西交生物医学工程专业课医学成像系统——白丽君教授——2022年

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思维导图作者为本科生水平有限,如有疏漏错误欢迎指正!!!

大纲

静磁场B0

第十节:MRI成像技术
        物理基础
            •  原子核的磁性(概念)
                自旋:以一定的频率绕着自己的轴进行高速旋转
核磁:带有正电荷的原子核自旋产生的磁场称为核磁

原子核的磁性—氢原子
                    简单性:氢原子核仅有一个质子不含中子
                    敏感性:磁化率能力最高对MR最具敏感性
                    广泛性:占活体组织原子数的 2/3,大部分位于生物组织的水和脂肪中
            •  静磁场与拉莫尔进动
                环形电流的磁矩
                磁矩与角动量的关系
                氢质子的磁化
                    外磁场B0内时,质子的自身磁场被强的B0规范,质子的南、北极向将被迫沿B0方向排列

拉莫尔进动
                    自旋系统的 Larmor 频率与外部磁场强度B0和旋磁比γ成线性关系
        •  核磁矩在磁场中的能量
            磁矩在静磁场中的能量等于在静磁场上方向上的投影与磁感应强度乘积的负值
            氢质子的两种取向
                上旋态:低能状态μz与B0方向一致 质子能量为负
                下旋态:高能状态μz与B0方向相反 质子能量为正

纵向磁化矢量
                所有置于B0内的质子,处于低能级的数目略多于高能级,其磁力没有抵消而得以保持(相差在十万分之七)
                这些质子排列方向相同,其μ矢量叠加,形成一个相应净宏观磁化矢量M0,该磁化矢量与B0方向(Z轴)相同,称 “纵向磁化矢量”或“纵向磁化强度”
            净磁化矢量M
                在平衡态时上旋态磁矩比例较下旋态多,两者的差即为剩余自旋,由剩余自旋产生的磁化矢量又称为净磁化矢量,也称为宏观磁化矢量M

自旋激励
            只要用于激励的射频脉冲的频率等于物质固有频率,就能产生共振现象。
            
        •  磁共振产生条件
            ①外力的频率与共振系统的固有频率相同;
            ②外力对系统作功,系统内能增加;
            ③外力停止后,系统释放能量。
            是利用射频脉冲RF对平衡态的自旋系统作功,使其吸收能量,射频停止后,系统释放能量

射频脉冲RF

第十节:MRI成像技术
        自旋激励
            只要用于激励的射频脉冲的频率等于物质固有频率,就能产生共振现象。
            
        •  磁共振产生条件
            ①外力的频率与共振系统的固有频率相同;
            ②外力对系统作功,系统内能增加;
            ③外力停止后,系统释放能量。
            是利用射频脉冲RF对平衡态的自旋系统作功,使其吸收能量,射频停止后,系统释放能量
    第十一节:磁共振成像基础2
    第十二节:磁共振成像基础
        •  主要射频脉冲及作用
            目前可供MRI系统使用的信号主要有三种形式,即FID(自由感应衰减)、SE(自旋回波)和GRE(梯度回波)。
            (对应后面脉冲序列)(可将脉冲序列相应的分为三大类)
            FID(自由感应衰减)产生过程
                90°射频脉冲停止后,磁化矢量发生弛豫,横向磁化矢量幅值按照指数规律自由衰减,接收线圈内感应出MR信号也呈现出按指数规律自由衰减,这个MR信号又称为FID信号
                静磁场B0始终存在
                加上射频脉冲RF(其磁场是B1)-->磁化矢量M倒向xy面
                    目标是测量人体静磁化矢量(宏观磁化矢量)
                        静磁场中质子以 larmor 频率进动
                        静磁场中的进动使得 MR 信号的测量成为可能
                        进动频率随局部磁场强度的变化而变化
                    B1场是一个旋转磁场,且频率等于拉莫尔频率。
                90°RF停止-->产生自由感应衰减FID
                    纵向Mz弛豫(增大),横向Mxy弛豫(衰减)
                不同组织差异的来源是弛豫时间不同
                
    第十三节:常用序列
        T时间参数之类
            TR重复时间:是指脉冲序列执行一次所需要的时间
            TE回波时间:是指产生宏观横向磁化矢量的脉冲中点到回波中点 磁化矢量的脉冲中点到回波中点的时间间隔
            TI反转时间:仅出现在具有180°反转预脉冲的脉冲序列中,这类序列有反转恢复序列、快速反转恢复序列、反转恢复EPI序列等。
            
        脉冲序列参数
            时间参数:主要包括重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间等
                TR重复时间:是指脉冲序列执行一次所需要的时间
                    TR的长度决定纵向磁化的恢复程度
                    在SE序列中TR即指相邻两个90°脉冲中点间的时间间隔;
                    在梯度回波TR是指相邻两个小角度脉冲中点 两个小角度脉冲中点之间的时间间隔;
                    在反转恢复序列和快速反转恢复序列中,TR是指相邻两个180°反转预脉冲中点间的时间间隔;
                    在单次激发序列(包括单次激发快速自旋回波和单次激发EPI)中,由于只有一个90°脉冲激发,TR等于无穷
                TE回波时间:是指产生宏观横向磁化矢量的脉冲中点到回波中点 磁化矢量的脉冲中点到回波中点的时间间隔
                    TE的长度决定了横向磁化的衰减程度
                    在SE序列中TE指90°脉冲中点到自旋回波中点的时间间隔。
                    在梯度回波中指小角度脉冲中点到梯度回波中点的时间间隔。
                TI反转时间:仅出现在具有180°反转预脉冲的脉冲序列中,这类序列有反转恢复序列、快速反转恢复序列、反转恢复EPI序列等。
                    一般把180°反转预脉冲中点到90°脉冲中点的时间间隔称为TI
            分辨率参数
                层厚
                    层面选择梯度场强和射频脉冲的带宽来决定的
                层间距
                    CT的层间距是指相邻的两个层面厚度中心的间距,如层厚和层间距均为1cm,实际上是一层接着一层,两层之间没有间隔。
                    MR成像时,如果层厚为1cm,层间距为0.5cm,则两层之间有厚度为0.5cm的组织没有成像
                    实际上扫描层面附近的 扫描层面附近的质子也会受到激励,这样就会造成层面之间的信号相互影响,我们把这种效应称为层间干扰(cross talk)或层间污染(cross contamination)。为了减少层间污染,二维MR成像时往往需要一定的层间距。

矩阵:指MR图像层面内行和列的数目,也就是频率编码和相位编码方向上的像素数目。
                    矩阵越大,成像体素越小,图像层面内的空间分辨力越高。

频率编码方向上的像素多少 频率编码方向上的像素多少不直接影响图像采集时间;而相位编码方向的像素数目决定于相位编码的步级数,因而数目越大,图像采集时间越长。
                视野:是指MR成像的实际范围,即图像区域在频率编码方向和相位编码
方向的实际尺寸
                    在矩阵不变的情况下,FOV越大,成像体素越大,图像层面内的空间分辨力降低。

矩形FOV:一般的FOV是正方形的,但有些解剖部位各方向径线是不同的
                    矩形FOV的短径只能选择在相位编码方向上
                    采用矩形FOV后,在空间分辨力保持不变的情况下,需要进行的相位编码步级数减少,因而采集时间成比例缩短
            其他参数
                偏转角度
                    偏转角度越小,所需要的能量越小,激发后组织纵向弛豫(释放能量)所需要的时间越短
                回波链长度ETL:指一次90°脉冲激发后所产生和采集的回波数目。
                    具有回波链的快速成像序列的采集时间缩短为原来的1/ETL,因此ETL也被称快速成像序列的时间因子。

有效回波时间effectiveTE:90°脉冲中点到填充K空间中央的那个回波中点的时间间隔称为有效TE
                    一次90°脉冲激发后有多个回波产生,分别填充在K空间的不同位置
                回波间隙ES
                    ES越小,整个回波链采集所需时间越少,可间接加快采集速度,提高图像的信噪比
        图像对比度与加权
            T1值和T1图像对比度:T1与NMR信号的对应关系用来显示两种组织的对比度,即T1对比度
                短T1就会表现出高信号
                选择在t = τ时进行采样,即可获得上述两种组织的最大T1对比度
            T2值和T2图像对比度:不同的组织具有不同的T2时间
                选择在t = TE时刻进行采样可以获得两种组织的最大T2对比度。

质子密度值与质子密度图像对比度:质子密度决定弛豫过程中纵向磁化的最大值M0。
            MRI图像的加权:调节TR、TE、TI或翻转角α等脉冲序列参数,就可达到在图像中突出某一对比度的目的。常将这样获得的图像称为加权像
                T1加权像:短TR(<500ms)和短TE(<25ms)
                    选取与组织T1接近的短TR,短T1组织幅度高
                    短TE,可忽略组织T2对回波的影响。
                    短TR与短TE,回波反映了不同组织的T1差别
                T2加权像长TR(1500~2500ms)和长TE(90~120ms)
                    回波信号与组织T1无关,只与组织T2相关。
                    延长TE,长T2组织与短T2组织的对比增加,TE足够长接近两个组织的T2时,对比最大
                质子密度加权像长TR(1500~2500ms)和短TE(15~25ms)
                    长TR可使组织的纵向磁化矢量在下个激励脉冲之前充分弛豫回波信号强度与组织T1无关,以削减T1对信号的影响。
                    选用比受检组织T2显著短的TE,回波强度与T2也无关。则回波仅与质子密度相关。

常规脉冲序列
            总的分类
                –FID类序列:SR部分饱和序列等,采集MR信号是FID信号
                –自旋回波类序列:包括常规的SE自旋回波序列,FSE快速自旋回波序列等,采集到的MR信号是利用180°复相脉冲产生的自旋回波,
                    反转恢复序列(IR):本质上也是一种自旋回波序列,但由于序列的特殊性及重要作用,因此将反转恢复类序列单独划分出来
                –梯度回波类序列:包括GRE常规梯度回波序列,采集到的MRI信号是利用读出梯度场切换产生的梯度回波。
                –杂合序列:采集到的MRI信号有两种以上的回波,通常是自旋回波和梯度回波,如快速自旋梯度回波序列和平面回波成像序列等。

FID类
                饱和恢复脉冲序列:使用90°脉冲使纵向磁化旋转进入x-y平面后系统饱和。再使用下一个90°脉冲不会产生信号
                    在饱和恢复中TR长,TE短,这样饱和恢复序列产生的图像是质子密度加权图像
                部分饱和脉冲序列:在90°脉冲后,等待一个较短时间,然后使用另一个90°脉冲。在90°RF脉冲后迅速进行测量接收到FID信号。

由于部分饱和恢复脉冲的TR短,TE短,所以产生T1加权图像
                    使用重复的脉冲信号激励可提高接收信号的信噪比,从而改善图像质量。
                    一般来说T1短的组织在图像中要比T1长的组织显得亮
            自旋回波类
                • 反转恢复 IR:磁化强度矢量M翻转至主磁场的反方向(-Z轴),而后Mz逐渐恢复
                    为抑制某组织信号提供了依据
                •  自旋回波序列SE/FSE
                    自旋回波能采集T1,T2,PD图像。
                    在临床上对于时间要求不高的T1的图像仍然在使用SE序列
                    自旋回波信号用来测定T2

•  GRE
                是快速扫描MRI技术,快的原因:
                    1。由于GRE序列没有使用180°RF脉冲,可以在短TR时间内进行从而节省了扫描时间。(比SE少一次脉冲)
                    2.而且GRE使用小章动角(<90°)
                使用小于90度的RF脉冲激发,采用短TR
                在GRE成像序列中,回波不是由180°RF脉冲形成的而是由频率编码梯度场极性反转形成的
                GRE激发脉冲发射后,梯度场施加而使散相,MR信号迅速消失,再施加一个强度相同时间相同而方向相反的梯度磁场,可使相位重聚而产生回波
                (确定是什么加权相)时间角度表
                • GRE 序列的优点:
                    1. 扫描速度快,对比度控制灵活。
                    2. GRE图像的对比度可以通过TR,TE和翻转角等参数调整
                    3. 通常是在保持短TR的情况下使用翻转角控制对比度
                    4. 与SE相比,受试者因射频脉冲引起的的能量沉积减小。
                    5. 可以进行流动血液的成像
                GRE 序列的缺点:
                    • 1.• 小翻转角和T2*驰豫使信号较弱且衰减很快因而SNR较低
                    对磁场不均匀和磁化效应很敏感,因而在铁质沉积部(如基底节、亚急性出血部位)和磁敏感系数差异较大的部位(如空气/组织骨/组织交界面)信号低。
                    • 2. 增加了对外磁场的敏感性和增大了磁化率伪影
            •  GRE与SE的区别
                l 使用小于90度的RF脉冲激发,采用短TR
                l 使用反转梯度取代180度复相脉冲

梯度磁场

第十一节:磁共振成像基础2
        •  三种梯度场与图像形成的关系
            梯度磁场
                作用是对信号进行空间位置编码,即进行层面选择、相位编码和频率编码
                梯度场是由梯度线圈产生的,沿z方向。沿某个方向的梯度场是Bz在该方向的改变率
                梯度场0-25mT/m比主磁场小两个数量级
            顺序:先Gz再Gy再Gx
            层面选择编码Gz
                选择不同层面
                    (a) 改变层面选择梯度的斜率
                    (b) 改变RF激励脉冲的带宽

垂直于Z轴的所有层面均有不同的共振频率,对每个层面(Z坐标一定),所有质子共振频率均相同(等自旋层),层面外的其他组织不被激励
                增大梯度可使层面变薄
                最大层面数目<TR/TE

频率编码Gx
                频率编码梯度场的作用是对信号进行空间定位是标记列与列之间频率与位置的关系
                频率编码梯度场一端自旋处于低频,另一端处于高频
                同一X位置的自旋质子具有相同的共振频率
            相位编码Gy
                相位编码梯度场的作用是改变不同频率回波信号的相位使质子轻微散相;信号散相程度与相位编码梯度场方向的坐标位置成正比,每个位置的相位改变是唯一的。相位编码梯度场越大,散相效应越明显
                采集时间=(TR)(#相位编码)(NEX)
                    频率编码方向上的像素多少 频率编码方向上的像素多少不直接影响图像采集时间;而相位编码方向的像素数目决定于相位编码的步级数,因而数目越大,图像采集时间越长。

同一Y位置的自旋质子具有相同的相位
            回波
                回波的形状是由所有前面使用的RF脉冲和梯度场中自旋的变化和频率编码梯度场决定的

回波的形状还受其它因素,如T1、T2和相对质子密度以及流动和固有磁化率等因素的影响。

整个信号的大小(回波的幅度)由前面使用的相位编码梯度场的幅度决定。
        •  扫描时间=TR*PE*NEX
        •  K空间特性
            相位编码梯度=K空间数据行数
            K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性
            (一)k空间位置与图像位置的关系
                k空间本身与病人的位置无直接关系,K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的
                k空间的每一条线都包含整个图像的信息。
                K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息
            (二)k 空间如何填充对图像外观有直接影响
                一TR填充k空间的一条线,频率读数后跟着执行一个相位编码,这样一条k空间的线填充完毕
                k空间上半部与下半部是共轭对称的
                高幅度相位编码梯度场的优点是增加了空间分辨力,
低幅度相位编码梯度场的优点是产生高信号,增加信噪比。
            (三) k空间中心包含最大信号原因
                1.中央列的信号有最大幅度。
                    左边列的点是信号最弱的点,散相最大。信号右边周围的大部分点也是最弱的点,是信号重聚后又散相的结果。
                2.中央行有最大幅度
                    因为此线是在没有相位编码梯度场产生更多的散相的条件下得到的
                高频
                    锐度
                    分辨率
                    图像细节
                低频
                    对比度
                    整个图像强度
                    广泛图像特征信息
                k空间中心有最大信号
                    因为中央行有最强的回波,而中央列有回波峰,所以k空间中心点包括最大信号幅度,即具有最大信噪比
                    K空间中心点代表所有点灰度均值
                中间行决定对比度,两侧行决定分辨率
                    填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比,
                    填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节
                NEX激励次数
                    k空间的尺寸(每步尺寸×步数)与空间分辨力成正比
                    相位编码梯度场的幅度差异与相位编码方向采集FOV成反比
                    相位编码步数越大,图像越锐利
                    1NEX要求填充全部k空间。
                    当只有部分k空间填充时,我们叫做部分NEX,常用的有0.75NEX或0.5NEX。(共轭对称性)
                    部分k空间得以填充,总的扫描时间缩短,但是信噪比会降低。
        填充部分k空间
            部分NEX(沿行)(应用k空间的共轭哈密顿特性)
                只进行一部分相位编码;剩下未完成k空间填充的编码和数据是利用数学方法进行补偿的。
                节省了TR的数目,从而节省了采集时间
            部分回波(沿列)(忽略部分k空间数据进行快速k空间数据采集)(同样依赖k空间共轭哈密顿特性)
                部分回波没有节省时间用于减少TR的数目,然而它没有得到每个全回波,只是得到回波的后半部分。回波时间TE缩短,因为激发和回波峰的间隔缩短
            部分回波的优点
                部分NEX由于信号平均次数较少不能产生足够高的信噪比,而部分回波采集了所有的回波而且回波时间短所以信噪比较高;
                因为大多数图像伪影(如流动和磁化伪影)在TE期间内传播,缩短TE可以减少图像伪影
    第十二节:磁共振成像基础
        •  三种梯度场的作用(与扫描参数间的关系)
            层面选择
                层厚dsl = Δw / (γH* Gsl* 2Π)
                层面厚度
                改变层厚或者选择不同层面有两种方法可以实现
                    (a) 改变层面选择梯度的斜率(常用)
                    (b) 改变RF激励脉冲的带宽
            相位编码和频率编码
                同一X位置的自旋质子具有相同的共振频率
                同一Y位置的自旋质子具有相同的相位
        •  K空间的重建过程
            列数=频率编码步Gx数
            行数=相位编码步Gy数
            
        •  K空间特性
            ①K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的,K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息。

②K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性。

③填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比,填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节
        视野FOV--从K空间来看
            
            K空间整体小(压缩)-相位、频率编码步少-空间分辨率低-体素大
            K空间整体大-相位、频率编码步多-空间分辨率高-体素小
        SNR --从K空间来看
            
            分辨率正比于噪声数量
            空间分辨率降低,SNR提高,时间缩短(空间分辨率降高,SNR降低,时间加长)

MR信号

第十节:MRI成像技术
        •  磁共振产生条件
            ①外力的频率与共振系统的固有频率相同;
            ②外力对系统作功,系统内能增加;
            ③外力停止后,系统释放能量。
            是利用射频脉冲RF对平衡态的自旋系统作功,使其吸收能量,射频停止后,系统释放能量
        •  弛豫过程(定义与影响因素,计算公式)
            射频磁场作用停止后,磁场强度会从偏离热平衡状态的方向逐渐恢复到平衡状态的方向,这个过程称为磁化强度的弛豫过程
            T1和T2分别决定纵向( 由最小恢复到原来大小)和横向弛豫( 由最大逐步消失)时间常数。
            纵向弛豫
                经过t= T1时刻后, Mz已恢复至其稳态值 的63%,经过t=3T1 时刻后,Mz 已恢复至稳态值的95%弛豫过程基本完成。
                关闭射频脉冲后高能态自旋必须通过有效的途径将能量传递至周围环境(晶格)中去。自旋的质子恢复到最低能量状态。故又称其为自旋―晶格弛豫
            横向弛豫
                经过t=T2 时刻后, Mxy已衰减至其初始值的37%,经过t=3T2时刻后, Mxy已衰减至最大值的5%弛豫过程基本完成。
                横向弛豫过程是自旋-自旋作用和静磁场的非均匀性共同引起的
                失相:相位分布不均匀的自旋核逐步散开最后形成自旋核相位的均匀分布,因此X-Y平面内的净磁场减小直到趋于零
                    由于自旋-自旋相互作用造成质子自旋的磁场的均匀性差异
                    由于外磁场的不均匀性->T2*(有效T2弛豫)
                        T2* 衰减造成信号损失

•  自由感应衰减FID:磁化强度矢量M在自由旋进下所产生的MR信号
            自由感应衰减的2个原因
                原因一是组成磁化强度的原子核,彼此之间的相互作用,即自旋—自旋相互作用;
                原因二是非均匀的静磁场的作用,使得各原子核受到的作用磁场不同,因此共振频率不同,并产生相位差。这相位差随时间而增加,使众核磁矩的水平分量相互抵消,磁化强度的水平分量为零。
        •  自旋回波Spin-Echo(原因)(看手写)
            时间上看,这个磁共振信号和自由感应衰减信号对180°射频脉冲的时间间隔是相等的,这个磁共振信号就像是自由感应衰减信号产生的回波,叫做自旋回波信号
    第十一节:磁共振成像基础2
        回波
            回波的形状是由所有前面使用的RF脉冲和梯度场中自旋的变化和频率编码梯度场决定的

回波的形状还受其它因素,如T1、T2和相对质子密度以及流动和固有磁化率等因素的影响。

整个信号的大小(回波的幅度)由前面使用的相位编码梯度场的幅度决定。
        •  K空间特性
            相位编码梯度=K空间数据行数
            K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性
            (一)k空间位置与图像位置的关系
                k空间本身与病人的位置无直接关系,K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的
                k空间的每一条线都包含整个图像的信息。
                K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息
            (二)k 空间如何填充对图像外观有直接影响
                一TR填充k空间的一条线,频率读数后跟着执行一个相位编码,这样一条k空间的线填充完毕
                k空间上半部与下半部是共轭对称的
                高幅度相位编码梯度场的优点是增加了空间分辨力,
低幅度相位编码梯度场的优点是产生高信号,增加信噪比。
            (三) k空间中心包含最大信号原因
                1.中央列的信号有最大幅度。
                    左边列的点是信号最弱的点,散相最大。信号右边周围的大部分点也是最弱的点,是信号重聚后又散相的结果。
                2.中央行有最大幅度
                    因为此线是在没有相位编码梯度场产生更多的散相的条件下得到的
                高频
                    锐度
                    分辨率
                    图像细节
                低频
                    对比度
                    整个图像强度
                    广泛图像特征信息
                k空间中心有最大信号
                    因为中央行有最强的回波,而中央列有回波峰,所以k空间中心点包括最大信号幅度,即具有最大信噪比
                    K空间中心点代表所有点灰度均值
                中间行决定对比度,两侧行决定分辨率
                    填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比,
                    填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节
                NEX激励次数
                    k空间的尺寸(每步尺寸×步数)与空间分辨力成正比
                    相位编码梯度场的幅度差异与相位编码方向采集FOV成反比
                    相位编码步数越大,图像越锐利
                    1NEX要求填充全部k空间。
                    当只有部分k空间填充时,我们叫做部分NEX,常用的有0.75NEX或0.5NEX。(共轭对称性)
                    部分k空间得以填充,总的扫描时间缩短,但是信噪比会降低。
        填充部分k空间
            部分NEX(沿行)(应用k空间的共轭哈密顿特性)
                只进行一部分相位编码;剩下未完成k空间填充的编码和数据是利用数学方法进行补偿的。
                节省了TR的数目,从而节省了采集时间
            部分回波(沿列)(忽略部分k空间数据进行快速k空间数据采集)(同样依赖k空间共轭哈密顿特性)
                部分回波没有节省时间用于减少TR的数目,然而它没有得到每个全回波,只是得到回波的后半部分。回波时间TE缩短,因为激发和回波峰的间隔缩短
            部分回波的优点
                部分NEX由于信号平均次数较少不能产生足够高的信噪比,而部分回波采集了所有的回波而且回波时间短所以信噪比较高;
                因为大多数图像伪影(如流动和磁化伪影)在TE期间内传播,缩短TE可以减少图像伪影
    第十二节:磁共振成像基础
        目前可供MRI系统使用的信号主要有三种形式,即FID(自由感应衰减)、SE(自旋回波)和GRE(梯度回波)。
            (对应后面脉冲序列)(可将脉冲序列相应的分为三大类)
        •  K空间的重建过程
            列数=频率编码步Gx数
            行数=相位编码步Gy数
            
        •  K空间特性
            ①K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的,K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息。

②K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性。

③填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比,填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节
        视野FOV--从K空间来看
            
            K空间整体小(压缩)-相位、频率编码步少-空间分辨率低-体素大
            K空间整体大-相位、频率编码步多-空间分辨率高-体素小
        SNR --从K空间来看
            分辨率正比于噪声数量
            空间分辨率降低,SNR提高,时间缩短(空间分辨率降高,SNR降低,时间加长)
    第十三节:常用序列
        区分SE(自旋回波)和SE序列(自旋回波脉冲序列)
            SE:相对于第一个射频脉冲(RF pulse)激发后立刻出现的自由感应衰减(FID),自旋回波SE是通过第二个射频脉冲之后,将失相的磁化向量重新聚焦(refocus)而长回来的信号。
            SE序列自旋回波也是一大类磁振脉冲序列的总称

•  MRI图像的形成
    位于静磁场中的样品受到射频场(RF)的作用产生核磁共振信号, 并利用梯度磁场(简称梯度场)进行空间编码实现对信号的定位从而得到图像
    质子密度像
    横向弛豫时间T1像
    纵向弛豫时间T2像
    加权像
    联系
        脉冲序列的构成
一般脉冲序列的一个周期中包括射频脉冲、梯度脉冲和MR信号采集。射频脉冲包含用以激发氢质子的激发脉冲、使质子群相位重聚的复相脉冲以及反转恢复序列等;梯度脉冲包括层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度(也称读出编码),用以空间定位;形成的MR信号也称为回波。完成一个层面的扫描和信号数据采集需要重复多个周期。
        层面选择梯度一般配合射频脉冲达到一个对于某一层面的精准选择。
        打开层面选择梯度,然后再使用90°射频激发脉冲,可以选择性地激发某一层面,这就是层面选择梯度场的作用。
        梯度场的第一个主要作用是空间定位。可以叫做空间定位梯度模块。
        频率编码梯度除了进行空间定位的作用,本身也可以重聚信号,也就是说频率编码梯度的另外一个作用就是读出信号。
    时序图
        第一行是射频脉冲,例如SE序列的射频脉冲由多次重复的90°脉冲和后随的180°脉冲构成。
        第二行是层面选择梯度场,在90°脉冲和180°脉冲时施加。
        第三行是相位编码梯度场,在90°脉冲后180°脉冲前施加。
        第四行是频率编码梯度场 频率编码梯度场,必须在回波SE产生的过程中施加。
        第五行是MR信号,SE序列中90°脉冲后将产生一个最大的宏观横向磁化矢量,由于主磁场的不均匀和组织的T2弛豫的双重作用,宏观横向磁化矢量呈指数式衰减,表现为MR信号很快减弱,这种信号变化方式即自由感应衰减(FID)。由于180°脉冲的聚相位作用,在TE时刻将产生一个自旋回波SE
    一般的脉冲序列由五个部分构成,即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度、频率编码梯度场及MR信号
    一般的脉冲序列由五个部分构成,即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度、频率编码梯度场及MR信号

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