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1、gGE Medical SystemsTraining in Partnership核磁物理学基础核磁物理学基础图像质量图像质量基础脉冲序列基础脉冲序列氢原子氢原子+-原子核原子核电子电子质子质子所有磁矩的和所有磁矩的和用用 MM表示表示M z净磁化矢量净磁化矢量净磁化矢量净磁化矢量排列排列/进动进动 术语B0: 静磁场Hertz: 表示频率的标准单位,每秒的转数 ( 1 hertz = 1 秒1转 )Phase: 在旋转中的相对位置 进动频率进动频率低低 B0* 运动轨迹和静磁场大小相关高高 B0静磁场引起的质子自旋. 质子在静磁场中沿圆形轨迹自旋.Larmor 公式公式w = g Bow
2、= g Bo进动频率系数，氢质子为42.6mHz静磁场强度进动频率表进动频率表 同位素同位素 0.2 0.5 1.0 1.51H1H13C13C19F19F31P31P42.68.521.342.663.9mHzmHzg g10.7140.0417.2416.160.125.95.3520.038.6210.7340.117.262.148.015.05共振共振术语术语 B1 : 加在垂直于静磁场(B0)方向上的磁场. Frequency: 时间周期内的旋转转数在MR中，B1磁场由特定射频频率的电磁波产生射频频率射频频率共振发生需要两个条件：1. RF的方向垂直于静磁场 B02. RF的频率必
3、须和质子的自旋频率一致.()B0核磁信号的产生核磁信号的产生术语术语FID: 自由感应衰减的简称，射频发射终止后，接收线圈接收到的可测量的MR信号。 Free precession: 没有射频作用时的质子状态自由进动自由进动射频结束时的三个现象：1. 质子释放能量，从高能状态回到低能状态。质子释放能量，从高能状态回到低能状态。2. 磁化矢量恢复到纵向。磁化矢量恢复到纵向。3. 横向磁化矢量衰减时横向磁化矢量衰减时,质子间相互失相位。质子间相互失相位。4. MR 信号产生。信号产生。施加施加RF时时 RF结束时结束时B0 Bo磁体内孔磁体磁体匀场线圈匀场线圈梯度线圈梯度线圈RF 线圈线圈 RF线
4、圈线圈梯度线圈梯度线圈匀场线圈匀场线圈2000 80-90T2T1PD300-700: 1.5T300-600: 1.0T300-500: 0.5T300-350: 0.2T36扫描时间参数表扫描时间参数表扫描时间参数表扫描时间参数表 层厚NEXTETRFOV 接收带宽相位频率SNRSp. res.TimeCont.Cont.Cont.T1PDPDT2T2T1扫描参数权衡扫描参数权衡安全安全对病人损伤对病人损伤听力金属面部、眼睛起搏器内部损伤RF 加热电缆和线圈Hand out Safety Screening form for scanningScreening Form金属金属铁磁性铁磁性
5、铁磁性铁磁性: :和主磁场轻微反向和主磁场轻微反向 (-1)金金铜铜 锌锌水银水银顺磁性顺磁性顺磁性顺磁性: :反磁性反磁性反磁性反磁性: :轻微被主磁场吸引轻微被主磁场吸引 (+1)铱铱锰锰钛钛钆钆铂铂被主磁场吸引：被主磁场吸引：铁铁镍镍钴钴一些合金一些合金当把金属带进磁体间时所发生的状况当把金属带进磁体间时所发生的状况!The MR technologist should screen anyone (not just the patient) for any possiblecontraindications prior to entering the MR scan room!Safe
6、tyYOU! 翻转恢复序列翻转恢复序列RFGyecho90180 3180参数参数: :TR, TE, TITR, TE, TITI 范围范围 STIRFLAIR1.5 T1.0T1.5T1.0T145-160120-1302200 - 2500 25 双回波序列双回波序列RFGyecho90180180双回波、多回波序列: 3# of # of EchoesEchoes双回波自旋回波序列双回波自旋回波序列time signal1734516885102119136153170187204221238255272TE:传统自旋回波传统自旋回波 (短短TE)time signal17345168
7、85102119136153170187204221238255272TE:传统自旋回波传统自旋回波 (长长TE) 5快速自旋回波快速自旋回波ETL=8 Eff. TE=5xESPGyGxechoRF 9参数参数: :TR, TE, ETLTR, TE, ETL快速自旋回波快速自旋回波 术语术语 回波链 (ETL): 操作者在 FSE序列中所选的回波数。 图像中以ET表示。 回波间隔: 最短TE 的倍数 第一个第一个TR :8 ETLK 空间空间传统传统SE (TE)快速自旋回波快速自旋回波 (TE)对比度对比度 SE vs. FSEtime signal1734516885102119136
8、153170187204221238255272TE:time signal1734516885102119136153170187204221238255272TE: 11 自旋回波扫描时间自旋回波扫描时间举例举例: (2000) (256) (2) (1/60,000)采集时间采集时间 = (TR) (# 相位编码步数相位编码步数) (NEX) (1/60,000)(2000) (256) (2) (1/60,000) = 17 minutes 17快速自旋回波扫描时间快速自旋回波扫描时间采集时间采集时间 = (TR) (# 相位编码步数相位编码步数) (NEX) (1/60,000)ET
9、L举例举例: (2000) (256/16) (2) (1/60,000)(2000) (256/16) (2) (1/60,000) = 1 minute回波链长度回波链长度ETL 怎样影响其他参数 ETL T2 对比度 层数 扫描时间 运动伪影 边缘blurring伪影 15回波间隔回波间隔 回波间隔是最短回波间隔是最短 TE的倍数的倍数增加最短增加最短增加最短增加最短 TETE的扫描参数的扫描参数的扫描参数的扫描参数 : : FOVMIN TEMIN TEMIN TEMIN TEFOV矩阵矩阵RBW层厚层厚层厚层厚RBW 矩阵矩阵 13接收带宽接收带宽接收带宽对 FSE中的许多参数有影响
10、。 下面是增加 RBW时对其他参数的影响。最短最短 TERBWRBW 19回波间隔回波间隔 运动伪影运动伪影 化学位移化学位移SNR层数层数 梯度回波脉冲序列梯度回波脉冲序列RFGzGyGxq 29参数参数: :TR, TE, FATR, TE, FA比较比较:自旋回波自旋回波 vs 梯度回波梯度回波相似点都使用 RF 激发都使用梯度选层，相位编码和频率编码。都生成回波信号。 30不同自旋回波使用1800 RF脉冲使质子重新聚相位，而梯度回波使用梯度使质子重新聚相位。1800 RF 重聚脉冲能校正 T2 (准T2)效应; the 重聚梯度无法校正T2效应。比较比较: 自旋回波自旋回波vs梯度回
11、波梯度回波 31T2*加权像加权像 T2 和T2效应都影响横向磁化向量衰减。 T2是由于局部磁场不均匀造成的横向磁化向量衰减, 回波回波T2 衰减衰减T2* 衰减衰减32T2*加权像 ：由于局部磁场不均匀造成的横向磁化向量失相位所决定的对比度。什么导致磁敏感性伪影什么导致磁敏感性伪影什么导致磁敏感性伪影什么导致磁敏感性伪影 ? ?不同组织在磁场中的磁化程度不同。取决于周围环境。 例如在 气体 / 水交界. 这些组织的进动频率差别导致局部磁场相互抵消，质子失相位。 这是梯度回波所不能校正的T2效应，也就是为什么在气体/水交界处信号丢失的原因。 34磁敏感性伪影磁敏感性伪影 33梯度回波梯度回波梯
12、度回波梯度回波自旋回波自旋回波自旋回波自旋回波“ 同向同向“反向反向第二种化学位移第二种化学位移反向反向反向反向同向同向同向同向TE (1.5 T)0 msec2.2 msec4.4 msec6.6 msec“ 同向同向“ 反向反向“ 同向同向“ 反向反向TE (.5 T)0 msec7 msec14 msec21 msec第二种化学位移第二种化学位移TE (1.0 T)0 msec4.4 msec9.2 msec14 msec2D GRETR 200 ，短 TE ( 15 20ms )小翻转角 (250) 得到 T2* 对比度。 TR 越长饱和越少，因此T1影响不明显。 40横向稳态横向稳态
13、.XYZMy长 T2驰豫时间的组织与短 T2驰豫时间的组织相比有更多的残余磁化矢量.。这是因为长 T2驰豫时间的组织在信号衰减消失前在横向上保留的时间更长。 37两种消除残余横向磁化向量的方法两种消除残余横向磁化向量的方法1. 时间时间 使残余横向磁化向量自然顺时衰减消失，导致组织的信号丢失。2. 扰相扰相 ( RF 扰相或梯度扰相 ) 阻止横向上磁化向量形成，从而消除稳态。 38SPGR（扰相梯度回波）扰相梯度回波）SPoiled Gradient Recalled echo用 RF来破坏残余横向磁化向量，减少 T2 效果。配合短 TE 减少 T2 效应, 将产生T1对比度。. 41SPGR短 TR 短 TE : (最小)中度翻转角 (450 -800) - T1 对比度最佳，增加质子饱和效应，射频破坏了大部分T2*信号，最佳T1对比度。 42
