MRI成像原理生物医学影像物理实验课件.ppt

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1、MRI成像原理,生物医学工程教研室,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=,故一个脉冲序列只能一次)、K空间概念、图像重建。,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

2、数的组合称为脉冲序列(Pulse Sequence),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。,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,T1和T2的差别是成像的基础,T1 T2高信号(白)短 长低信号(黑)长 短,正常人体组织的T1 T2值(ms),组织 T1(1.5T)T1(0.5T)T2 肝 490 323 43 肾 650 449 58 脾 780 554 62 脂肪 260 215 84 脑灰质 920 6

3、56 101 脑白质 790 539 92 脑脊液 4000 4000 2000 骨骼肌 870 600 47,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,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,加权像(Weighted Image,WI),TR TE WI 长 短 PD-WI 长 长 T2-WI 短 短 T1-WI,

4、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),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,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”。,正常人体组织的T1 T2值(ms),组织 T1(1.5T)T1(0.

5、5T)T2 肝 490 323 43 肾 650 449 58 脾 780 554 62 脂肪 260 215 84 脑灰质 920 656 101 脑白质 790 539 92 脑脊液 4000 4000 2000 骨骼肌 870 600 47,如何区分T1WI、T2WI,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),T2WI,T1WI,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

6、号降低(灰白)。,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,脉冲序列(Pulse Sequence),自旋回波(Spin Echo,SE);FSE;部分饱和(Partial Saturation Recovery,SR);反转恢复(Inversion Recovery,IR);梯度回波(Gradient Echo,GE/GRE);回波平面成像(Echo Planar Imaging,EPI).,自旋回波SESpin echo,最基本的序列:90180 信号 90RF激发产生横向磁

7、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。,快速自旋回波(FSE)序列,SE 256128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=TR128NEXmsFSE 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=TR128NEX/ETLmsETL 回波链,快速自旋回波的意义,常规上可以极大的缩短检查时间;对比上有较大选择性,如有效的时间;是进行水成像的基础如:脊髓造影、及脑室造影等;,成像速度更快常规SE、T2W

8、I序列 15分钟快速超快速梯度回波 1秒以内EPI 100毫秒以内,3分秒,秒,反转恢复(IR)序列,18090180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90M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),反转恢复(IR),STIR序列:短TI时的反转恢复(IR)这种short TI的IR称STIR序列,用于脂肪抑制。FLAIR(Fluid-Attenuated Inversion Recovery)序列:用于抑制自由水。,梯度回波(GE/GRE)序列,使用90的RF缩短成像时间施加一个时间、强度相同,方向相反的梯 度磁场代替180RF 使分散的相位重聚产生回波。,SE序列时,垂直激励平面快速流动的血流接受90和180RF产生回波已经流出接收平面,为无信号(流空效应)。,血流,激励层面90+180,

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