成像原理生物医学影像物理实验课件

成像原理生物医学影像物理实验课件第一页，共27页。MRI成像过程与原理的理解4个层次：1.核主要是什么核？磁有哪些磁？核、磁如何共振并成像的？2.何为弛豫过程、为何分成纵向和横向、其宏观、微观解释？MR信号在哪个平面采集，原因何在？3.90°和180°脉冲的作用是什么？理解翻转角的概念？它们常见的组合及对应序列成像特点（3种加权图像）？4.理解断层选择（编码）、频率编码、相位编码（因φ=ωτ，故一个脉冲序列只能一次）、K空间概念、图像重建。第二页，共27页。MR信号与下列因素有关：质子密度T1、T2值上述每个因素对MR信号的贡献受RF脉冲的调节、所用的梯度以及信号采集时刻的控制。MR成像过程中，RF脉冲、梯度、信号采集时刻的设置参数的组合称为脉冲序列（PulseSequence）第三页，共27页。纵向弛豫也称为T1弛豫，是指90度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的过程。一般用T1值来反映组织T1弛豫的快慢。第四页，共27页。横向弛豫也称为T2弛豫，简单地说，T2弛豫就是横向磁化矢量减少的过程。常常用T2值来描述组织T2弛豫的快慢第五页，共27页。T1和T2的差别是成像的基础

T1T2高信号（白）短长低信号（黑）长短第六页，共27页。正常人体组织的T1T2值（ms）

组织T1（1.5T）T1（0.5T）T2肝49032343肾65044958脾78055462脂肪26021584脑灰质920656101脑白质79053992脑脊液>4000>4000>2000骨骼肌87060047第七页，共27页。T1和T2的差别是成像的基础

组织的T1和T2值各有不同纵向磁化恢复快T1短，为高信号

恢复慢T1长，为低信号横向磁化消失快T2短，为低信号

消失慢T2长，为高信号第八页，共27页。常见的几种检查图像

调节TR和TE可以得到组织特征的图像

质子密度（PD）反映组织质子密度的差别

T2加权像（T2WI）反映组织T2弛豫的差别

T1加权像（T1WI）反映组织T1弛豫的差别第九页，共27页。加权像（WeightedImage,WI）

TRTEWI长短PD-WI长长T2-WI短短T1-WI第十页，共27页。T1加权成像(T1WI)T1值越小

纵向磁化矢量恢复越快

MR信号强度越高（白）T1值越大

纵向磁化矢量恢复越慢

MR信号强度越低（黑）脂肪的T1值约为250毫秒MR信号高（白）水的T1值约为3000毫秒，MR信号低（黑）第十一页，共27页。T2加权成像（T2WI)T2值小

横向磁化矢量减少快

MR信号低（黑）T2值大

横向磁化矢量减少慢

MR信号高（白）水T2值约为3000毫秒MR信号高脑T2值约为100毫秒MR信号低第十二页，共27页。人体大多数病变的T1值、T2值均较相应的正常组织大，在T1WI上比正常组织“黑”，在T2WI上比正常组织“白”。第十三页，共27页。正常人体组织的T1T2值（ms）

组织T1（1.5T）T1（0.5T）T2肝49032343肾65044958脾78055462脂肪26021584脑灰质920656101脑白质79053992脑脊液>4000>4000>2000骨骼肌87060047第十四页，共27页。如何区分T1WI、T2WI第十五页，共27页。如何区分T1WI、T2WI看TR、TE

T2WI：长TR（大于2000毫秒)长TE（大于50毫秒）

T1WI：短TR（400-800毫秒）短TE（小于20毫秒）T2WIT1WI第十六页，共27页。如何区分T1WI、T2WI看水和脂肪T1WI：水（如脑脊液、尿液）呈低信号（黑）脂肪呈很高信号（很白）T2WI：水呈很高信号（很白），脂肪信号降低（灰白）。第十七页，共27页。如何区分T1WI、T2WI看其他结构脑组织：T1WI:白质比灰质信号高T2WI:白质比灰质信号低腹部：T1WI:肝脏比脾脏信号高T2WI:肝脏比脾脏信号低第十八页，共27页。脉冲序列（PulseSequence）自旋回波（SpinEcho,

SE）；FSE;部分饱和（PartialSaturationRecovery,SR）；反转恢复（InversionRecovery,

IR）；梯度回波（GradientEcho,GE/GRE）；回波平面成像（EchoPlanarImaging,EPI).第十九页，共27页。自旋回波SE

Spinecho

最基本的序列：90°——180°——信号90°RF激发产生横向磁化Mxy，由于磁场不均匀，致同步的质子群变为异步，相位分散；180°RF使质子群离散的相位重聚，使Mxy在TE时间达到最大值，并产生回波。第二十页，共27页。快速自旋回波(FSE)序列

SE

256×128矩阵需128次RF激发和频率、相位编码一个TR内只能得到一个信号填充一个K空间

扫描时间=TR×128×NEXmsFSE

90°RF

后给连续的180°RF一个TR可得到多个信号填充在同一个K空间内。

扫描时间=TR×128×NEX/ETLmsETL

回波链第二十一页，共27页。快速自旋回波的意义常规Ｔ２ＷＩ上可以极大的缩短检查时间；Ｔ２对比上有较大选择性，如有效的ＴＥ时间；是进行水成像的基础如：脊髓造影、ＭＲＣＰ、ＭＲＵＰ及脑室造影等；第二十二页，共27页。成像速度更快常规SE、T2WI序列15分钟快速超快速梯度回波1秒以内EPI100毫秒以内3分５３秒１秒第二十三页，共27页。反转恢复（IR）序列

180°—90°—180°—信号第一个180°使磁化矢量M由+Z到-Z轴上RF停止后，M值沿+Z轴增长给予90°M倒向xy平面第二个180°使相位聚IR序列图象具有较纯的T1加权特性180°至90°之间的时间为反转时间(TI)第二十四页，共27页。反转恢复（IR）STIR序列：短TI时的反转恢复（IR）这种s