磁共振成像復習題

1、1第四章 第四章 磁共振成像復習題 磁共振成像復習題一、專業(yè)名詞解釋與翻譯 一、專業(yè)名詞解釋與翻譯 1．磁共振成像： 磁共振成像： magnetic resonance imaging，MRI是利用射頻電磁波（脈沖序列）對置于磁場中的含有自旋不為零的原子核的物質進行激發(fā)，發(fā)生核 磁共振，用感應線圈檢測技術獲得組織弛豫信息和質子密度信息(采集共振信號)，通過圖像重建形成磁共 振圖像的方法和技術。2．磁旋比 磁旋比（gyromagneti

2、c-ratio）： ）：γ是磁矩μ與核角動量J之比，γ是一個原子核固有的特征值，不同的原子核具有不同的γ值，每種原子 核的γ是一常數(shù)。3．magnetization vector：磁化強度矢量 ：磁化強度矢量 M磁化強度矢量是單位體積內所有 μ 的矢量和，通常用 M 表示，定義式為： iNiM ? ???14．橫向磁化矢量 ．橫向磁化矢量 MXY：transverse magnetization磁化強度矢量 M 在 XY 面上的投影 M

3、XY 叫做 M 的橫向分量 MXY。5．縱向磁化矢量 向磁化矢量 MZ：longitudinal magnetization磁化強度矢量 M 在 Z 上的投影 MZ 叫做 M 的縱向分量 MZ。6．弛豫 弛豫：relaxationRF 脈沖停止質子即迅速由激發(fā)態(tài)向原來的平衡狀態(tài)恢復，系統(tǒng)由激發(fā)態(tài)恢復至平衡狀態(tài)的過程。7．橫向弛豫： 橫向弛豫：transverse relaxation橫向磁化矢量逐步消失的過程。射頻脈沖停止后，橫向磁化矢

4、量 MXY 由最大逐步消失的過程稱橫向 弛豫，是自旋-自旋弛豫的宏觀表現(xiàn)，又稱 T2 弛豫。8．縱向弛豫： ．縱向弛豫：longitudinal relaxation 縱向磁化矢量逐步恢復的過程和新建立的橫向磁化矢量逐步消失的過程。前者稱為縱向弛豫，射頻 脈沖停止后，縱向磁化矢量由最小恢復到原來大小的過程稱縱向弛豫，又稱為自旋-晶格弛豫或稱 T1 弛 豫。9．橫向弛豫時間： ．橫向弛豫時間：transverse relaxation t

5、ime 是 Mxy 弛豫減至其最大值 37％所需的時間。10．縱向弛豫時間： ．縱向弛豫時間：longitudinal relaxation timeMz 恢復到原縱向磁化強度 63%的時間，稱縱向弛豫時間 T1。(T1=縱向磁化從最小值恢復到平衡態(tài)磁 化矢量 63%的時間。)11．自由感應衰減： ．自由感應衰減：Free induction decay，F(xiàn)ID90º 脈沖后，在弛豫過程中，由于 T2 弛豫的影響，MXY 隨時

6、間衰減，因此磁共振信號也呈指數(shù)曲線形 式衰減，這個信號稱為自由感應衰減信號。12．T1WI：以縱向弛豫時間 T1 為權重的磁共振圖像。(信號強度主要由 T1 決定的 MR 圖像即為 T1WI)13．T2IW：T2 weighted image，T2 加權像 加權像以橫向馳豫(自旋-自旋弛豫)時間 T2 為權重的磁共振圖像。(信號強度主要由 T2 決定的 MR 圖像即為 T2WI。)14．質子密度加權像： ．質子密度加權像：proton

7、density weighted image，PDWI3在它們的能級之間發(fā)生共振躍遷，這就是 MR 現(xiàn)象。質子吸收射頻脈沖(電磁波)能量后，靜磁化矢量 M 向某一方向偏轉，當 RF 中止后又會釋放電磁能量恢復到初始狀態(tài)，即產生橫向馳豫(T2)和縱向馳豫 (T1)。③用感應線圈接收這部分能量信號，就采集到了 MR 信號。通過多組梯度磁場(G)對 MR 信號進行空 間定位，可重建出 MR 圖像。MR 信號的產生必須具備三個基本條件：能夠產生

8、共振躍遷的原子核、恒定的 B0 以及產生一定頻率 電磁波的交變磁場。4．敘述磁共振成像空間定位技術 ．敘述磁共振成像空間定位技術 (15分)。 評分標準： 評分標準： (1)層面選擇、相位編碼各 層面選擇、相位編碼各3分、頻率編碼 分、頻率編碼2分； 分；(2)相位編碼原理圖 相位編碼原理圖 2分。 分。答： 答：(1)層面選擇： 層面選擇：MRI 的層面選擇是通過三維梯度的不同組合來實現(xiàn)的。如果是

9、任意斜面成像，其 層面的確定還要兩個或三個梯度的共同作用。橫軸位成像為例，以 GZ 作為選層梯度。 層面的選擇應用選擇性激勵的原理，選擇性激勵是用一個有限頻寬(窄帶)的射頻脈沖僅對共振頻率在 該頻帶范圍的質子進行共振激發(fā)的技術。在 Z 向施加梯度后，沿 Z 軸各層面上質子的旋進頻率可表示 為：ωZ=γ(B0+ZGZ) 由上式可知 ωZ 為 Z 坐標的函數(shù)，即垂直于 Z 軸的所有層面均有不同的共振頻率，而對每個層面(Z 坐 標一定)來說，

10、層面內所有質子的共振頻率均相同。這時如果用一個寬帶脈沖實施激發(fā)，就有可能選中多 個層面甚至所有層面，這與我們的愿望不符。因此，必須選用窄帶脈沖進行激發(fā)，才能實現(xiàn)每次只激發(fā) 一層的選層的目的。設成像層面位于 Z1 處，層面厚度為 ΔZ，則所需的選層激發(fā)脈沖應滿足下述條件： ωZ1＝γ(B0 十 Z1GZ) Δω＝γΔZ GZ ωZ1 為射頻脈沖的中心頻率，Δω 為其帶寬。用滿足此條件的 RF 脈沖激發(fā)時，便可實現(xiàn)選擇性激 勵。層面之外的其

11、他組織不滿足共振條件，也就得不到激發(fā)。當應用了平面選擇梯度之后，組織質子的共振頻率與沿 Z 軸方向的位置成線性相關。特定的共振頻 率對應于特定平面的質子，這些平面垂直于 Z 軸。如果在使用平面選擇梯度的同時發(fā)射特定頻率的射頻 脈沖，則只有對應于那個頻率的平面內的質子發(fā)生共振。那些被激發(fā)的質子的位置依賴于射頻脈沖的頻 率，因此通過增加或減少射頻脈沖的頻率可以移動被激發(fā)平面的位置。(2)相位編碼： 相位編碼：是先利用相位編碼梯度場 GY 造

12、成質子有規(guī)律的旋進相位差，然后用此相位差來標定體 素空間位置的方法。當引起共振的射頻脈沖終止后，每個體素內的質子均發(fā)生橫向磁化，M 倒向 XY 平 面旋進(90°RF 脈沖)，旋進的相位與 M 所處的場強有關。GY 的加入，將使各體素 Mi 的相位發(fā)生規(guī)律性的 變化，利用這種相位特點便可實現(xiàn)體素位置的識別，這就是相位編碼。相位編碼的原理，v1，v2 和 v3 分別表示相位編碼方向上三行相鄰的體素。設開始時所有體素的 M1、M2

13、、M3…均有相同的相位，并以相同的頻率旋進。t＝0 時刻，GY 開啟。在 GY 的作用下，相位編碼方向 上各行體素將處于不同的磁場中，因而該方向上 Mi 將以不同頻率旋進，其旋進頻率 ωY 為：ωY=γ(B0+YGY) 該方向上 Mi 的旋進頻率 ωY 為 Y 的函數(shù)，Y 坐標越大，質子的旋進速度越快。由體素 v1，v2 和 v3 在 相位編碼方向上的位置關系可知，v3 較 v2 有更快的 ωY，而 v2 的旋進又快于 vl。ωY 的不

14、同必然導致旋進相 位不同，設相位編碼梯度的持續(xù)時間為 tY，則 tY 時間后相位編碼方向上各體素的旋進相位 ΦY 為：ΦY=ωYty=γ(B0+YGY) tY 用 Φ1，Φ2 和 Φ3 分別表示相位編碼梯度結束時 Ml，M2 和 M3 的旋進相位。由此所產生的相位差 ΔΦY 可用下式計算：ΔΦY=γ·YGYtY=ΔωYytY ΔΦY 是相位編碼坐標 Y 即 GY 的函數(shù)。由此可見，在 GY 的作用下，信號中已包含了沿 Y 方向