1)

=γ(B0+Gx·x1)第4頁(yè)，共24頁(yè)。梯度磁場(chǎng)與空間編碼Y方向：頻率編碼在y方向加一梯度為Gy的梯度場(chǎng)

ω=ω(x1)+γGy·y

=ω(x1)+ω(y)Z方向：相位編碼

ω=ω(x1)+γGz·z

=ω(x1)+ω(z)經(jīng)過(guò)tz時(shí)間后所有核附加了一個(gè)與z有關(guān)的初位相Φ(z)Φ(z)=ω(z)tz

對(duì)時(shí)域回波信號(hào)進(jìn)行二維FFT就得到二維平面的NMR圖像第5頁(yè)，共24頁(yè)。單脈沖頻率編碼第6頁(yè)，共24頁(yè)。在y方向加一梯度為Gy的梯度場(chǎng)重離子物理研究所的俎棟林老師慷慨惠贈(zèng)了他編寫(xiě)的《核磁共振成像學(xué)》內(nèi)部教材供我們學(xué)習(xí)參考。ω=ω(x1)+γGz·z=ω(x1)+ω(z)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室的老師們慷慨提供了辦公室里的植物給我們做實(shí)驗(yàn)樣品。y方向頻率編碼投影圖重離子物理研究所的俎棟林老師慷慨惠贈(zèng)了他編寫(xiě)的《核磁共振成像學(xué)》內(nèi)部教材供我們學(xué)習(xí)參考。y方向頻率編碼投影圖經(jīng)過(guò)tz時(shí)間后所有核附加了一個(gè)與z有關(guān)的初位相Φ(z)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室的老師們慷慨提供了辦公室里的植物給我們做實(shí)驗(yàn)樣品。z方向頻率編碼投影圖圖像顯示方向：儀器放置方向旋轉(zhuǎn)90°自旋回波成像信號(hào)強(qiáng)度的依賴(lài)關(guān)系北京泰杰磁電技術(shù)研究所的夏老師在我們接觸實(shí)驗(yàn)早期給我們進(jìn)行了認(rèn)真指導(dǎo)。二維成像學(xué)方面，各個(gè)參數(shù)對(duì)成像效果的影響沒(méi)有一一加以定量測(cè)量，有待進(jìn)一步研究后加以把握。在y方向加一梯度為Gy的梯度場(chǎng)兩個(gè)方向上的頻率編碼投影圖y方向頻率編碼投影圖z方向頻率編碼投影圖第7頁(yè)，共24頁(yè)。自旋回波頻率編碼第8頁(yè)，共24頁(yè)。自旋回波成像第9頁(yè)，共24頁(yè)。二維圖像處理第10頁(yè)，共24頁(yè)。z方向頻率編碼投影圖開(kāi)發(fā)更多種脈沖序列和成像編碼方式，將能更為深入地研究NMRI的物理過(guò)程，以適應(yīng)不同樣品的成像需求。自旋回波成像信號(hào)強(qiáng)度的依賴(lài)關(guān)系幾種生物樣品成像的分析z方向頻率編碼投影圖選片厚度：默認(rèn)值為3mmω=ω(x1)+γGy·y=ω(x1)+ω(y)梯度脈沖發(fā)生器偶有故障=γ(B0+Gx·x1)對(duì)時(shí)域回波信號(hào)進(jìn)行二維FFT就得到二維平面的NMR圖像經(jīng)過(guò)tz時(shí)間后所有核附加了一個(gè)與z有關(guān)的初位相Φ(z)經(jīng)過(guò)tz時(shí)間后所有核附加了一個(gè)與z有關(guān)的初位相Φ(z)二維成像學(xué)方面，各個(gè)參數(shù)對(duì)成像效果的影響沒(méi)有一一加以定量測(cè)量，有待進(jìn)一步研究后加以把握。成像位置與選片厚度成像位置：樣品入口以下167~170mm（磁場(chǎng)均勻區(qū)在磁場(chǎng)區(qū)域的幾何中心）圖像顯示方向：儀器放置方向旋轉(zhuǎn)90°選片厚度：默認(rèn)值為3mm第11頁(yè)，共24頁(yè)。成像的空間分辨率1~2mm第12頁(yè)，共24頁(yè)。T1T2加權(quán)成像的原理自旋回波成像信號(hào)強(qiáng)度的依賴(lài)關(guān)系兩個(gè)參數(shù)：回波時(shí)間TE

重復(fù)時(shí)間TR

TR>>T1,T2加權(quán)

TE<<T2,T1加權(quán)實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)D0第13頁(yè)，共24頁(yè)。加權(quán)成像D0=10msD0=50msD0=100msD0=500msD0=2000ms第14頁(yè)，共24頁(yè)。幾種生物樣品的成像植物A莖樣品第15頁(yè)，共24頁(yè)。幾種生物樣品的成像植物B莖樣品D0=10msD0=100msD0=2000ms第16頁(yè)，共24頁(yè)。幾種生物樣品的成像植物C莖樣品D0=10msD0=10msD0=100msD0=100msD0=2000msD0=2000ms第17頁(yè)，共24頁(yè)。幾種生物樣品的成像植物D莖樣品D0=100msD0=500msD0=2000ms第18頁(yè)，共24頁(yè)。幾種生物樣品的成像動(dòng)物樣品——雞翅的骨頭第19頁(yè)，共24頁(yè)。小結(jié)對(duì)NMRI的生成過(guò)程（空間編碼）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，對(duì)空間編碼等有了深入認(rèn)識(shí)對(duì)成像儀系統(tǒng)的若干性能進(jìn)行了研究：標(biāo)定成像位置，測(cè)定成像空間分辨率，初步研究選片方式、工作參數(shù)對(duì)成像效果的影響重點(diǎn)進(jìn)行了T1和密度加權(quán)像的實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些生物樣品進(jìn)行了成像觀察第20頁(yè)，共24頁(yè)。存在的問(wèn)題核磁共振的共振頻率對(duì)成像效果的影響信號(hào)中的一些噪音不能解釋可以避免共振頻率影響的雙相位編碼成像方式?jīng)]有成功影響成像效果的眾多參數(shù)沒(méi)有一一定量研究梯度脈沖發(fā)生器偶有故障成像效率的問(wèn)題第21頁(yè)，共24頁(yè)?？偨Y(jié)和展望由于時(shí)間的關(guān)系，我們對(duì)核磁共振成像實(shí)驗(yàn)的研究還很初步，僅初步把握了系統(tǒng)的基本原理和工作性能。一維波譜學(xué)方面，測(cè)定馳豫時(shí)間T1T2的方法、脈沖序列設(shè)置、數(shù)據(jù)處理程序有待改進(jìn)。二維成像學(xué)方面，各個(gè)參數(shù)對(duì)成像效果的影響沒(méi)有一一加以定量測(cè)量，有待進(jìn)一步研究后加以把握。系統(tǒng)磁場(chǎng)的均勻區(qū)和均勻度如果可以進(jìn)一步提高，就可以觀察到化學(xué)位移現(xiàn)象，還可以減少對(duì)樣品的限制。開(kāi)發(fā)更多種脈沖序列和成像編碼方式，將能更為深入地研究NMRI的物理過(guò)程，以適應(yīng)不同樣品的成像需求。需要尋找更典型的生物樣品，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在現(xiàn)有這個(gè)小尺度和高精度上開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究的優(yōu)勢(shì)。第22頁(yè)，共24頁(yè)。致謝

一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，張潔天老師始終給我們悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)心，呂斯驊老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多次了解我們的學(xué)習(xí)情況并給予了悉心指導(dǎo)，還指出了我們實(shí)驗(yàn)中的很多問(wèn)題。感謝兩位老師！北京泰杰磁電技術(shù)研究所的夏老師在我們接觸實(shí)驗(yàn)早期給我們進(jìn)行了認(rèn)真指導(dǎo)。華東師范大學(xué)物理系的李鯁穎老師兩度來(lái)京期間都對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)給予了大量指導(dǎo)，并解答了我們的很多疑問(wèn)。重