核磁共振原理經(jīng)典由簡(jiǎn)入深(編輯修改稿)
2024-09-12 02:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 施加脈過(guò)程為脈沖序列。 重復(fù)時(shí)間 ：兩個(gè)激勵(lì)脈沖間的間隔時(shí)間。 回波時(shí)間 ： 90度脈開(kāi)始之時(shí)到回波完成之間的時(shí)間間隔。 脈沖序列 54 90脈沖后，產(chǎn)生橫向磁化，中止脈沖，質(zhì)子產(chǎn)生弛豫，橫向磁化開(kāi)始消失，質(zhì)子失去相位一致性，在質(zhì)子未弛豫完成的某一時(shí)間內(nèi) (TE)， D在 XY平面上再施加 180脈沖，使質(zhì)子改變向相反的方向進(jìn)動(dòng)，停止脈沖后的 TE時(shí)間時(shí)，質(zhì)子再次聚集橫向磁化的同向位方向上，產(chǎn)生較強(qiáng)的 MR信號(hào)，叫 回波 回波的概念 55 90 180 回波 回波 90 180 TE TR TE：回波時(shí)間TR：重復(fù)時(shí)間 56 第二節(jié) 基本磁共振成像序列簡(jiǎn)述 自由感應(yīng)衰減信號(hào) (FID) 自旋回波信號(hào) (SE) 梯度回波信號(hào)（ GrE） 一般不用 FID信號(hào)來(lái)重建圖像，原因是： 1，信號(hào)的較大幅度部分被掩蓋在 900射頻之內(nèi)；2，線圈發(fā)射和接受通路之間來(lái)不及切換； 較為常用的也是最早用以進(jìn)行磁共振圖像重建的信號(hào)，只是需要多施加一次1800RF脈沖，回波時(shí)間較長(zhǎng) 較新的可大大縮短磁共振掃描時(shí)間的用以重建圖像的信號(hào)，又稱場(chǎng)回波 可獲取的三種磁共振信號(hào) 57 一、自由感應(yīng)衰減信號(hào) ?自由進(jìn)動(dòng)：是指射頻場(chǎng)作用停止后磁化強(qiáng)度矢量 M的進(jìn)動(dòng)。 自由衰減信號(hào)（ free induction decay signal, FIR）指的是在探測(cè)線圈中感應(yīng)出的自由進(jìn)動(dòng)，又叫自由進(jìn)動(dòng)衰減。 FID是 NMR的信號(hào)源。 ?自由感應(yīng)衰減 (FID): 信號(hào)隨著時(shí)間而消失（ 類似于阻尼震蕩信號(hào) ），但頻率不變。 58 59 60 自旋回波序列簡(jiǎn)述 900射頻結(jié)束瞬間，磁化翻轉(zhuǎn)到橫向，開(kāi)始橫向弛豫，即散相 靜止磁場(chǎng)中，宏觀磁化與場(chǎng)強(qiáng)方向一致，縱向宏觀磁化最大 施加 900射頻脈沖，縱向磁化翻轉(zhuǎn)到橫向，橫向磁化最大 施加 1800射頻脈沖，質(zhì)子進(jìn)動(dòng)反向 ,相位開(kāi)始重聚 經(jīng)過(guò)與散相相同的時(shí)間后 ,相位重聚完全 ,橫向磁化再次達(dá)到最大值 此時(shí)的線圈感應(yīng)信號(hào)即為自旋回波信號(hào) 自旋回波信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程 61 62 基本 SE序列的序列結(jié)構(gòu) 重復(fù)時(shí)間 回波時(shí)間 63 梯度回波 (GRE)序列 梯度回波序列縮短掃描時(shí)間分析圖 使用 α脈沖而非 900脈沖 ,使得 縱向磁化弛豫加快 ,從而極大的減少 TR時(shí)間 , 使用翻轉(zhuǎn)梯度產(chǎn)生回波而非 1800脈沖 ,從而允許最短的 TE時(shí)間 ,給縮短 TR帶來(lái)空間 梯度回波 (Gradient Echo) 64 第三節(jié) 磁共振圖像重建 基本概念 ： 像素 ： 組成灰度數(shù)字圖像的基本單元 。 體素： 像素對(duì)應(yīng)人體內(nèi)的位置 。 像素灰度信息： 對(duì)應(yīng)體素的檢測(cè)信息的強(qiáng)度 。 不同成像手段進(jìn)行位置對(duì)應(yīng)的手段不同 對(duì)磁共振而言 ,實(shí)現(xiàn)像素與體素對(duì)應(yīng)的手段是施加三個(gè)維度上的梯度磁場(chǎng)。 不同成像手段的檢測(cè)信息不同 65 磁共振信號(hào)的獲取與傅立葉變換 ?如果在垂直于 XY平面，加一個(gè)接收線圈，會(huì)接收到什么信號(hào)？ 自由感應(yīng)衰減 (FID): 信號(hào)隨著時(shí)間而消失（類似于阻尼震蕩信號(hào)），但頻率不變。 66 一、傅立葉變換 ?一維傅里葉變換 ： ( ) ( ) ,iw tF f t e d t? ? ???? ?利用傅里葉變換可對(duì)不同函數(shù)的頻率進(jìn)行分解。 在 MRI中，為了對(duì)一定共振頻率范圍內(nèi)的質(zhì)子都進(jìn)行激發(fā)，必須使用時(shí)域內(nèi)的矩形脈沖作為激勵(lì)的能量 。 1( ) ( )2itf t F e d???????? ??傅里葉反變換 ： 67 MRI中常用的傅立葉變換 越短，它覆蓋的頻率范圍就越寬。 ? 68 矩形脈沖寬度無(wú)限窄 69 傅立葉變換的作用 復(fù)雜的時(shí)間域信號(hào) 簡(jiǎn)單的頻率域信號(hào) 傅立葉變換 Amplitude 70 二、梯度場(chǎng)的模型 梯度斜率越大，系統(tǒng)性能越好 71 拉莫爾方程 （ Larmor equation）： 00B???改變磁場(chǎng) 就可改變共振頻率 。 0?0BB? 又叫梯度磁場(chǎng)，是指沿直角坐標(biāo)系某坐標(biāo)方向呈線性變化的磁場(chǎng)。 空間定位：在主磁場(chǎng) 上疊加一個(gè)變化的小磁場(chǎng) ，從而使成像層面上各處的磁場(chǎng)得以改變。 0B B?72 ? 在 Z方向疊加的強(qiáng)度隨 Z變化的磁場(chǎng)，叫Z方向梯度場(chǎng)； ? 在 X方向疊加的強(qiáng)度隨 X變化的磁場(chǎng)，叫X方向梯度場(chǎng) 。 ? 在 Y方向疊加的強(qiáng)度隨 Y變化的磁場(chǎng)，叫Y方向梯度場(chǎng) 。 N S B0 B0 Z B0+B(z) 0 N S B0 B0 X B0+B(x) 0 N S B0 B0 Y B0+B(Y) 0 三個(gè)基本梯度場(chǎng) 73 人體的三面 示意圖 橫斷面 冠狀面 矢狀面 74 空間的三維 水平磁場(chǎng) 垂直磁場(chǎng) B0(Z) 一般常導(dǎo)和超導(dǎo)磁體產(chǎn)生水平磁場(chǎng)，水平
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