MRI成像原理生物医学影像物理实验课件.ppt
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 920 656 101 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,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（0.5T）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、T2WI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,
