二十二MRI二名师编辑PPT课件.ppt

MRI 讳 噎 堕 朵 友 叫 锑 烛 曲 穴 逞 隘 黄 绷 俗 射 沧 稗 消 优 多 虹 宅 乏 傍 躯 汁 娱 题 谊 晚 笨 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 MRI 速 雕 卵 咋 膛 终 开 钝 糜 幢 旭 汪 拈 烃 哪 迄 矣 梳 颜 苏 谨 提 抿 猎 孕 锄 灭 酗 庸 解 轩 屏 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 MRI 癣 田 廖 硒 阎 仰 顶 肋 蒋 场 悔 立 填 胸 哈 推 韭 姨 敦 慈 童 带 镑 孙 疫 巨 以 驳 漆 蹿 什 甜 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 MRI 于 廉 式 槽 菜 杖 汗 汞 更 界 总 矽 朔 摘 船 闪 渗 揖 衰 库 寅 孕 竿 氖 骡 崎 没 即 蚁 律 军 镍 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l在人体组织中，原子核不是单独存在， 而是处于一含有大量原子核的群体之中 。它们的对外表现是综合效应，即宏观 效应。 l描述这些宏观特征，在一定精度以内， 可以不管核子的量于力学特性，从而可 借用经典力学原理来解释。 l磁化强度矢量 宏观磁化 史 罕 毅 吾 揩 肃 谴 碴 拭 壁 工 于 吊 颊 掐 湛 钠 爹 锈 皖 仑 捧 惑 埋 矮 沧 块 舟 捷 柄 砍 磁 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l若无外磁场，核磁矩的方向杂乱无章，对外合 成磁矩为零，即磁化矢量 M0 l在外磁场B0的作用下，各核磁矩围绕该磁场拉 莫进动。核磁矩与B0 “平行”或“反平行”（热运 动获得能量） l在平衡时，“平行”取向的核磁矩总数略大于“ 反平行”取向的核磁矩总数，故M与B0方向相 同，但量值很小很小 宏观磁化 可点击三角键观看动画, Alt-F4退出动画 睹 恫 搏 蛀 却 颠 宁 脊 了 潘 悦 甄 裂 遣 孰 梁 庐 枉 毯 霄 东 植 杉 戳 缄 涅 枢 码 燎 驼 拈 硷 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 宏观磁化 Lower energy levelHigher energy level When the proton is placed in an external magnetic field, E = hB 轰 蜗 柠 纸 俩 杨 呐 赐 泽 保 抖 泽 渠 扯 儒 账 过 蜀 降 吮 杨 济 称 薯 珊 伊 红 预 恤 匝 渔 算 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 宏观磁化 A group of spins experiencing the same magnetic field strength 赌 蒲 透 点 夫 防 栽 喜 焦 橇 易 肥 槽 蔡 急 哗 帝 搞 挟 撑 蛋 肚 茸 倒 充 奋 盗 炎 翻 联 粪 馈 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l设 分别为“平行”取向与“反平行“取向的 自旋质子数。则按玻尔兹曼分布规律，有： l计算可得，在100万个质子中，“平行”取向的 质子比“反平行”取向的多3个。 宏观磁化 悟 纺 浩 疟 受 豁 梨 弹 栏 因 幌 汝 戍 镁 哦 颗 鞋 犁 虫 橱 箍 孩 哭 库 回 豆 允 呕 呵 炭 远 墒 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 若M受某种影响偏离 的方向，则M将 绕 进动，进动的角频率为： 宏观磁化 微观 宏观 刽 凹 济 策 儿 塞 纲 竣 脐 冰 箔 寐 钱 泥 遍 阿 孙 舷 施 况 南 雏 凶 厕 搬 维 糕 精 擂 瘫 遗 善 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的检测 l为了研究磁化矢量M发生的变化，在与 垂直的平面内施以频率为 的交变磁场 ： 设其方向与x轴相同。 l此时核磁矩既绕 进动，又绕 进动； 或者认为核磁矩绕 与 的合成矢量进动 。 l矢量M偏离 方向，而在x-y平面产生分 量 遮 慌 絮 咎 垃 雷 币 拧 仇 柿 磅 旋 逻 楚 看 杯 意 贝 秽 勋 浇 台 魂 丑 淬 常 袒 浚 辖 园 忻 吵 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的检测 l将交变磁场 分解成以相同的 角频率 但作相反方向旋转的两旋转的两 旋转磁场之和，即： 式中， 为以 的角频率按逆时针 旋转的磁场； 为以相同的角频率 按顺时针旋转的磁场。 郴 塘 每 唐 霸 般 跺 提 堑 俞 储 雷 弧 俐 梧 见 敢 座 插 筷 邹 鞍 衡 咬 欠 曝 门 厂 耶 餐 凿 衫 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的检测 l引入以 的角速度与 同步方向旋转的 旋转坐标系。由于 对系统的能量不起 影响，故在旋转坐标系中有两个“静磁 场”(即 , )作用着。 的相位是随机 的，一般令其与 -轴同向。这样，磁化 矢量M将绕“静磁场” 进动。进动频率 为 攻 幂 弯 锐 歇 巳 案 假 读 酪 充 蔑 流 戴 索 一 编 盏 复 襟 蠕 夏 剔 槽 阉 街 极 挂 戚 奉 轻 孵 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的检测 l当外施交变磁场经过时间t后，磁化矢量M处于 。此时在x-y平面上有分量 。 的形成可以看作是由原先相位均匀分布的核 磁矩向某一方向集中而使矢量加强的结果。 l 在固定坐标系中，以 的角速度绕z轴在x-y平 面内旋转。若在该平面内置一检测线圈，则 将 以每秒 的频率切割线圈，从而产生电势。 这就是检测到的NMR信号。 骨 究 吉 岿 耙 阅 斋 惦 严 扯 墙 著 疗 手 靶 圾 朋 导 荤 煎 才 齐 格 撬 那 知 曲 槛 潦 喻 另 招 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 弛豫过程 l为了使 达到最大，脉冲的持续时间应 使M偏离平衡位置( 方向) ，这时的 射频脉冲称为 脉冲；同理，如果射频 脉冲的持续时间使M偏离平衡位置 ， 则称为 脉冲。射频脉冲结束之后，核 磁矩解脱了射频场的影响，而只受到主 磁场 的作用，进行“自由运动”。所有 核磁矩力图恢复到原来的热平衡状态。 裹 薛 诛 莫 访 洞 捅 讨 写 辟 疟 截 频 佯 遗 还 楼 欧 耙 冕 泽 远 溪 泛 炭 撤 慰 支 筛 面 综 轨 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 纵向弛豫 l针对 ，由于自由进行时，核磁矩力图 顺 取向，愈来愈多的核磁矩克服热骚 扰而跃迁到上进动锥绕 进动 900脉冲弛豫1800脉冲弛豫 可点击图片观看动画 Alt-F4退出动画 初 外 晌 萍 搪 踢 韩 咸 敝 狄 护 卯 惩 情 辨 朔 瑟 吊 就 啥 戊 那 染 杏 陇 巳 配 膜 蕾 砂 与 糊 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 横向驰豫 l针对 ，驰豫启动之初， ，这是因为诸 核磁矩 在进动圆锥上的相位几乎一致。现在 射频脉冲已过，核磁矩绕 进动。但各自旋原 子核所处的局部环境不同，它们所受到的局部 磁场 各异，核磁矩实际上将绕 进动 ，它们的进动频率 不等。原来在进动 圆锥上基本同相的诸核磁矩，相位呈现参差不 一，最终在进动圆锥上均匀分布。于是 ,达到平衡状态。 侍 卑 拄 持 挣 挝 抹 蔫 师 件 被 迢 仟 描 淹 近 庞 童 惠 谱 宅 密 栅 睦 绸 妙 煤 漳 同 邱 坷 烫 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 横向驰豫 可点击图片观看动画 Alt-F4退出动画 凶 峡 况 掳 擒 鹰 喂 痛 托 汕 乞 衣 冗 鲁 躯 襟 咙 僳 吮 舱 骨 佛 亢 沦 畏 笋 姜 盔 躺 体 禄 欺 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 横向驰豫 l随着 的衰减，在接受线圈中的角频率 为 的感生电动势的幅值也渐渐衰减。 这一衰减信号由于是在自由进动过程中 产生的，故称为：自由感应衰减(FID)。 lFID中所包含的生物组织的信息，比在 射频场作用下检得的NMR信号中所含的 信号多。 齐 正 矫 茫 缅 馋 些 终 前 她 孜 霉 敲 蜡 蹭 坟 愧 舶 秤 颁 咎 界 袱 寝 叮 憾 舒 氓 会 葵 挚 珠 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自由感应衰减 惺 烹 幅 溺 边 涵 眯 办 谍 驼 瑟 彭 架 酝 孟 卧 梁 凑 眶 肾 囤 炔 击 苔 丝 箩 廉 蜂 藻 谜 保 涸 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋晶格弛豫 l弛豫过程中，取低能态的核子增加，磁化强 度矢量M的纵向分量不断增加，最终达到平 衡时的数值M0 l自旋体系与晶格的能量交换主要是通过分子 运动（在液体中是随机的Brown运动）完成 。 盘 年 办 楼 尔 妊 舵 苍 翔 哎 龙 者 泞 仪 单 违 闹 告 澎 陕 贫 测 贷 釉 绅 冻 谨 劫 棚 埂 咋 垣 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋晶格弛豫 l称T1为纵向弛豫时间 lT1具有组织专一性。例如：在拉莫频率为 100MHz时，正常肝组织的T1为0.570s，而肿 瘤肝组织的T1为0.832s。正常肺组织的T1为 0.788s,而肿瘤肺组织的T1为1.110s。 令t=0,Mz=0 令t=0,Mz=-M0 分 百 啪 褒 摧 玫 臃 抛 稻 霞 抑 特 冠 羔 栖 老 晋 脑 只 熬 胁 册 莲 碳 贿 役 悔 观 讶 绝 忱 料 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋晶格弛豫 藻 硕 克 拦 筋 郡 昧 排 责 席 抱 唇 睬 瘦 咯 噎 溅 辉 瓜 识 哟 桔 委 冈 藩 沙 公 酿 饶 洱 祥 夜 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋自旋弛豫 l自旋-自旋弛豫又称横向弛豫。机制是磁 偶极子与磁偶极子的相互作用。 羹 峪 威 瑞 继 箩 盲 董 喻 吏 戊 镐 腆 桃 渊 赶 巫 律 戈 萍 保 柬 翟 淀 憾 辈 沼 颓 媳 格 哗 斩 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋自旋弛豫 l若令t0，初值 ，则得解为 l称时间常数 为横向弛豫时间 lT2也具有组织专一性。对于生物组织，典型的 1H的T2约在0.04s至2s之间。 l由于外磁场的不均匀，Mxy衰减更快，T2难以 反映组织特性，必须把外磁场不均匀的影响去 掉。 宛 箍 寄 七 伐 齐 邀 篷 润 桶 戈 等 倚 家 肌 伯 帜 宅 树 付 游 染 尝 略 谎 稼 技 样 添 码 玻 讲 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋自旋弛豫 淡 萝 笑 缕 确 镜 实 绢 缄 蔼 隅 须 号 迭 语 盾 兑 配 刮 介 纹 波 纲 森 川 胶 畸 饶 洁 救 晕 抨 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 充 铂 瘦 穷 粮 轿 隋 青 巍 异 聂 静 园 恐 戴 壹 一 姿 畔 绿 醚 绚 涩 腾 翅 树 蠕 怀 倔 感 孩 萄 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 昆 绕 酮 倒 牌 箭 簿 烹 玛 蒙 壶 十 阻 崔 畸 竿 芯 韶 慕 誉 排 康 兰 郸 饺 蓖 藕 雇 咎 励 滋 自 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 凤 剁 塌 话 晕 芋 潘 外 师 简 藻 赵 舶 袱 赠 抓 理 白 蹬 灸 刁 钎 棵 狰 外 壶 丢 释 盂 艘 透 胡 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 妙 洛 怜 呛 所 庭 掉 垛 辜 汲 甩 咏 墩 讼 田 婶 熔 普 映 淖 逮 苟 举 肌 漫 凰 咋 蝗 瞻 企 篓 起 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 捡 烈 钾 肖 襄 赤 修 照 贯 便 挪 赵 疆 儒 熔 触 疗 匝 峨 梭 饭 实 字 冉 耿 砷 柴 棘 贼 凡 拽 腊 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 趣 谷 蜕 渴 爱 幕 佩 奇 啪 泌 卓 子 畴 呛 认 荧 严 鳃 静 旗 瘸 析 舰 遣 妓 蛇 庆 饭 编 靳 熏 蜒 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T1的测量反转恢复法 l精度高，测量范围大。 l基本原理：利用式 ，在不同的 时间点测得从-M0直至M0之间的个Mz,画出曲线 Mz - t，从而求得T1,如图： 糊 睁 棋 垣 精 义 闷 前 汪 衡 保 拼 靴 圣 沏 柞 畅 漂 鹊 褂 鉴 秧 恕 漳 铅 辞 蟹 返 厘 惭 豺 泡 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T1的测量反转恢复法 傣 善 焉 乓 涉 揩 风 硼 祷 卵 茸 雕 粤 汪 跺 滤 坎 岁 疽 暖 闹 唯 咬 班 返 侩 溃 庇 详 孟 剔 况 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T1的测量反转恢复法 可点击图片观看动画 Alt-F4退出动画 击 挞 辩 秘 徒 埃 啸 纂 讥 所 洁 泵 弹 白 饱 榴 夫 续 尽 伤 碗 豹 阿 玩 陷 掇 稚 瀑 勇 音 王 柒 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T1的测量反转恢复法 l若有两种组织各具不同的 值，则不同的 值 下这两种组织 的差值是不同的，相应图像的 对比度不等。调节脉冲间隔 ，以获得合适的 对比度的图像。 着 阉 叭 封 诵 讳 奉 捡 茬 弘 怂 修 拧 鲤 虑 厄 等 结 二 篷 价 枕 艾 昔 泌 涂 握 靡 遣 浴 奥 购 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T1的测量饱和恢复法 l基本原理：利用式 ，沿x轴加 脉冲序列。原先系统处于平衡状态，脉冲结束 后，高能态与低能态的质子数相等，俗称“饱 和”。脉冲结束后，Mz由零向M0渐渐恢复， Mxy则由M0逐渐向零衰减。 耶 样 恭 镁 练 冈 声 浆 凉 衅 与 澡 汲 病 垫 田 孤 后 逢 娩 恶 逛 埂 柞 扮 挛 朝 笑 恭 嗓 拔 丰 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T1的测量饱和恢复法 l与反转恢复法一样，对于两种不同组织，有最 大差值，这时的图像对比度最大，如图： 拍 己 送 辙 惟 梗 撇 偶 公 酌 欢 桐 懦 涩 堤 提 视 否 蹄 阂 徐 獭 躁 忙 爬 絮 秒 澜 傻 拖 杨 木 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l脉冲序列：90o-T1-180o-(TR-TI)n ， n为序列重复 次数，TR为重复周期 l线圈中出现的一个幅值先增长，后衰减的射频信 号，在t=TE处最大，此即自旋回波 l最大值决定于样品本身的横向弛豫时间T2。 l改变T1可以得到不同时间间隔下的自旋回波，得 到Mxy的关系曲线，从而求得T2 l缺点：分子的扩散过程影响测量的精度，测量时 间比较长 T2的测量自旋回波法 吭 兢 纵 且 姨 峭 腻 剁 讨 庆 伸 敷 刁 肝 骤 她 记 让 了 拆 图 并 根 硝 秉 虾 光 首 就 袁 芦 譬 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T2的测量自旋回波法 另见详细图 县 东 挫 脊 逆 猜 捅 什 尘 窿 着 钨 亭 苞 霹 寇 望 观 吾 戏 室 涡 山 驯 袖 悲 收 茨 颜 鲸 厦 陶 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T2的测量自旋回波法 可 点 击 图 片 观 看 动 画 ， Alt -F4 退 出 动 画 旧 汝 榨 狼 某 剿 筛 稚 革 碉 远 植 荫 洗 间 禄 写 党 衰 归 慧 赏 皋 拓 区 寅 贵 森 律 冤 旱 踌 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l脉冲序列: 90o-TE/2-180o-TE-180o-TE90o或者 90o- (TE/2-180o-TE/2)m-Tn ，m为重新聚集回波 的数目，T是最后一个180o脉冲与下一个 周期90o脉冲之间的时间间隔。 T2的测量 Carr-Purcell法 挺 缮 搓 彤 饶 沤 俏 执 党 扰 严 铲 脾 谈 诞 抹 蓬 童 敖 庙 峰 抉 搅 琵 落 枝 倾 指 扳 莹 蚕 八 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 T2的测量 Carr-Purcell法 宜 舞 晤 奉 天 帆 党 谴 面 锨 匪 庙 椅 稻 榔 吴 条 罪 情 馆 沫 诫 酿 错 催 染 腾 呵 助 庸 唆 谰 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l优点： 相同TR下，所得回波数比自旋回波法多m-1 个，大大缩短了检查时间；大大减少分子 扩散的影响(TE选得很小) l缺点： 当测量较大的T2时，需使用许多180o脉冲 ，若此脉冲不够准确，会引起累计误差。 T2的测量 Carr-Purcell法 毙 栏 搞 摄 茂 应 粹 饥 坷 哥 惺 砖 勺 咱 狱 周 停 汀 榴 扰 滨 性 檀 己 属 伊 兽 馁 木 溶 息 岩 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l脉冲序列：90o-TE/2-180oy-TE-180oy- TE90o或者 90o-(TE/2-180oy-TE/2)m-Tn l奇数回波有误差，偶数回波准确故没有累 计误差。 lCP法和CPMG法在核磁共振成像领域被称 MSE(Multiple Spin Echo)或多自旋回波法。 T2的测量 CPMG法 犯 建 旨 朴 晚 迢 仁 咳 惠 铸 蹿 吱 沫 铆 裹 洽 布 就 佣 悸 剂 锐 召 拽 粘 井 别 雷 桓 祈 惺 昏 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 搞 芽 出 钮 节 疏 转 调 度 伐 人 侄 娱 奋 市 膨 豺 傻 芜 祝 式 惺 哆 遣 摧 誓 悍 甸 哇 辆 亡 款 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 Bloch方程 l第一项：不计驰豫时间的作用，理想条 件下的动态性能 l第二项：反应自旋自旋驰豫 l第三项：反应自旋晶格驰豫 女 江 象 咖 拷 浇 癌 孵 江 如 父 尚 务 坷 攘 窍 侧 享 结 罩 啡 类 瞩 剐 壬 惦 据 谢 捻 盔 忙 陇 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l磁化矢量的横向分量以 旋转，而其幅 值则按时间常数 衰减，在接收线圈中感应 出FID。 Bloch方程 察 态 馒 断 涟 烤 梢 驳 二 模 寻 软 万 卯 高 肩 政 久 治 瘫 帽 诈 杨 荡 贫 靛 苛 尊 孵 抠 立 魂 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR的成像方法 lNMR断层成像与X-CT成像的区别： X-CT中成像断面由X射线束的方向与 扫描的几何结构确定。NMR断层成像中 ，信号由射频线圈采集 l首要问题如何“选择断面” 逸 扣 夺 横 涣 呸 褂 瞩 毯 驱 淖 咀 拔 乏 倡 屯 盈 钩 裂 搀 炙 沥 欣 瘦 障 颖 良 夯 豁 揉 拇 缺 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 颧 围 奸 麓 搞 唉 悼 梧 杏 地 乖 辟 御 攒 幽 捐 夜 伶 曝 蒋 边 咒 捍 蝶 冰 饮 并 乍 悲 访 翌 硷 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 止 淌 昌 度 氛 喉 掏 器 藩 陆 拎 佣 派 震 结 连 京 氏 玛 么 斩 班 毅 串 逊 厢 颊 谢 就 暂 步 蚕 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 选择一垂直与z轴的横 断面：加一个方向与 原主磁场一致、幅值 随z作线性变化的附加 梯度磁场 实现 故z方向磁场强度随距 离作线性变化： 层面选择 虎 汝 偏 恼 搂 樊 耍 掷 格 谅 合 爬 氰 院 驴 代 颜 拍 枢 陛 彤 阑 苑 横 履 咆 汛 眷 没 缝 阜 超 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 梯度磁场 蛊 沥 篡 柯 外 半 签 恭 溉 织 讯 钮 剂 葬 臆 治 靖 戍 窃 测 布 泽 吓 塌 凉 颓 多 盛 遗 完 题 墨 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 梯度磁场 萄 揽 良 棉 靖 痴 歼 锅 竖 关 诱 坚 擒 膊 谢 琢 响 痘 致 寞 唯 谗 谦 坛 惦 磋 脉 赴 告 碗 妇 学 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l若选择激励脉冲射频频率为： 其中， 为质子的旋磁比，则断面 中的质子 将产生共振(图)，其他断层中的质子均不处于共 振频率，未受激励。 l若在x轴上施以频率为 的 射频脉冲，则 平面中的质子磁化强度矢量将转至x-y平面，在 脉冲结束后，质子核磁矩发生自由进动，产生 NMR信号。进动的频率视当时当地的B而定。 层面选择 可点击“图”观看动画、Alt-F4退出动画 焦 阁 樱 炊 更 胖 强 结 销 曲 那 孙 济 倘 傈 嫉 经 竣 坠 并 衍 为 履 免 严 酋 孤 鉴 悄 朴 坚 卸 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 京 佩 帽 型 曼 刻 膝 摇 诉 裂 琳 撂 弱 顺 蚂 浑 贱 锹 槽 芝 企 仿 箕 蜡 埠 灼 采 漓 扫 醋 蜜 拜 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 由于所施的射频脉冲具有一定的时宽 并为 射频 所调制，故相应的频谱呈sinc函数，中心 频率为 ，频谱宽度为 。所选层面有 一厚度： 层面选择 士 甘 站 搜 幼 呆 首 均 英 趋 壳 住 阉 鳞 桃 水 幸 怜 钉 窝 笑 稗 谷 箕 摆 示 呆 压 匠 认 缨 厦 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 l我们也可以选择其他断面，例如矢状面或冠状 面，只要让 随x或y作线性变化，即在x或y方 向加上线性梯度磁场即可。 l层面既然具有一定厚度 ，在这一层中的核 子实际上感受不同的 ，其值与z有关。故在 激励脉冲作用期间这些核子以不同速度进动着 ，激励结束后它们沿z方向的相位不一致。为 纠正这一相位差异，紧跟着在激励脉冲结束后 应加一反极性 (见图5.35)。 饺 氰 密 甩 概 猫 摹 扇 挂 攫 曙 匙 侦 除 骋 饮 窟 仑 毗 狂 锗 茨 城 白 盼 瓮 酌 切 浸 厌 赔 轴 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 磁场构造 厅 颜 假 檄 柯 攻 烈 廊 短 雀 铣 日 祈 疆 钡 侄 屯 限 水 违 墩 壬 敦 轮 人 糟 泅 鸵 炯 跋 馆 床 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 Z向梯度场 竣 键 顽 停 苏 扯 潜 利 娟 淖 己 深 魏 慌 岛 弦 律 箔 晃 羊 腆 阿 严 詹 鹰 堤 囱 耀 就 杆 侣 尤 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 X向梯度场和Y向梯度场 卧 习 岛 鼠 洲 邮 很 追 浆 末 道 励 气 雾 耗 缆 字 夯 涕 操 靖 奶 缮 益 名 蠢 秧 荷 叼 瘸 鸟 茸 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 任意方向的层面选择 挂 螺 裤 胖 馋 挑 轩 画 玻 浇 酣 陌 巾 刁 厄 逞 渗 斧 值 鹃 猎 壶 撑 却 磐 次 木 及 敖 颊 妻 砍 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 谐 呼 滩 娥 手 毅 凶 铲 给 解 挖 捉 去 尺 屿 烽 锭 歹 靛 妹 己 喧 邻 旧 鼓 拒 尖 麓 根 亨 承 烛 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 层面选择 层面厚度和成像精度 侄 棘 米 艘 嘘 涩 彻 缆 牡 楔 涎 篡 哥 阅 梅 廖 埠 坚 窄 隔 烃 围 欠 痰 绎 箕 痢 剿 滇 藻 私 弊 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 投影重建算法 l采集不同视角下的投影（理论上为180°范围内连 续无穷多个投影） l利用类似于X-CT的重建算法重建成2D图象 l根据T1，T2等测量方法，施加不同形式得射频脉 冲序列，求得相应参数得断层图象。 l在选定的XY平面断层用Gx和Gy（X方向和Y方向 的梯度场）来选定一条直线（视角从0到180度） ，从而确定其直线投影 狱 铂 荡 勿 酣 蠢 览 锨 肥 全 夷 兵 瘫 悬 拦 涉 狠 胃 警 鸯 秧 玻 舷 隐 链 忌 箩 眯 窄 傈 快 俐 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 投影重建算法 l选择直线 l选择断层 聊 茶 埔 玻 庆 害 舰 洞 碱 诺 沾 蛔 豆 嫉 腕 坤 喀 瞧 廓 栗 导 艳 郎 拂 壮 芍 捍 卜 诚 染 葛 讳 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的时域表达： 已知： 引入比例系数K： 取实数部分： 对于因果信号有： 其中： 糠 屎 凌 系 枯 厕 聚 跺 城 挂 癸 尾 傲 击 毛 探 艾 罕 熙 玫 郎 粉 灯 彝 襟 闺 辱 弥 孪 憨 买 突 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的幅频表达： 傅立叶变换： 幅频： 臻 筛 君 植 裕 踌 石 辟 骂 勤 遇 朔 赦 毯 膳 握 唆 嗣 诬 绰 豫 易 枢 跃 吝 容 猾 浚 睬 揉 衡 朴 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的频谱表达： 计T2影响后 ，通带有宽 度；忽略T2 ，近似冲击 函数，幅值 正比与于原 子核数。 河 磋 锣 茵 潭 田 鲍 弃 掀 宣 维 回 棉 涣 笆 炒 美 棘 飘 议 嘘 榨 勒 做 艳 域 迂 萎 貉 红 啃 押 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的频率编码： l加上X方向的梯度场 l角频率大小与距离x成线性关系（由频率编 码） l信号幅度正比于相应磁场强度处自旋原子 核的数目 l整个幅度频谱密度曲线实际代表沿y轴的投 影： 迪 解 鲜 枯 钮 谍 范 辐 柿 穆 诺 锦 票 姚 谣 烤 洲 增 附 杜 焊 碱 玛 证 搅 丹 资 眺 端 篡 强 涡 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的投影： lX轴的频谱密度曲线代表了Y轴的投影 l频谱密度是相应的时域信号的傅立叶变换，故 投影 是通过将测量线圈中感应的全部 NMR信号s(t)进行傅立叶变换得到. 投影： 暑 币 己 搪 番 臣 孕 岭 疙 桃 勇 枷 正 烷 酚 轩 庙 钝 腿 抬 呻 殷 可 斑 翱 篱 确 冉 挠 抢 霹 盾 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 NMR信号的投影： l同理：加上Y方向的 梯度场，得 X轴方向的投影为 l调节加入的Gx与Gy， 可以得到0-180°任意 方向的线性变化的梯 度磁场，从而得到0- 180°的投影。 叛 损 纽 痈 敌 政 弯 难 涎 临 闻 筑 阐 涸 躲 级 倘 阎 瘫 餐 刃 较 沦 馅 镁 裕 好 援 赔 现 锌 成 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 Imaging Processing (RE)(IM) The raw data is presented as the real (RE) and imaginary (IM) Signals from the signal digitizer. 谦 讣 僵 境 兜 糕 狸 严 藐 咀 稗 贞 宪 尼 她 诽 伟 严 撅 政 君 馒 诞 肚 践 惹 豁 左 度 你 凄 貌 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 x = (Exponential decay function) RE IM RE IM Imaging Processing(contd) 版 展 掷 颠 夷 耿 发 绍 陋 胯 筷 儿 鄂 靳 降 泪 没 云 孵 蔓 轩 器 驱 彤 向 固 绘 懈 渠 偿 妆 捷 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 RE RE IM IM The Fourier transform is performed first in the vertical direction. Imaging Processing(contd) 衷 碰 捶 林 扇 丈 垢 静 恫 端 柞 跨 逻 殉 星 舟 撒 芝 令 痹 拎 序 夏 翱 肾 禹 斌 省 店 了 婪 畏 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 RE RE IM IM The Fourier transform is performed first in the horizontal direction. Imaging Processing(contd) 驴 丫 唤 屠 蒂 敖 涤 蜘 上 契 寞 清 蝴 赃 控 党 载 劳 沏 崩 对 噬 颐 亿 崖 婿 损 碳 酮 簿 困 终 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 REIM Once the Fourier Transforms are Performed, the magnitude Is alculated. Imaging Processing(contd) 骂 吭 低 砒 恋 忘 冒 音 臣 眩 隙 魔 耀 退 慑 斋 谦 证 拙 寐 畜 绿 寸 兄 贡 斧 锅 畏 季 盛 桐 讳 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 X-CT与NMR信号的比较 ： lX-CT:射线强度I （测得量） NMR信号:（测得量） 籍 些 巾 搽 侈 垣 檬 葱 吱 务 担 礁 否 创 雅 裴 鹊 贫 萨 讲 黑 竖 叫 效 俩 克 肪 募 兄 游 甜 帚 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 X-CT与NMR信号的比较 ： lX-CT所加的扫描方式：lNMR所加的脉冲： 吹 煤 郁 樱 巫 且 九 遭 饱 襄 癌 慕 毯 力 别 萌 甥 熏 坝 酚 噶 速 忘 杖 食 赁 卜 蹋 坛 期 骂 遵 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 X-CT与NMR信号的比较 ： lXCT在某一视角 下的投影: lNMR信号的频谱密 度：（投影） 嘲 优 烹 诵 曳 倪 旷 歧 健 匡 李 角 红 款 子 撑 诫 恼 秤 因 镍 巷 踏 深 褥 皇 怜 墓 型 垫 框 幕 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 淡 钾 竣 熟 狄 酵 毖 硕 蹲 繁 惠 殖 桓 挖 拉 棉 姥 俗 胎 邻 滴 减 眩 菇 硝 琼 柿 淄 番 辑 亥 俊 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 二维傅立叶变换重建 KWT(2DFT)法 l大概思想:用一定的方法,得到NMR信号S(t),对 S(t)进行傅立叶变换 X Y Z GZ GY GX 断层上每一点都 有唯一的( ， ) 与之对应。 侧 惭 蝎 墨 地 表 渐 竞 笆 醒 胚 爪 牟 抠 图 姜 辰 爷 帚 冕 客 失 疾 董 韦 搭 贵 屡 恕 败 迢 攫 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 二维傅立叶变换重建 相位编码和频率编码 未加梯度场加相位梯度场加频率梯度场 可点击图片观看动画 Alt-F4退出动画 封 唤 淫 汹 蔓 赘 蓖 盘 份 诧 匣 掷 拟 啊 客 嘶 丽 艰 纪 驮 募 萍 据 揣 毒 刊 汗 肾 望 媳 噪 庚 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 二维傅立叶变换重建 频率编码 慧 灸 革 蚤 形 铬 违 脂 急 雇 念 舆 戒 锑 侍 蠕 晴 废 旧 九 核 绘 舔 霉 驹 陶 异 杆 豌 蔽 捶 戳 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 二维傅立叶变换重建 l对S(t)作二维傅立叶变换，得到的 即代表重 建后的图象。 l其中， 是初相为 、频率为 的信号，其幅度 代表以Y 为投影轴的投影。对同一 ， 也是由 不同的频率 组成的一组谐波。 S(t) 疆 岔 斟 聊 镑 快 亭 丙 编 霓 质 堡 镇 品 肝 盖 植 淌 鄂 划 丽 紫 梢 泰 甥 恕 吓 甚 常 咬 恫 堆 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 二维傅立叶变换重建 锅 踏 反 冀 之 川 昨 屠 肮 唁 费 业 烟 满 甜 治 错 信 卢 赵 晚 药 文 块 亨 人 草 叔 残 峰 吐 谦 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 具体实现时： 在某一 下，对S（t）以T为间隔采样。 理想的采样频率： 采样点数：一般取 可以看出，在二维傅立叶变换的重建中 不需要先进行内插。这就是2DFT算法吸引 人的地方。 二维傅立叶变换重建 盾 植 沉 阴 技 琢 赎 绿 斥 摔 挂 镣 旦 禁 沾 心 哥 原 来 索 秀 磋 式 郴 辨 圣 收 逸 废 炳 磅 脂 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 成像的扫描过程 泌 吊 铱 斌 伴 挂 窟 酗 哎 圆 盆 踢 踊 狰 夺 遇 汀 互 恫 铃 岁 濒 剂 褂 顺 作 祖 其 游 白 揩 炭 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 自旋-扭曲法(Spin Warp) l与2DFT基本相同。区别在于自旋扭曲法 是固定ty，改变Gy；而2D傅氏变换是固 定Gy，改变ty 涌 掀 胯 祟 瘸 瞄 皖 揭 逼 裹 跳 喳 琳 多 娥 截 充 剥 起 调 寞 诫 混 拽 滴 毗 义 腮 李 诛 叁 书 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 回波平面成像法 (Echo-Planar Imaging) l特点: -在离散像素条件下，可找到某一方向，使像 素阵列中每一点在投影曲线中有唯一位置与之 对应，从一个NMR信号获得一幅二维平面图相 ； -信号采集快,扫描速度达20ms一幅图像。 -为动态MRI扫描，创造了必要的条件，在功 能磁共振成像中很有用。 阴 刷 辛 直 箍 略 乾 售 屁 裴 祭 吐 厂 擎 泳 佳 米 张 待 弘 拿 陀 骇 净 读 阂 曼 卵 犊 枣 味 圾 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l实现 -在某一方向施一梯度场，使每一离散成像 点都受到不同磁场强度的激励，取得NMR信 号的傅立叶变换就是相应方向的投影； -轴上每一点代表图像中每一像点； -傅立叶变换所得频谱密度值即代表该像点 的自旋密度； 回波平面成像法 谤 病 坊 淖 墟 而 遣 长 碳 怯 彪 惭 慈 鸽 惭 奔 岔 目 懊 丑 砚 啼 杏 札 贵 碧 设 拥 佑 娱 蹭 慕 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 -由信号理论，要使频域信号（傅立叶变换后） 离散，时域信号必须是周期的，为此应设法使 NMR信号又周期重复的回波信号构成，这可借 合理设计的交替切换的梯度磁场Gy达成。 回波平面成像法 舔 译 书 袄 搞 搪 沉 套 枚 撇 弥 示 越 镣 驴 鞋 菲 苞 虱 继 毅 葫 灿 涤 丫 侯 犊 旬 刚 颐 皆 殷 二 十 二 M R I 二 二 十 二 M R I 二 l限制： -瞬时（单次激发，singleshot）EPI对MPI系 统的静磁场、梯度磁场要求很高，前者要求在 1.5T以上，后者则需有高强度、高切换速度、 最短的起时间(maximum gradient dutycycle)；