醫(yī)學(xué)成像技術(shù)課件-MRI

MedicalImagingTechnology磁共振成像（－）核磁共振現(xiàn)象復(fù)習(xí)自由感應(yīng)衰減信號梯度和梯度磁場MRI的空間定位二維傅立葉變換圖像重建MedicalImagingTechnology核磁共振現(xiàn)象復(fù)習(xí)核磁共振信號產(chǎn)生三個基本條件：1．能夠產(chǎn)生共振躍遷的原子核；2．恒定的靜磁場（外磁場、主磁場）；3．產(chǎn)生一定頻率電磁波的交變磁場(射頻磁場)。“核”：共振躍遷的原子核“磁”：主磁場和射頻磁場“共振”：當(dāng)射頻磁場的頻率與原子核進(jìn)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。

MedicalImagingTechnology核磁共振現(xiàn)象復(fù)習(xí)v:進(jìn)動頻率（Larmor頻率），Hzγ：旋磁比，Hz/TB0：外磁場強(qiáng)度,T對于1H，當(dāng)B0＝1T時，v約為42.5MHZLarmor方程MedicalImagingTechnology核磁共振現(xiàn)象復(fù)習(xí)MedicalImagingTechnology核磁共振現(xiàn)象復(fù)習(xí)MedicalImagingTechnology核磁共振現(xiàn)象復(fù)習(xí)MedicalImagingTechnology自由感應(yīng)衰減信號線圈接收到的電勢V的大小與MXY成正比，并且以Larmor頻率振蕩變化。MedicalImagingTechnology自由感應(yīng)衰減信號FID信號的強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減，強(qiáng)度的大小與T1、T2以及組織的質(zhì)子密度有關(guān)，F(xiàn)ID信號是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、刺激回波信號等等，這些信號需要使用特定的射頻脈沖和梯度脈沖。

MedicalImagingTechnology梯度和梯度磁場按B0方向，MRI磁體分縱向磁場磁體和橫向磁場磁體，超導(dǎo)磁體都采用縱向磁場?？v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(dāng)右手的四個手指從正向X軸以90°轉(zhuǎn)向正向Y軸時，大拇指的指向是Z軸正向。坐標(biāo)原點(diǎn)移至磁體中心得到MRI系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。

MRI系統(tǒng)的坐標(biāo)系MedicalImagingTechnology梯度和梯度磁場梯度梯度磁場MedicalImagingTechnology梯度和梯梯度磁場場梯度場單單位長度度上的磁磁場是線線性遞增增的。根據(jù)ω0=γB0，改變B0可改變ω0。也就是如如果能使使掃描平平面上每每一點(diǎn)具具有不同同的B0，人體不不同部分分受激發(fā)發(fā)的原子子核將在在不同頻頻率下共共振。這一點(diǎn)用用來編碼碼受激原原子核的的空間信信息(空空間定位位)。MedicalImagingTechnology梯度和梯梯度磁場場在B0上上疊加一一個變化化小磁場場ΔB梯梯度磁場場，使成成像層面面上各處處的磁場場改變。。為得到任任意層面面的空間間信息，，MRI系統(tǒng)在在X，Y，Z三三個方向向均使用用梯度磁磁場GX、GY和GZ梯度。。GX、GY和GZ分別別由互相相垂直的的三組梯梯度線圈圈產(chǎn)生。。掃描時時，它們們所產(chǎn)生生的梯度度場ΔB與B0疊加后后共同作作用于相相關(guān)的體體素。梯梯度線圈圈作用是是動態(tài)地地修改B0。MedicalImagingTechnology梯度和梯度磁磁場例：B0=1.0T，，ΔB=10mT/m，B0和ΔB的疊加情況：：假如成像區(qū)域域?yàn)棣?0cm，由于梯梯度場ΔB的作用，這時時在磁體中心心兩側(cè)(選層層方向)產(chǎn)生生±2.5mT的場強(qiáng)變變化，使其總總場強(qiáng)分別變變?yōu)?.9975T和1.0025T，這一微微小差別足以以使其共振頻頻率發(fā)生顯著著變化。正向的梯度場場使相應(yīng)坐標(biāo)標(biāo)軸正向上的的磁場線性增增加、負(fù)向上上的磁場線性性減小，磁場場中心的場強(qiáng)強(qiáng)不變。如施加正向的的Z梯度GZ，意味著使使磁體前方場場強(qiáng)增加，使使磁體后方場場強(qiáng)減弱，磁磁體中心場強(qiáng)強(qiáng)不變。MedicalImagingTechnologyMRI的空間間定位MR成像過程程中，來自每每個體素的MR信號必須須同其他體素素的信號相分分離，方可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)像像素的亮度信信號。一般先通過層面選擇和空空間編碼兩個步驟來建建立體素的空空間坐標(biāo)，然然后才能重建建圖像。MRI空間坐坐標(biāo)建立是由由三個梯度磁磁場來實(shí)現(xiàn)。。MedicalImagingTechnology斷層選擇層面選擇是通通過三個梯度度的不同組合合來實(shí)現(xiàn)的。。如果是任意意斜面成像，，層面的確定定要兩個或三三個梯度的共共同作用。在Z向施加GZ后，沿Z軸各層面上上質(zhì)子的旋進(jìn)進(jìn)頻率：ωZ=γ(B0+ZGZ)ωZ為Z坐標(biāo)標(biāo)的函數(shù)，即即垂直于Z軸軸的所有層面面均有不同的的共振頻率，，對每個層面面來說，層面面(等自旋面面)內(nèi)所有質(zhì)質(zhì)子的共振頻頻率均相同。。脈寬越小，帶帶寬越大，有有可能選中多多個層面甚至至所有層面，，必須選用窄窄帶脈沖進(jìn)行行激發(fā)，才能能實(shí)現(xiàn)每次只只激發(fā)一層的的選層的目的的。MedicalImagingTechnology斷層選擇靜磁場z軸梯度開開啟0.5T線性梯度場(zaxis)通過輕微改變變磁場強(qiáng)度來來加快或減慢慢質(zhì)子的進(jìn)動動頻率MedicalImagingTechnology相位編碼相位編碼前當(dāng)射頻停止，，質(zhì)子幾乎在在同一相位MedicalImagingTechnology相位編碼相位編碼施加的相位梯梯度改變了磁磁場強(qiáng)度，進(jìn)進(jìn)而改變了進(jìn)進(jìn)動的頻率，，質(zhì)子以不同同頻率進(jìn)動。。MedicalImagingTechnology相位編碼相位編碼后如果梯度關(guān)斷斷，質(zhì)子又會會以相同頻率率進(jìn)動。MedicalImagingTechnology相位編碼同相梯度開啟梯度關(guān)斷90°pulseaa,b,c,dcdabcdabcdabcda,b,c,db“相位記憶”相位記憶MedicalImagingTechnology頻率編碼ZYXx軸梯度開啟MedicalImagingTechnologyMRI的空間間定位選層相位編碼（x）頻率編碼（y）相位編碼后（（x）MedicalImagingTechnologyMRI的空間間定位GradientSlicePlaneSlicePhaseFrequencyXYZXorYYorXXZYXorZZorXYZXYorZZorY脈沖時序MedicalImagingTechnology一維傅立葉變變換MedicalImagingTechnology一維傅立葉變變換幅度/時間間轉(zhuǎn)換為幅度度/頻率，，即時域變?yōu)闉轭l域時間頻率單個頻率單峰兩種頻率兩個峰MedicalImagingTechnology多次相位編碼碼在每個數(shù)據(jù)采采集周期中，，相位編碼梯梯度只是瞬間間接通，總是是工作于脈沖沖狀態(tài)。有多少個數(shù)據(jù)據(jù)采集周期，，該梯度就接接通多少次，，梯度脈沖的的幅度變化多多少次(每次施加時時采用的梯度度值均不同)。相位編碼梯度度的一次變化化稱一個相位位編碼步(phaseencodingstep)。。128×128的圖像需需要128個個相位編碼步步才能完成。。梯度值是逐次次等刻度遞增增的。MedicalImagingTechnology二維傅立葉變變換圖像重建建MedicalImagingTechnology二維傅立葉變變換圖像重建建MedicalImagingTechnology二維傅立葉變變換圖像重建建MedicalImagingTechnology二維傅立葉變變換圖像重