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1、第二章第二章 磁共振成像原理磁共振成像原理 2.2 MRI信号成像的基本原理信号成像的基本原理 一、几个概念 二、层面与层厚的选择 三、傅立叶变换与三、傅立叶变换与k-空间空间 四、四、频率编码频率编码 五、相位编码五、相位编码 六、图像重构六、图像重构梯度场强不变梯度场强不变 射射射射频频频频带带带带宽宽宽宽越越越越宽宽宽宽层层层层厚厚厚厚越厚越厚越厚越厚射频带宽不变射频带宽不变 梯梯梯梯度度度度场场场场强强强强越越越越高高高高层层层层厚厚厚厚越薄越薄越薄越薄决定层厚的因素决定层厚的因素1.梯度场强梯度场强梯度场强梯度场强2.射频带宽射频带宽射频带宽射频带宽 频率编码频率编码 相位编码相位编
2、码 四四、频率编码频率编码n经过选片以后，可以得到一个指定片层经过选片以后，可以得到一个指定片层的磁共振信号，即一个三维的物体可以的磁共振信号，即一个三维的物体可以变成多个二维平面的问题了。变成多个二维平面的问题了。n通过频率编码可以得到平面上任意一列通过频率编码可以得到平面上任意一列所有体元的信号总和。所有体元的信号总和。n所谓频率编码就是在信号采集的同时在所谓频率编码就是在信号采集的同时在某方向上施加一个梯度磁场，从而使得某方向上施加一个梯度磁场，从而使得此片层的信号中沿频率编码施加的方向此片层的信号中沿频率编码施加的方向上各列的拉莫尔进动频率各不相同。上各列的拉莫尔进动频率各不相同。以一
3、个以一个3x3矩阵为例：矩阵为例：以一个以一个3x3矩阵为例：矩阵为例：在在x方向上施加一方向上施加一个频率编码梯度个频率编码梯度频率编码方式是通过频率与位置所具有的一一对应频率编码方式是通过频率与位置所具有的一一对应的关系而产生作用的。的关系而产生作用的。n加上频率编码后，各列的加上频率编码后，各列的进动频率各不相同，即采进动频率各不相同，即采集到的信号中包含有很多集到的信号中包含有很多种频率成分。经过数学处种频率成分。经过数学处理可以得到每种频率成分理可以得到每种频率成分的信号大小各是多少，即的信号大小各是多少，即是可以得到片层中任意一是可以得到片层中任意一列的总信号大小。列的总信号大小。
4、B0不同频率的不同频率的MR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五、相位编码五、相位编码n经过选片和频率编码可以得到某一片层中所有各列经过选片和频率编码可以得到某一片层中所有各列上象素点信号的大小之和。再通过相位编码便可以上象素点信号的大小之和。再通过相位编码便可以得到任意一列上各个象素点得到任意一列上各个象素点(voxel)的信号大小分别的信号大小分别是多少。是多少。n所谓相位编码就是在射频脉冲结束以后，信号采集所谓相位编码就是在射频脉冲结束以后，信号采集之前，沿某方向施加一段时间的梯度磁场，使得在之前，沿某方向施加一段时间的梯度磁场，使得在相位编码结束以后沿相位编码方向
5、上各象素点对应相位编码结束以后沿相位编码方向上各象素点对应的原子核磁化矢量的进动相位各不相同。的原子核磁化矢量的进动相位各不相同。在在Y方向上施加一个相位编码梯度：方向上施加一个相位编码梯度：每每个个象象素素内内的的质质子子具具有有各各自自的的频频率率与与各各自自的的相相位位。它是唯一的，用于编码此像素的它是唯一的，用于编码此像素的x轴和轴和y轴。轴。六、图像重构六、图像重构l 如何确定相邻两行间的相位移是多少？如何确定相邻两行间的相位移是多少？l 进行相位编码所耗的时间？进行相位编码所耗的时间？l 数据空间的数据存放？数据空间的数据存放？。激发编码激发编码激发编码激发编码信号采集信号采集信号
6、采集信号采集KK空间填充空间填充空间填充空间填充付立叶转换付立叶转换付立叶转换付立叶转换图像重构图像重构图像重构图像重构视野（视野（FOV）视野、视野、带宽、带宽、梯度梯度视野（视野（FOV）:若要减少视野：若要减少视野：增强梯度场、降低带宽增强梯度场、降低带宽 若要增大视野：若要增大视野：降低梯度场、增加带宽降低梯度场、增加带宽总结一下总结一下MR成像的过程：成像的过程：n n把把病病人人放放进进磁磁场场 人人体体被被磁磁化化产产生生纵纵向向磁磁化矢量化矢量 n n发发射射射射频频脉脉冲冲（同同时时进进行行空空间间定定位位编编码码）人人体体内内氢氢质质子子发发生生共共振振从从而而产产生生横横向向磁磁化化矢矢量量 n n关关掉掉射射频频脉脉冲冲 质质子子发发生生T1、T2弛弛豫豫（同同时进行空间定位编码）时进行空间定位编码）n n线线圈圈采采集集人人体体发发出出的的MR信信号号 计计算算机机处处理理（付立叶转换）（付立叶转换）重构、显示图像重构、显示图像梯度回波梯度回波（GE）n自旋回波（自旋回波（SE、FSE）问题：问题：nHow is spatial information encoded within a single slice?nWhat is reconstruction?