磁共振成像復(fù)習(xí)題

1、1第四章 第四章 磁共振成像復(fù)習(xí)題 磁共振成像復(fù)習(xí)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(zhì)進(jìn)行激發(fā)，發(fā)生核 磁共振，用感應(yīng)線圈檢測技術(shù)獲得組織弛豫信息和質(zhì)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(shù)。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(qiáng)度矢量 ：磁化強(qiáng)度矢量 M磁化強(qiáng)度矢量是單位體積內(nèi)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(qiáng)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(qiáng)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(zhì)子即迅速由激發(fā)態(tài)向原來的平衡狀態(tài)恢復(fù)，系統(tǒng)由激發(fā)態(tài)恢復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)到原縱向磁化強(qiáng)度 63%的時間，稱縱向弛豫時間 T1。(T1=縱向磁化從最小值恢復(fù)到平衡態(tài)磁 化矢量 63%的時間。)11．自由感應(yīng)衰減： ．自由感應(yīng)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(yīng)衰減信號。12．T1WI：以縱向弛豫時間 T1 為權(quán)重的磁共振圖像。(信號強(qiáng)度主要由 T1 決定的 MR 圖像即為 T1WI)13．T2IW：T2 weighted image，T2 加權(quán)像 加權(quán)像以橫向馳豫(自旋-自旋弛豫)時間 T2 為權(quán)重的磁共振圖像。(信號強(qiáng)度主要由 T2 決定的 MR 圖像即為 T2WI。)14．質(zhì)子密度加權(quán)像： ．質(zhì)子密度加權(quán)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(zhì)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(zhuǎn)，當(dāng) RF 中止后又會釋放電磁能量恢復(fù)到初始狀態(tài)，即產(chǎn)生橫向馳豫(T2)和縱向馳豫 (T1)。③用感應(yīng)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(jìn)行空 間定位，可重建出 MR 圖像。MR 信號的產(chǎn)生必須具備三個基本條件：能夠產(chǎn)生

8、共振躍遷的原子核、恒定的 B0 以及產(chǎn)生一定頻率 電磁波的交變磁場。4．?dāng)⑹龃殴舱癯上窨臻g定位技術(shù) ．?dāng)⑹龃殴舱癯上窨臻g定位技術(shù) (15分)。 評分標(biāo)準(zhǔn)： 評分標(biāo)準(zhǔn)： (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(shí)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(yīng)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(zhì)子進(jìn)行共振激發(fā)的技術(shù)。在 Z 向施加梯度后，沿 Z 軸各層面上質(zhì)子的旋進(jìn)頻率可表示 為：ωZ=γ(B0+ZGZ) 由上式可知 ωZ 為 Z 坐標(biāo)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(biāo)一定)來說，

10、層面內(nèi)所有質(zhì)子的共振頻率均相同。這時如果用一個寬帶脈沖實(shí)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(jìn)行激發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)每次只激發(fā) 一層的選層的目的。設(shè)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(yīng)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(shí)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(dāng)應(yīng)用了平面選擇梯度之后，組織質(zhì)子的共振頻率與沿 Z 軸方向的位置成線性相關(guān)。特定的共振頻 率對應(yīng)于特定平面的質(zhì)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(yīng)于那個頻率的平面內(nèi)的質(zhì)子發(fā)生共振。那些被激發(fā)的質(zhì)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(zhì)子有規(guī)律的旋進(jìn)相位差，然后用此相位差來標(biāo)定體 素空間位置的方法。當(dāng)引起共振的射頻脈沖終止后，每個體素內(nèi)的質(zhì)子均發(fā)生橫向磁化，M 倒向 XY 平 面旋進(jìn)(90°RF 脈沖)，旋進(jìn)的相位與 M 所處的場強(qiáng)有關(guān)。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(diǎn)便可實(shí)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(shè)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(jìn)。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(jìn)，其旋進(jìn)頻率 ωY 為：ωY=γ(B0+YGY) 該方向上 Mi 的旋進(jìn)頻率 ωY 為 Y 的函數(shù)，Y 坐標(biāo)越大，質(zhì)子的旋進(jìn)速度越快。由體素 v1，v2 和 v3 在 相位編碼方向上的位置關(guān)系可知，v3 較 v2 有更快的 ωY，而 v2 的旋進(jìn)又快于 vl。ωY 的不

14、同必然導(dǎo)致旋進(jìn)相 位不同，設(shè)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(jìn)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(jié)束時 Ml，M2 和 M3 的旋進(jìn)相位。由此所產(chǎn)生的相位差 ΔΦY 可用下式計算：ΔΦY=γ·YGYtY=ΔωYytY ΔΦY 是相位編碼坐標(biāo) 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