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磁共振成像基本原理刘淼医学影像科MRI基本原理难以理解非常重要非常重要学习学习MRIMRI前应该掌握的知识前应该掌握的知识 电学电学电学电学 磁学磁学磁学磁学 量子力学量子力学量子力学量子力学 高等数学高等数学高等数学高等数学初中数学初中物理加减乘除平方开方磁共振成像基本原理一个放射科医生对磁共振成像的理解一、一、MRIMRI扫描仪的扫描仪的基本硬件构成基本硬件构成 一般的一般的MRIMRI仪由以下几部分组成仪由以下几部分组成 主磁体主磁体主磁体主磁体 梯度线圈梯度线圈梯度线圈梯度线圈 脉冲线圈脉冲线圈脉冲线圈脉冲线圈 计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统 其他辅助设备其他辅助设备其他辅助设备其他辅助设备1 1、主磁体、主磁体分类磁场强度磁场均匀度MRI按磁场产生方式分类永磁电磁常导超导主磁体0.35T 0.35T 永磁磁体永磁磁体1.5T 1.5T 超导磁体超导磁体按磁体的外形可分为 开放式磁体开放式磁体 封闭式磁体封闭式磁体 特殊外形磁体特殊外形磁体OpenMark 3000OpenMark 3000MR按主磁场的场强分类 MRIMRI图像信噪比与主磁场场强成正比图像信噪比与主磁场场强成正比低场:小于0.5T中场：0.5T1.0T高场:1.0T2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）高斯（gauss,G）。Gauss(1777-1855)1 1高斯为距离高斯为距离5 5安培电流的直导线安培电流的直导线1 1厘米处检测到的磁场强度厘米处检测到的磁场强度德国著名数学家，于德国著名数学家，于18321832年首次测量了地球的磁场。年首次测量了地球的磁场。5 5安培安培1厘米1 1高斯高斯地球的磁场强度分布图特斯拉（特斯拉（Tesla,TTesla,T）Nikola Tesla(1857-Nikola Tesla(1857-1943),1943),奥地利电器工程奥地利电器工程师，物理学家，旋转磁师，物理学家，旋转磁场原理及其应用的先驱场原理及其应用的先驱者之一。者之一。1 T=10000G 主磁场的均匀度 MRIMRI要求磁场高度均匀，要求磁场高度均匀，?空间定位需要空间定位需要 频谱分析（各种代谢物之间的共振频率相差极小）频谱分析（各种代谢物之间的共振频率相差极小）脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共振频率很接近）脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共振频率很接近）50厘米球表面均匀度应该控制在3 PPM45厘米球体均匀度可控制在1 PPM磁场均匀度-频率半高宽2 2、梯度线圈、梯度线圈 作用：作用：作用：作用：空间定位空间定位空间定位空间定位 产生信号产生信号产生信号产生信号 其他作用其他作用其他作用其他作用 梯度线圈性能的梯度线圈性能的梯度线圈性能的梯度线圈性能的提高提高提高提高 磁共振磁共振磁共振磁共振成成成成 像速度加快像速度加快像速度加快像速度加快 没有梯度磁场的没有梯度磁场的没有梯度磁场的没有梯度磁场的进步就没有快速、进步就没有快速、进步就没有快速、进步就没有快速、超快速成像技术超快速成像技术超快速成像技术超快速成像技术梯度、梯度磁场梯度磁场的产生Z Z轴方向梯度磁场的产轴方向梯度磁场的产 生生X X、Y Y、Z Z轴上梯度磁场的产生轴上梯度磁场的产生梯度线圈性能指标梯度场强 25/60mT/m切换率 120/200mT/m.ms有效梯度场长度有效梯度场长度50 cm50 cm梯度两端磁梯度两端磁场强度差值场强度差值梯度场中点梯度场中点梯度场强（梯度场强（mT/MmT/M）梯度场两端的磁场强度差值）梯度场两端的磁场强度差值/梯度场的长度梯度场的长度 1000mT1000mT1010mT1010mT990mT990mT梯度场强（梯度场强（1010mT-990mT1010mT-990mT）/0.5 M=/0.5 M=40 mT/M40 mT/M 1000mT1000mT梯度场强梯度场强爬升时间爬升时间切换率梯度场预定强度切换率梯度场预定强度/爬升时间爬升时间3 3、脉冲线圈、脉冲线圈 脉冲线圈的作用脉冲线圈的作用脉冲线圈的作用脉冲线圈的作用 如同无线电波的天线如同无线电波的天线如同无线电波的天线如同无线电波的天线 激发人体产生共振（广播电台激发人体产生共振（广播电台激发人体产生共振（广播电台激发人体产生共振（广播电台的发射天线）的发射天线）的发射天线）的发射天线）采集采集采集采集MRMRMRMR信号（收音机的天线）信号（收音机的天线）信号（收音机的天线）信号（收音机的天线）脉冲线圈的分类 按作用分两类按作用分两类 激发并采集激发并采集MRIMRI信号（体线圈）信号（体线圈）仅采集仅采集MRIMRI信号，激发采用体线圈进行信号，激发采用体线圈进行（绝大多数绝大多数表面线圈表面线圈）按与检查部位的关系分体线圈表面线圈第一代为线性极化表面线圈第一代为线性极化表面线圈第二代为圆形极化表面线圈第二代为圆形极化表面线圈第三代为圆形极化相控阵线圈第三代为圆形极化相控阵线圈第四代为一体化全景相控阵线圈第四代为一体化全景相控阵线圈接收线圈与MRI图像SNR密切相关接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强线圈内体积越小，所接收到的噪声越低线圈内体积越小，所接收到的噪声越低3D-FFE3D-FFEMatrix 512512Matrix 512512FOV 2.5cmFOV 2.5cm利用2.3cm显微线圈采集的指纹MR图像4 4、计算机系统及谱仪、计算机系统及谱仪数据的运算数据的运算控制扫描控制扫描显示图像显示图像5 5、其他辅助设备、其他辅助设备空调空调检查台检查台激光照相机激光照相机液液氦氦及及水水冷冷却系统却系统自自动动洗洗片片机机等等二、二、MRIMRI的物理学原理的物理学原理1 1、人体、人体MRMR成像的物质基础成像的物质基础 原子的结构原子的结构原子的结构原子的结构电子：负电荷电子：负电荷中子：无电荷中子：无电荷质子：正电荷质子：正电荷原子核总是绕着自身的轴旋转原子核总是绕着自身的轴旋转原子核总是绕着自身的轴旋转原子核总是绕着自身的轴旋转自旋自旋 (Spin(Spin)地球自转产生磁场地球自转产生磁场 原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生自旋(Spin)原子核的质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为原子核的质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为核磁核磁，因而以前，因而以前把磁共振成像称为把磁共振成像称为核磁共振成像核磁共振成像（NMRINMRI）。）。自旋与核磁地磁、磁铁、核磁示意图原子核自旋产生核磁核磁就是原子核自旋产生的磁场非常重要所有的原子核都可产生核磁吗？质子为偶数质子为偶数，中子为偶数，中子为偶数质子为奇数质子为奇数，中子为奇数，中子为奇数质子为奇数质子为奇数，中子为偶数，中子为偶数质子为偶数质子为偶数，中子为奇数，中子为奇数产生核磁产生核磁不产生核磁不产生核磁用于人体MRI的为1H（氢质子），原因有：1、1H的磁化率很高；2、1H占人体原子的绝大多数。通常所指的MRI为氢质子的MR图像。何种原子核用于人体MR成像？人体元素人体元素1 1H H14N31P13C23Na39K17O2H19F摩尔浓度摩尔浓度99.01.60.350.10.0780.0450.0310.0150.0066相对磁化率相对磁化率1.00.0830.0660.0160.0930.00050.0290.0960.83人体内有无数个氢质子（每毫升水含氢质子31022）每个氢质子都自旋产生核磁现象人体象一块大磁铁吗？通常情况下人体内氢质子的核磁状态通常情况下人体内氢质子的核磁状态通常情况下，尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场，但呈通常情况下，尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场，但呈随机无序随机无序排列，排列，磁化矢量相互抵消，人体磁化矢量相互抵消，人体并不表现出宏观磁化矢量。并不表现出宏观磁化矢量。把人体放进大磁场把人体放进大磁场2 2、人体进入主磁体发生了什么、人体进入主磁体发生了什么？没没有有外外加加磁磁场场的的情情况况下下，质质子子自自旋旋产产生生核核磁磁，每每个个氢氢质质子子都都是是一一个个“小小小小磁磁磁磁铁铁铁铁”，但但由由于于排排列列杂杂乱乱无无章章，磁磁场场相相互互抵抵消消，人人体体并不表现出宏观的磁场并不表现出宏观的磁场，宏观磁化矢量为宏观磁化矢量为宏观磁化矢量为宏观磁化矢量为0 0 0 0。指南针与地磁、指南针与地磁、小磁铁与大磁场小磁铁与大磁场进入主磁场前后人体组织质子的核磁状态MZMZ处于高能状态太费劲，并非人人都能做到 处于低能状态的略多一点，处于低能状态的略多一点，007007进入主磁场后磁化矢量的影响因素进入主磁场后磁化矢量的影响因素温度、主磁场强度、质子含量温度 温度升高，磁化率降低温度升高，磁化率降低主磁场场强 场强越高，磁化率越高，场强几乎与磁化率成正比场强越高，磁化率越高，场强几乎与磁化率成正比质子含量 质子含量越高，与主磁场同向的质子总数增加（磁化率不变）质子含量越高，与主磁场同向的质子总数增加（磁化率不变）处于低能状态的质子到底比处于高能状态的质子多多少？室温下（300k）0.2T：1.3 PPM0.5T：4.1 PPM1.0T：7.0 PPM1.5T：9.6 PPMPPM为百万分之一处于低能状态的氢质子仅略多于处于高能状态的质子在主磁场中质子的磁化矢量方向是绝对同向平行或逆向平行吗？Precessing(进动)-能量差进动是核磁（小磁场）与主磁场相互作用的结果进动的频率明显低于质子的自旋频率，但比后者更为重要。非常重要=.B：进动频率进动频率 Larmor Larmor 频率频率：磁旋比磁旋比 42.542.5兆赫兆赫 /T/TB：主磁场场强主磁场场强矢量的合成与分解高能与低能状态质子的进动由于在主磁场中质子进动，每个氢质子均由于在主磁场中质子进动，每个氢质子均产生纵向和横向磁化分矢量，那么人体进产生纵向和横向磁化分矢量，那么人体进入主磁场后到底处于何种核磁状态？入主磁场后到底处于何种核磁状态？处于低能状态的质子略多于处于高能状态的质子，因而产生纵向处于低能状态的质子略多于处于高能状态的质子，因而产生纵向宏观磁化矢量宏观磁化矢量尽管每个质子的进动产生了纵向和横向磁化矢量，但尽管每个质子的进动产生了纵向和横向磁化矢量，但由于由于相位不同相位不同，因而，因而只有宏观纵向磁化矢量只有宏观纵向磁化矢量产生，并产生，并无宏观横向磁化矢量无宏观横向磁化矢量产生产生由于相位不同，每个质子的横向磁化分矢量相抵消，因而并无宏观横向磁化矢量产生进入主磁场后，质子自旋产生的核磁与主磁场相互作用发生进动非常重要进动使每个质子的核磁存在方向稳定的纵向磁化分矢量和旋转的横向磁化分矢量由于相位不同，只有宏观纵向磁化矢量产生，并无宏观横向磁化矢量产生 进入主磁场后人体被进入主磁场后人体被进入主磁场后人体被进入主磁场后人体被磁化了，产生纵向宏磁化了，产生纵向宏磁化了，产生纵向宏磁化了，产生纵向宏观磁化矢量观磁化矢量观磁化矢量观磁化矢量 不同的组织由于氢质不同的组织由于氢质不同的组织由于氢质不同的组织由于氢质子含量的不同，宏观子含量的不同，宏观子含量的不同，宏观子含量的不同，宏观磁化矢量也不同磁化矢量也不同磁化矢量也不同磁化矢量也不同 磁共振不能检测出纵磁共振不能检测出纵磁共振不能检测出纵磁共振不能检测出纵向磁化矢量向磁化矢量向磁化矢量向磁化矢量MR能检测到怎样的磁化矢量呢？MR不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到旋转的横向磁化矢量N NS S如何才能产生横向宏观磁化矢量？3 3、什么叫共振，怎样产生磁共振？、什么叫共振，怎样产生磁共振？共共振振：能能量量从从一一个个震震动动着着的的物物体体传传递递到到另另一一个物体，而后者以前者相同的频率震动。个物体，而后者以前者相同的频率震动。共共 振振条件条件频率一致频率一致实质实质能量传递能量传递体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢？给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高能状态，即核磁共振。怎样才能使低能氢质子获得能量，产生共振，进入高能状态？磁共振现象磁共振现象是靠射频线圈发射是靠射频线圈发射无线电波（射频脉冲）无线电波（射频脉冲）激激发人体内的氢质子来引发的，这种射频脉冲的频率必须发人体内的氢质子来引发的，这种射频脉冲的频率必须与氢质子进动频率相同，低能的质子获能进入高能状态与氢质子进动频率相同，低能的质子获能进入高能状态微观效应射频脉冲激发后的效应射频脉冲激发后的效应是使宏观磁化矢量发生偏转是使宏观磁化矢量发生偏转射频脉冲的射频脉冲的强度强度和和持续时间持续时间决定决定射频脉冲激发后的效应射频脉冲激发后的效应低能量低能量中等能量高能量高能量宏观效应9 90 0度度脉脉冲冲继继发发后后产产生生的的宏宏观观和和微微观观效效应应低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态，低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态，高能和低能质子数相等，纵向磁化矢量相互抵消而等于零高能和低能质子数相等，纵向磁化矢量相互抵消而等于零使质子处于同相位，质子的微观横向磁化矢量相加，产生使质子处于同相位，质子的微观横向磁化矢量相加，产生宏观横向磁化矢量宏观横向磁化矢量9090度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转横向磁化矢量，这种旋转度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转横向磁化矢量，这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈，的横向磁化矢量切割接收线圈，MRMR仪可以检测到。仪可以检测到。氢氢质质子子多多氢氢质质子子少少 无线电波激发后，人体内宏观磁场偏转了无线电波激发后，人体内宏观磁场偏转了无线电波激发后，人体内宏观磁场偏转了无线电波激发后，人体内宏观磁场偏转了90909090度，度，度，度，MRIMRIMRIMRI可以检测到人体发出的信号可以检测到人体发出的信号可以检测到人体发出的信号可以检测到人体发出的信号 氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大，氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大，氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大，氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大，90909090度脉冲度脉冲度脉冲度脉冲后磁化矢量偏转，产生的旋转的宏观横向矢量越后磁化矢量偏转，产生的旋转的宏观横向矢量越后磁化矢量偏转，产生的旋转的宏观横向矢量越后磁化矢量偏转，产生的旋转的宏观横向矢量越大，大，大，大，MRMRMRMR信号强度越高。信号强度越高。信号强度越高。信号强度越高。此时的此时的此时的此时的MRMRMRMR图像可区分质子密度不同的两种组织图像可区分质子密度不同的两种组织图像可区分质子密度不同的两种组织图像可区分质子密度不同的两种组织非常重要检测到的仅仅是不同组织氢质子含量的差别，对于临床诊断来说是远远不够的。我们总是在90度脉冲关闭后过一定时间才进行MR信号采集。非常重要4 4、射频线圈关闭后发生了什么、射频线圈关闭后发生了什么？无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态（纵向)Relaxation弛豫放松、休息无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态（纵向)射频脉冲停止后，在主磁场的作用下，横向宏观磁化矢量逐渐缩小到零，纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡状态，这个过程称为核磁弛豫。核磁弛豫又可分解为两个部分：横向弛豫 纵向弛豫横向弛豫横向弛豫 也称为也称为也称为也称为T2T2T2T2弛豫弛豫弛豫弛豫，简，简，简，简单地说，单地说，单地说，单地说，T2T2T2T2弛豫就弛豫就弛豫就弛豫就是横向磁是横向磁是横向磁是横向磁化矢量减化矢量减化矢量减化矢量减少的过程少的过程少的过程少的过程。9090度脉冲度脉冲T2弛豫的原因自旋质子磁场暴露在大磁场与临近自旋质子的小磁场中由于分子的运动，质子周围的小磁场不断波动每个质子感受的磁场不均匀每个质子感受的磁场不均匀磁场高质子进动快磁场高质子进动快场强低质子进动慢场强低质子进动慢同相位进动的质子失相位根据Lamor定律 T2T2弛豫是由于进动质子的失相位弛豫是由于进动质子的失相位 用用T2T2值值来描述组织来描述组织T2T2弛豫的快慢弛豫的快慢不同的组织横向弛豫速度不同（T2值不同）纵向弛豫纵向弛豫也称为也称为T1T1弛豫弛豫，是指，是指9090度脉冲关闭后，在度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，主磁场的作用下，纵向磁化矢量开始恢复，纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的过程直至恢复到平衡状态的过程。9090度度脉冲脉冲纵向弛豫的机理90度激发低能的质子获能进入高能状态纵向弛豫高能的质子释放能量晶格震动频率低于质子进动频率晶格震动频率低于质子进动频率能量传递慢能量传递慢含高浓度大分子蛋白含高浓度大分子蛋白晶格震动频率接近于质子进动频率格震动频率接近于质子进动频率能量传递快能量传递快脂肪，含中小分子蛋白质脂肪，含中小分子蛋白质高能的质子把能量释放给周围的晶格（分子）晶格震动频率高于质子进动频率晶格震动频率高于质子进动频率 能量传递慢能量传递慢纯水纯水 T T1 1弛豫是由于高能质子的能量释放回到低能状态弛豫是由于高能质子的能量释放回到低能状态 用用T T1 1值值来描述组织来描述组织T T1 1弛豫的快慢弛豫的快慢不同组织有不同的T1弛豫时间人体各种组织的T2弛豫要比T1弛豫快得多T2 T1重重要要提提示示不同组织有着不同不同组织有着不同质子密度质子密度横向横向(T2)(T2)弛豫速度弛豫速度纵向纵向(T1)(T1)弛豫速度弛豫速度这这是是MRIMRI显显示示解解剖剖结结构和病变的基础构和病变的基础读后感：读后感：T2（横向-质子失相位）T1（纵向-高能质子放出能量成为低能质子），不同组织有不同的T2，T1值相同组织的T2远小于T15、磁共振“加权成像”T T1 1WIWIT T2 2WIWIPDPD 所所所所谓谓谓谓的的的的加加加加权权权权就就就就是是是是“重重点点突突出出”的的的的意意意意思思思思 T1T1T1T1加加加加权权权权成成成成像像像像（T1WIT1WIT1WIT1WI）-突突突突出出出出组组组组织织织织T1T1T1T1弛弛弛弛豫豫豫豫（纵纵纵纵向向向向弛弛弛弛豫豫豫豫）差差差差别别别别 T2T2T2T2加加加加权权权权成成成成像像像像（T2WIT2WIT2WIT2WI）-突突突突出出出出组组组组织织织织T2T2T2T2弛弛弛弛豫豫豫豫（横横横横向向向向弛弛弛弛豫豫豫豫）差差差差别别别别 质子密度加权成像（质子密度加权成像（质子密度加权成像（质子密度加权成像（PDPDPDPD）突出组织氢质子含量差别突出组织氢质子含量差别突出组织氢质子含量差别突出组织氢质子含量差别何为加权？何为加权？MRMR不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到旋转旋转的横向磁化矢量的横向磁化矢量MR只能采集旋转的横向磁化矢量在任何序列图像上，信号采集时刻旋转横向的磁化矢量越大，MR信号越强T2T2加权成像加权成像（T2WI)T2WI)T2T2T2T2值值值值小小小小 横横横横向向向向磁磁磁磁化化化化矢矢矢矢量量量量减减减减少少少少快快快快 残残残残留留留留的的的的横横横横向向向向磁磁磁磁化化化化矢矢矢矢量量量量小小小小 MRMRMRMR信号信号信号信号低（黑）低（黑）低（黑）低（黑）T2T2T2T2值值值值大大大大 横横横横向向向向磁磁磁磁化化化化矢矢矢矢量量量量减减减减少少少少慢慢慢慢 残残残残留留留留的的的的横横横横向向向向磁磁磁磁化化化化矢矢矢矢量量量量大大大大 MRMRMRMR信号信号信号信号高（白）高（白）高（白）高（白）水水水水T2T2T2T2值约为值约为值约为值约为1600160016001600毫秒毫秒毫秒毫秒 MRMRMRMR信号信号信号信号高高高高 脑脑脑脑T2T2T2T2值约为值约为值约为值约为100100100100毫秒毫秒毫秒毫秒 MRMRMRMR信号信号信号信号低低低低反映组织横向弛豫的快慢！T T T T2 2 2 2WIWIWIWI平衡状态90度激发后采集信号时刻脑水T1T1加权成像加权成像(T1WI)(T1WI)T1T1T1T1值越值越值越值越小小小小 纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越快快快快 已经恢复已经恢复已经恢复已经恢复的纵向磁化矢量的纵向磁化矢量的纵向磁化矢量的纵向磁化矢量大大大大 MRMRMRMR信号强度越信号强度越信号强度越信号强度越高（白）高（白）高（白）高（白）T1T1T1T1值越值越值越值越大大大大 纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越慢慢慢慢 已经恢复的已经恢复的已经恢复的已经恢复的纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量小小小小MRMRMRMR信号强度越信号强度越信号强度越信号强度越低（黑）低（黑）低（黑）低（黑）脂肪的脂肪的脂肪的脂肪的T1T1T1T1值约为值约为值约为值约为250250250250毫秒毫秒毫秒毫秒 MRMRMRMR信号信号信号信号高（白）高（白）高（白）高（白）水的水的水的水的T1T1T1T1值约为值约为值约为值约为3000300030003000毫秒毫秒毫秒毫秒 MRMRMRMR信号信号信号信号低（黑）低（黑）低（黑）低（黑）反映组织纵向弛豫的快慢！T1WIT1WI脂水平衡状态90纵向弛豫90重要提示重要提示!人体人体大多数病变大多数病变的的T1T1值、值、T2T2值均较相应值均较相应的的正常组织正常组织大，因而在大，因而在T1WIT1WI上比正常组上比正常组织织“黑黑”，在，在T2WIT2WI上比正常组织上比正常组织“白白”。6 6、MRIMRI的空间定位的空间定位MRI空间定位X轴、Y轴、Z轴三维空间定位层面层厚选择频率编码相位编码由于地球磁场存在从赤道到南北极逐渐减弱的梯度由于地球磁场存在从赤道到南北极逐渐减弱的梯度在地球上可根据所处位置的磁场强度来确定其位置在地球上可根据所处位置的磁场强度来确定其位置MRIMRI的三维空间定位也通过的三维空间定位也通过三个三个梯度场强来实现梯度场强来实现层面层厚选择发射的射频脉冲不可能是单一频率我们可以控制和调整射频脉冲的带宽射频脉冲有一定的频率范围（带宽）CTCT的层面选择和层厚控制靠床位和的层面选择和层厚控制靠床位和准直器准直器层面层厚选择第第一一个个梯梯度度场场 1mHZ/cm 1mHZ/cm 646465mHZ65mHZ层厚层厚1cm1cm 1mHZ/cm 1mHZ/cm 646464.5mHZ64.5mHZ层厚层厚0.5cm0.5cm 2mHZ/cm 2mHZ/cm 646465mHZ65mHZ层厚层厚0.5cm0.5cm射频脉冲63.5-64.5 MHZG0射频脉冲64.5-65.5 MHZG0射频脉冲 63.75-64.25 MHZG0射频脉冲63.5-64.5 MHZG0梯度场强不变 射频带宽越宽层厚越厚射频带宽越宽层厚越厚射频带宽不变 梯度场强越高层厚越薄梯度场强越高层厚越薄决定层厚的因素1.1.梯度场强梯度场强2.2.射频带宽射频带宽 调整调整射频脉冲的带宽射频脉冲的带宽、梯度场强的强度和梯度场强的强度和位置位置，即可随意选择层面的即可随意选择层面的位位置和层厚置和层厚层面内的空间定位体素（Voxel）像素（Pixel）MR采集到的每一个信号均含有全层信息必须进行层面内的空间定位编码才能把整个信息分配到各个像素空间定位编码包括频率编码和相位编码频率编码频率编码依靠梯度磁场 带有不同频率的带有不同频率的MRMR信号，通过付立叶转换可以区分信号，通过付立叶转换可以区分64mHZ64mHZ64mHZ64mHZ64mHZ64mHZ第二个梯度场第二个梯度场相位编码相位编码还是依靠梯度磁场第三个梯度场第三个梯度场相位编码 付立叶转换可区分不同相位的付立叶转换可区分不同相位的MRMR信号信号付立叶转换只能区分相位相差180度的MR信号 付立叶转换只能区分相位相差付立叶转换只能区分相位相差付立叶转换只能区分相位相差付立叶转换只能区分相位相差180180180180度的度的度的度的MRMRMRMR信号信号信号信号矩阵为矩阵为256*256256*256的图像需要进行的图像需要进行256256次相位编码，也即采集次相位编码，也即采集256256条相位编码线条相位编码线7、K空间及其特性 K K空间为空间为MRMR图像图像原始数据的填充储原始数据的填充储存空间格式，填充存空间格式，填充后的资料经傅立叶后的资料经傅立叶转换，重建出转换，重建出MRMR图像。图像。SESE序列序列 常规常规K K空间的填充形式（对称、循序填充）空间的填充形式（对称、循序填充）K K空间的特性空间的特性 矩阵为矩阵为矩阵为矩阵为256*256256*256256*256256*256的图的图的图的图像需要采集像需要采集像需要采集像需要采集256256256256条相条相条相条相位编码线来完成位编码线来完成位编码线来完成位编码线来完成K K K K空空空空间的填充，间的填充，间的填充，间的填充，K K K K空间的数据点阵与空间的数据点阵与空间的数据点阵与空间的数据点阵与图像的点阵不是一一图像的点阵不是一一图像的点阵不是一一图像的点阵不是一一对应的对应的对应的对应的,K K K K空间中每一空间中每一空间中每一空间中每一个点具有全层信息个点具有全层信息个点具有全层信息个点具有全层信息K K空间的特性空间的特性K K空间具有对空间具有对称性称性相位编码方向相位编码方向的镜像对称的镜像对称频率编码方向频率编码方向的对称的对称K K空间特性空间特性 填充填充填充填充K K K K空间中央空间中央空间中央空间中央区域的相位编码区域的相位编码区域的相位编码区域的相位编码线决定图像的对线决定图像的对线决定图像的对线决定图像的对比比比比 填充填充填充填充K K K K空间周边空间周边空间周边空间周边区域的相位编码区域的相位编码区域的相位编码区域的相位编码线决定图像的解线决定图像的解线决定图像的解线决定图像的解剖细节剖细节剖细节剖细节K空间的其他填充方式螺旋式填充螺旋式填充放射状填充放射状填充激发编码激发编码信号采集信号采集K K空间填充空间填充付立叶转换付立叶转换图像显示图像显示总结一下总结一下MRMR成像的过程成像的过程 把把把把病病病病人人人人放放放放进进进进磁磁磁磁场场场场 人人人人体体体体被被被被磁磁磁磁化化化化产产产产生生生生纵纵纵纵向向向向磁磁磁磁化化化化矢矢矢矢量量量量 发发发发射射射射射射射射频频频频脉脉脉脉冲冲冲冲 人人人人体体体体内内内内氢氢氢氢质质质质子子子子发发发发生生生生共共共共振振振振从从从从而而而而产产产产生生生生横向磁化矢量横向磁化矢量横向磁化矢量横向磁化矢量 （相位一致）（相位一致）（相位一致）（相位一致）关关关关掉掉掉掉射射射射频频频频脉脉脉脉冲冲冲冲 质质质质子子子子发发发发生生生生T1T1T1T1、T2T2T2T2弛弛弛弛豫豫豫豫（同同同同时时时时进进进进行空间定位编码行空间定位编码行空间定位编码行空间定位编码）线线线线圈圈圈圈采采采采集集集集人人人人体体体体发发发发出出出出的的的的MRMRMRMR信信信信号号号号 计计计计算算算算机机机机处处处处理理理理（付付付付立叶转换立叶转换立叶转换立叶转换）显示图像显示图像显示图像显示图像