MRI K空间简介

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1、磁共振的每一个信号都含有全层的信息，因此需要对磁共振信号进行空间定位编码，即频率编码和相位编码。接收线圈采集到的MR信号实际是带有空间编码信息的无线电波，属于模拟信号而非数字信息，需要经过模数转换（ADC）变成数字信息，后者被填充到K空间，称为数字点阵。K空间与磁共振信号的空间定位息息相关。K空间也叫傅里叶空间，是带有空间定位编码信息的MR信号原始数字数据的填充空间，每一幅MR图像都有其相应的K空间数据点阵。对K空间的数据进行傅里叶转换，就能对原始数字数据中的空间定位编码信息进行解码，分解出不同频率、相位和幅度的MR信号，不同

2、的频率和相位代表不同的空间位置，而幅度则代表MR信号强度。把不同频率、相位及信号强度的MR数字信号分配到相应的像素中，我们就得到了MR图像数据，即重建出了MR图像。傅里叶变换就是把K空间的原始数据点阵转变成磁共振图像点阵的过程。相位编码梯度场-----射频脉冲+频率编码梯度场-----线圈采集得到MR模拟信号-----模数转换的到数字信号-------填入K空间形成数字点阵-----傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号------分配到各个像素中形成图像点阵得到MR图像。在二维图像的MR信号采集过程中，每个MR信号的频率

3、编码梯度场的大小和方向保持不变，而相位编码梯度场的方向和强度则以一定的步级发生变化，每个MR信号的相位编码变化一次，采集到的MR信号填充K空间Ky方向的一条线，因此，把带有空间信息的MR信号称为相位编码线，也叫K空间线或傅里叶线。从相位编码方向看，填充在K空间中心的MR信号的相位编码梯度场为零，这是相位编码造成的质子群失相位程度最低，不能提供相位编码方向上的空间信息（因为几乎没有相位差别），但是MR信号强度最大，其MR信号主要决定图像的对比，我们把这一条K空间线称为零傅里叶线。而填充K空间最周边的MR信号的相位编码梯度场强度最

4、大，得到的MR信号中各体素的相位差别最大，所提供相位编码方向解剖细节的空间信息最为丰富，由于施加的梯度场强度最大，造成质子群是相位程度最高，其MR信号的幅度很小，因而其MR信号主要反映图像的解剖细节，对图像的对比贡献很小。简单说：填充K空间中央区域的相位编码线主要决定图像的对比，而周边区域的相位编码线主要决定图像的解剖细节。零傅里叶线两边的相位编码线是镜像对称的。K空间在频率编码方向上也是镜像对称的，而且中心区域的信息对图像的对比起着绝对性的影响。K空间特性：①K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的，K空间中每一点包含有扫描

5、层面的全层信息。②K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性。③填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比，填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节。K空间数据的采集和填充与磁共振图像的空间分辨率直接相关，也将直接决定图像的采集时间。磁共振图像在相位编码方向上像素的多少直接决定于相位编码的步级数，也即不同的相位编码的磁共振回波信号的数目。FOV同，则相位编码方向的像素越多，图像在相位编码方向的像素直径就越小，空间分辨率越高；但所需要进行相位编码的步级数越多，也即需要采集的磁共振信号数目越多，一幅图像所需的采集时

6、间就越长。磁共振图像频率编码方向上的像素数目决定于在磁共振回波信号采集过程中采样点的多少，采样点越多，则图像在频率编码方向上的像素数目越多，像素径线越小，空间分辨率越高，但由于采样点增多，采集一个完整的回波信号所需要的时间越长。常规MRI序列中一般采用循序对称方式填充K空间。很重要。如梯度回波T1WI序列进行肝脏动态增强扫描（NEX=1），如果整个序列采集时间为20s，则决定图像对比的MR信号的采集应该在扫描开始后第10s，因而想要获得开始团注对比剂后第25s的肝脏动脉期，扫描的开始时刻需要提前10s，即开始团注对比剂后的第1

7、5s就开扫。实际上，K空间中相位编码线的填充顺序是可以改变的，可以采用K空间中央优先采集技术。即扫描一开始先编码和采集Ky=0附近的一部分相位编码线，决定图像的对比，然后再采集决定图像解剖细节的K空间周边的相位编码线，这一技术在利用透视实时触发技术进行的三维动态增强扫描和对比增强磁共振血管成像（ce-MRA）时有较多的应用。GE设备：K空间中心优先采集技术应用于3D快速扰相梯度回波T1WI序列包括用于动态增强或ce-MRA序列。在这类序列中，在参数调整界面的UserCVsSreen卡中可以选择K空间数据的填充顺序，选择Cent

8、ric则为K空间中心优先采集仅发生与层面内的相位编码方向，如果选择EllipticalCentric则为K空间中心优先采集同时发生于层面内的相位编码方向和层面间的相位编码方向。其它K空间填充方式：EPI的迂回轨迹；螺旋成像的螺旋状轨迹；螺旋桨成像技术的放射状轨迹。螺旋桨成像技