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1、磁共振成像技术n采用不同的脉冲序列可以获得不同的磁 共振感应信号,通过信号分析可以求得T1 、T2值。n若要成像，必须设法分别求得某个断面 上所有体素的T1、T2n本节内容：如何从体外记录的磁共振感 应信号中获得体内每一点的T1 T2值， 进而将T1/T2规一化为体内解剖结构的图 像。Free induction decay (“FID”)90o在施加拉莫尔频率的短时90度射频磁场后 ，可记录到自由衰减感应信号记录到的信号频率仍为拉莫尔频率FID 信号的Fourier 变换FIDfFF-1t梯度磁场 B = Bo + Gx xBo = 1,5 TGx = 25 mT /cm频率编码 df/dx
2、 = Gx = 1 kHz /cm = 100 Hz/mmGradientFFT timef两种频率成份信号的和拉莫尔频率 与外加静磁 场强有关， 梯度磁场的 场强与位置 有关，因此 频率与位置 相关在MRI中，各种原因的误差使MRI中信号的频率成份不单一 分辩率有限 可有频率进行空间位置的编码 典型的空间编码分辨率为 100 Hz/mm or 500 ppm/mmff自旋回波序列90o180oTE/2TE/2Imaging of one sliceGzzxy层选择90o 180oGzOnly signal from sliceZ 轴方向的层选择读出梯度Gx90o 180oGzGx相位编码梯度
3、Gy90o 180oGzGxGy层选择磁场不变，读出梯度与相位编码梯度依次变化时 ，就可得到一系列的读出数据，经处理可得到图像重得n次2D FFTnm 个数据点m平面回波成像法echo plane imaging, EPIn在一次RF 脉冲激发后连续采集一连串的梯度 回波，即在一RF 脉冲激发后采集所有的成像 数据，用于重建一个平面的MR图像。EPI序列 在激发后，利用的是读出梯度的快速连续振荡 ，产生的是梯度回波链。EPI的数据采集是在 读出梯度快速往返振荡过程中进行的，梯度每 反转一次就产生一个具有独立相位编码的梯度 回波，读出梯度的快速往返切换即产生一个回 波链。快速成像序列应用n1、弥
4、散成像 diffusion又称扩散成像，n弥散是指分子无规则布朗运动或热运动 。因此分子位置不固定。但是，沿一定 方向上分子的弥散距离的平方平均值与 相应的弥散时间之比是一个常数，称之 为弥散系数。n在自旋回波序列基础上进行的弥散成像 ，是以180度相位重聚脉冲为对称中心施 加两个同幅度很大的梯度磁场G1 G2,对 于静态组织自旋相位会完全重聚，而对 于弥散运动和流动的自旋相位却无法完 全重聚，所以这些组织的MR 信号变低， 而静态组织的信号没有明显变化，这样 就产生了对比度的变化。弥散成像n应用：脑梗死的检测中具有重要的临床 价值。脑组织在急性梗死期，首先出现 细胞毒性水肿，使局部梗死区组织
5、的自 由水减少，弥散系数显著下降，因而在 弥散加权像上表现为高信号，而T1 T2加 权图像中变化不明显。n灌注成像 perfusion imagingn灌注是指血流从动脉进行毛细血管再汇入静脉 的过程，在这个过程中血液通过毛细血管与组 织进行氧和养分及代谢产物的交换。n灌注成像就是将组织毛细血管水平的血流灌注 情况通过磁共振成像方式显示出来，从磁共振 影像角度评估局部的组织活力及功能。n两种方式：n一是注射外源性示踪剂的对比剂团注示踪法 通过跟踪造影剂的流动过程来对灌注过程成 像n二是利用内源性示踪剂的动脉血流自旋标记法 先对动脉血进行饱和或激励处理，经过一 定时间后，经过标记的动脉血对组织进
6、行灌注 ，此时再对灌注区进行成像，获得的像称为标 记像，与未经标记的控制像进行减影处理，即 可获得灌注像n功能性磁共振fMRIn利用磁共振对组织磁化特性的高度敏感 来研究人脑功能，检测大脑在不同状态 下或不同区域内与神经功能活动有关的 生理或病理变化。n主要是血氧水平依赖成像blood oxygenationlevel-dependent, BOLDn血氧水平依赖成像n在局部脑组织中，氧合血红蛋白与去氧 血红蛋白的相对含量发生改变时，局部 的磁化率也会有相应的改变，BOLD成像 就是以血红蛋白的磁特性作为对比来显 示功能信息的。n氧合血红蛋白HbO2 磁性与组织相近n去氧血红蛋白dHb 顺磁性
7、 产生磁共振信号的差异T2*n静脉血氧合水平即与组织的供氧有关，又和氧的消耗 有关。人在接受各种刺激或进行各种思维活动时，相 应的大脑皮层中枢被激活，其局部的血流量增加，但 氧的消耗量增加不明显，这就使得血液中的HbO2增多 ，dHb减少，造成局部磁化率减小，在T2*图像上局部 MR信号增加，从而显示出被激活的大脑中枢与非中枢 区的磁化率对比。MRI hardwareMagnet0.015 0.3 Tesla Resistive 0.5 3 Tesla SuperconductingB0GradientsSafetyStatic magnetic field No metal objects
8、Shielding B 3 Tesla RF power deposition Deposited power 4 W / Kg No hot spots B 3 Tesla (f 130 MHz ) Images!Lumbar spine MRINormalProlapsMalignancy ?LiverArrows point to multiple lesions in the liver demonstrating metastases.Tvrsnit af rygmarv hos rotte其它成像技术n生物阻抗成像技术电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tom
9、ography， EIT）EIT是根据人体内不同组织具有不同的电阻抗这一物理原理，通过给人体 注入小的安全电流,测量体表的电位来重建人体内部的电阻抗分布图像。 n静态EIT 以电阻抗分布的绝对值为成像 目标动态nEIT及重构算法 以电阻抗分布的相对值 （差别）为成像目标图1 EIT体表激励、测量示意图激励源的作用是产生对人体安全的正弦激励并以一定的激励模式施加于激 励电极上；测量系统的测量电极以一定测量模式获取正弦激励下的体表电 信号。 电极的数量与形状结构、电极与人体接触的方式、激励源与电极之间的连 接方式、从电极上获得信号的方式等统称为激励测量模式。 测量系统主要由高稳定性的交流激励源、高
10、精度的测量电路、相应控制 电路及计算机系统组成。其中，激励源的作用是产生对人体安全的正弦 激励并以一定的激励模式施加于激励电极上；测量系统的主要功能是从 测量电极以一定测量模式获取正弦激励下的体表电信号，经高精度放大 后采用解调技术提取反映成像目标内阻抗分布信息，供算法重构阻抗图 像应用；控制电路作为计算机与激励源及测量电路间的接口电路，主要 负责激励源及测量电路的参数及模式设置，以及校正和定标等功能；计 算机主要进行总体控制、数据处理、图像重构、图像显示等功能。 英国Sheffield大学Brown等与1987年首先建立并报道了第一个完整的EIT 硬件系统（Mark I）。激励源采用直接数字合成（DDS）及V/I变换技术实 现恒流正弦激励，相敏模拟解调后由归一化定标电路对信号进行动态压缩 ，最后经12位AD转换得到反映阻抗实部信息的104个独立测量数据，用于 图像重构。该系统采用了变压器隔离、屏蔽驱动、动态范围压缩等技术， 使系统达到0.29%的精度及每秒10组数据的测量速度。 n脑地形图n体表电位图n 多通道体表脑电心电同步检测n 等电位成像
