成像原理3ppt课件

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1、磁共振成像原理永州职业技术学院影像系欧阳光第五部分磁共振空间定位和重建一、梯度磁场的概念：指由梯度线圈所产生的具有空间依赖特征的额外磁场。MR信号的空间定位包括层面和层厚的选择、频率编码、相位编码。MR信号的空间定位编码是由梯度场来完成的。梯度磁场是由置于磁体内的额外线圈所产生的，这种线圈叫做梯度线圈。位于磁体内的梯度线圈一般为成对线圈，每对线圈内的电流大小相等，极性相反。一对线圈在一个方向上产生一个强度呈线性变化的梯度磁场，一个线圈产生的磁场使B0增加一定的强度，而另一个线圈则使B0减小同样的程度。梯度磁场注：梯度线圈产生的磁场总是平行或反

2、平行于主磁场如何选择一个受检层面？Z方向加梯度磁场。不同位置拉莫尔频率不同，激励磁共振的RF频率不同。选择相应的RF频率，就可激励相应层面1.5T63.9MZ1.6T68.1MZ1.4T59.6MZ射频脉冲63.5-64.5MHZG0射频脉冲64.5-65.5MHZG0AB图a示梯度场强造成的质子进动频率差别1MHZ/cm，射频脉冲的频率范围为63.4-64.5MHZ，则层中心在梯度场中点（G0），层厚1cm；图b示梯度场保持不变，射频脉冲的频率范围为64.5-65.5MHZ，则层厚保持1cm，层中心向足侧移1cm；选片梯度在RF脉冲施加的同

3、时施加选片梯度来激发一定厚度的体积。选片越薄，施加的选片梯度越大。f是RF脉冲的带宽对射频脉冲的频率及带宽和Z轴梯度场作不同的调整，层面和层厚将发生如下变化：（1）梯度场不变，射频脉冲的频率改成64.5～65.5MHZ，则层厚保持不变，层面中心向足侧移动1cm；（2）梯度场不变，射频脉冲的频率范围（带宽）变成63.75～64.25MHZ，则层面中心不变，层厚变薄为0.5cm；（3）射频脉冲仍保持63.5～64.5MHZ，梯度场强增加使质子进动频率差达到2MHZ/cm，则层面中心保持不变，层厚变薄为0.5cm空间编码为了能在选定的层面内确定信

4、号来源的空间位置。进行层面的图像重建，还需要知道扫描矩阵内每个体素所产生的信号的位置和大小。解决的方法，就是对信号进行空间编码，包括：①频率编码；②相位编码。频率编码一般以前后方向为频率编码方向，我们在MR信号采集的时刻在前后方向上施加一个前高后低的梯度场，这样在前后方向上质子所感受到的磁场强度就不同，其进动频率即存在差别，前部的质子进动频率高，而后部的质子进动频率低。这样采集的MR信号中就包含有不同频率的空间信息，经傅里叶转换后不同频率的MR信号就被区分出来，分配到前后方向各自的位置上。右左后前G064MHZ64MHZ64MHZ65MHZ6

5、5MHZ65MHZ63MHZ63MHZ63MHZ前后G0由于梯度磁场的作用：①磁场在右边一列有最大值，自旋质子有较快的进动频率；②磁场在左边一列有最小值，自旋质子有较慢的进动频率；③中间一列磁场无变化，检测到的信号为自旋质子按照原来的频率进动。频率编码梯度使沿X轴的空间位置信号具有频率特征而被编码，最终产生与空间位置相关的不同频率的信号。这种编码方式称为频率编码。因为频率编码梯度也用于读取信号，所以也叫做读出梯度。相位编码在前后方向上施加了频率编码梯度场后，经傅里叶转换的MR信号仅完成了前后方向的空间信息编码，而左右方向上的空间定位编码并未能

6、实现。必须对左右方向的空间信息进行相位编码，才能完成层面内的二维定位。与频率编码梯度场不同的是：（1）梯度场施加方向不同，应该施加在频率编码的垂直方向上即前后方向，则相位编码梯度场施加在左右方向上。（2）施加的时刻不同，频率编码必须在MR信号采集的同时施加，而相位编码梯度场必须在信号采集前施加，由于进动频率的不同，各个位置上的质子进动的相位将出现差别。关闭相位编码梯度场，左右方向的磁场强度的差别消失，各个位置的质子进动频率也恢复一致，但质子进动的相位差别被保留下来，这时采集到的MR信号中就带有相位编码信息，通过傅里叶转换可区分出不同相位的MR

7、信号，而不同的相位则代表左右方向上的不同位置。前后64MHZ64MHZ64MHZ右左G0前后右左63MHZ64MHZ65MHZ前后右左64MHZ64MHZ64MHZ64MHZ二维傅里叶转换法用MR信号的频率为成像断面空间的一维地址信息，用MR信号的相位为成像断面空间的另一维地址信息。对采集的MR信号进行2D-FT后可得幅度、地址信号。2D-FT也是磁共振成像特有的图像重建的方法。三维采集的空间编码三维MRI的激发和采集不是针对层面，而是针对整个成像容积进行的。由于脉冲的激发和采集是针对整个容积范围进行的，为了获得薄层的图像，必须在层面方向上进

8、行空间定位编码。磁共振图像重建启动梯度磁场，通过层面选择、频率编码、相位编码，把整个层面体素一一进行标定，用RF脉冲对各体素进行激励，测量感应信号采集数据信息，对所