磁共振成像检查技术(二)

Image C: TE= 1199 ms
增加TE－SNR下降；减少TE－SNR升高。
SNR
翻转角对SNR的影响
翻转角度为20°时，SNR
翻转角度为85°时，SNR
相对较低，图像粗糙。
相对较高，图像较细腻。
4、NEX对SNR的影响



NEX（number of excitation）：也称平均 次数（NSA），是每个相位编码采集数据 的重复次数。 采集的数据中既有S也有N，S总是发生在同 一空间位置上，而N的发生具有随机性。 SNR与NEX1/2成正比，增加NEX可提高图 像的SNR。
二、成像参数的选择 图像质量与成像参数
选择参数 最佳SNR NEX↑ 矩阵↓ 层厚↑ 接受带宽↓ FOV↑ TR↑ TE↓ 层厚↓ 矩阵↑ 不利影响 扫描时间↑ 空间分辨力↓ 空间分辨力↓ 最短TE↑，化学位移伪影↑ 空间分辨力↓ T1加权↓ T2加权↓ SNR↓，扫描范围↓ SNR↓，扫描时间↑
磁共振检查技术(二）
四 平面回波序列（echo planar imaging, EPI)
GRE
EPI
EPI序列的特点
是一种超快速成像方法，扫描时间非常短(30-
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100ms)，结合超快速梯度回波序列及FSE技术 。
单次激发就可以完成多条K空间填充。 可以与SE、GRE、IR序列结合采集图像信号，
增加TR－SNR升高；减少TR－SNR下降。 增加TE－SNR下降；减少TE－SNR升高。 翻转角度为90°时，产生的信号量最大，SNR最高；反 之，角度越小，产生的信号量越少，SNR越低。
重复时间TR



停止RF后，开始T1弛豫，TR时间决定着MZ恢复 的程度。而信号大小取决于信号读出时的MXY的 大小，MXY的大小又依赖于翻转的MZ的大小。 延长TR可以使MZ恢复的多，在下一次激励时将 有更多的MXY，产生信号量多，提高图像SNR； 缩短TR仅有部分MZ恢复，下一次激励时的MXY就 小，产生的信号量少，降低图像SNR。 TR除影响SNR外，主要决定图像的加权对比。 延长TR提高图像SNR，同时会降低T1WI对比。
fMRI用于显示肿瘤 与活动区间的关系从 而制定手术计划
基本脉冲序列的之间关系
SPGR
SE T2FLAIR FSE-IR FSE FRFSE SE-MSEPI FSE-XL SSFSE
FSE家族
衍生关系
GRE FIESTA GRE-MSEPI
T1FLAIR
SE-SSEPI
SE家族
GRE-SSEPI
GRE家族
类比关系
EPI家族
加速关系
第二节 成像参数的选择
一、与图像质量有关的成像参数： 1、信噪比（SNR）
2、对比噪声比（contrast to noise ratio,CNR）
3、空间分辨率 4、扫描时间
（一）与图像SNR（信噪比）有关的主要成像参数：
MRI信号（S）：净磁矢量在横向平面进动时在接收线 圈
SNR
5、接收带宽对SNR的影响
接收带宽＝20.8KHZ，SNR下降
接收带宽＝6.9KHZ，SNR增高
接受带宽减少到一半，SNR增加40%，时间延长1倍，增加化学位移伪影。
SNR
6、线圈类型的影响
在成像中选用的线圈合适与否直接影响信号的 接收量，也影响SNR。应选择合适的线圈，并 合被成像的组织位于线圈的敏感容积内。
T1加权
T2加权
骨的质子密度低，产生低信号，SNR低；脑组织的质子密 度高，产生高信号，SNR高。
SNR
2、体素大小的影响
（1）与SNR成正比：体素、FOV、层厚、像素
（2）与SNR成反比：矩阵（160*160，192*192， 256*256） 容积较大的体素所含质
子数量比容积较小的体 素多，因而SNR高。
视野 FOV（field of view）
视 野 ： 轴 、 轴 方 向 上 实 际 成 像 区 域 的 大 小
X Y
320mm
FOV＝320mm×320mm
320mm
20cm
40cm
5mm×5mm×8mm
10mm×10mm×8mm
–矩阵不变：FOV越大，体素越大。
30mm
10 10
30
10mm
Stereoscopic Fused Views
清晰显示肿瘤与白质 纤维束间的关系
灌注 成像 （PWI）
脑功能成像 (fMRI)
定位皮层兴奋区域

绘制脑功能区和非功能区
• 动静脉畸形, 肿瘤 • 评估术后脑损伤的危险性

神经科学 (探测人脑不同功能 水平)
左顶叶病灶病人的 视皮层功能成像
脑功能成像
回波时间TE


RF停止后，开始T2弛豫，MXY随时间逐渐 减小，而回波信号的大小取决于信号读出 时的MXY的大小。 TE决定着读出信号前MXY的衰减量。 延长TE，会使MXY的衰减的多，产生的信 号少，图像SNR下降。 TE还决定着图像的加权对比。缩短TE提 高图像SNR的同时会降低T2加权成分，降 低图像组织之间的T2对比。
最佳空间分辨力 （方形FOV）
选择参数
最短扫描 时间 FOV↓ TR↓ 相位编码次数↓ NEX↓ 容积采集层数↓
不利影响
SNR↓，扫描范围↓包裹伪影↑ SNR↓，成像层数↓ 空间分辨力↓ SNR↓ SNR↓
头部为信号较强的部位
腹部为信号较弱的部位
NEX＝2，矩阵448×256 扫描时间：2分钟
NEX＝4，矩阵384×192 扫描时间：3分18秒
翻转角α



翻转角控制着MZ转变为MXY的程度。α角大，由 MZ翻转成的MXY就大，产生的信号就多，SNR就 高。 SE序列使用90º 脉冲，使全部MZ均转变为MXY， 而GRE序列使用小于90º 的脉冲，仅使部分MZ转 变为MXY。 SE序列使用180º 复相位脉冲，比GRE序列通过梯 度反转产生的复相位更有效。即SE序列获取的信 号量更多，SNR更高。
常
用的是SE－EPI（RARE）。
硬件要求高，梯度切换快，磁场均匀度高（高场
强1.5T以上）、强大计算机软件。
弥散成像 （DWI）
诊断超急性脑梗死 鉴别细胞毒性水肿
与血管源性水肿
弥散张力成像(DTI)
各向异向图 (55 个方向施加弥散梯度) 胼胝体膝部
內囊
外囊
丘脑
胼胝体压部
视放射
最新DTI高级应用
10
30mm
30mm
10mm×10mm×8mm
5mm×5mm×8mm
–FOV不变：矩阵越大，体素越小。
SNR
FOV对图像SNR的影响
T1WI，FOV 24×18cm, 矩阵 320×224，NEX：2，层厚6.0mm， 空间分辨力相对较低，而图像SNR相 对较高。
同一病人T1WI，FOV 16×16cm,矩阵 NEX，层厚同a，空间分辨力相对较 高，而图像SNR相对较低。
SNR
NEX对SNR的影响
NEX＝1，SNR下降 扫描时间：1分24秒
NEX＝4，SNR增加1倍，但 扫描时间增加4倍。 扫描时间：5分11秒
SNR
5、接收带宽对SNR的影响
接收带宽：是指读出采样的频率范围或单位时间内 频率编码方向的采样次数。减少接收带宽将使采样 速度减慢，但接收到的噪声量相对减少，SNR增 高。
第三节 流动现象的补偿技术
一、流动状态的主要类型：
1、层流：规律、稳定的流动状态，管腔中心流速快，贴管壁处流速相对较慢。 2、紊流：又称湍流，无规律的流动状态，含多种不同方向且流速随机波动的 流动成分。 3、涡流：层流经管腔狭窄处时产生的一种流动状态，狭窄处速加快，而在狭 窄后管壁处呈漩涡状流动。 4、滞流：停滞或极慢的流动。

SNR是指图像的信号强度与背景噪声强度 之比。所谓信号强度是指某一感兴趣区内 各像素信号强度的平均值；噪声是指同一 感兴趣区等量像素信号强度的标准差。重 叠在图像上的噪声使像素的信号强度值以 平均值为中心而振荡，噪声越大，振荡越 明显，SNR越低，图像越模糊。
SNR
1、质子密度的影响
质子密度低的区域如致密骨、肺仅能产生低信号，因 而SNR低；质子密度高的区域如脑、软组织能产生高信号， 故SNR高。
概念：完成数据采集的时间。 扫描时间越长则发生运动
伪影的机会越多，在连续采集方式时仅影响正在采集的层 面。而在2D和3D容积采集时,将影响所有层面。
如SE序列：
扫描时间=TR×相位编码次数×NEX
NEX对扫描时间的影响
NEX＝1，SNR下降 扫描时间：1分24秒
NEX＝4，SNR增加1倍，但 扫描时间增加4倍。 扫描时间：5分11秒
SNR
TR对SNR的影响
SET1WI：TR＝560ms
SET1WI：TR＝240ms
TE=20ms
扫描时间：1分41秒
TE=20ms
扫描时间：1分31秒
增加TR－SNR升高；减少TR－SNR下降。
SNR
TE对SNR的影响
Image A: TE = 423 ms
Image B: TE = 740 ms
不同部位采用不同线圈实现全身 成像
多通道线圈为加快MR成像速度和提高图像质量提供保障
8NVARRAY_A
SNR
6、线圈类型的影响
单通道头部线圈，SNR降低
8通道头部线圈，SNR升高
总之，SE脉冲序列获得的SNR相对较高；矩 阵越大、FOV越小、层面越薄则体素越小， SNR越低；短TR、长TE将使SNR降低；增 加NEX将使SNR相对增高；选用合适的线圈 可使SNR增高。
（二）CNR（对比噪声比）
CNR：是指图像中相邻组织、结构间SNR的差异性。
CNR=SNR（A）-SNR（B）
低对比分辨力：图像中可辨认的信号强度差别的最小极
限
影像因素：
1.脉冲序列和成像参数（TR，TE，TI，FA）
2.NEX，体素，接受带宽，线圈类型。
SNR、CNR测量示意图 方框灰色区域代表视野（FOV），白色区域代 表FOV中颅脑横断面图像的成像组织区域。图a为SNR测量示意图，小虚 框1和2分别代表组织区和背景区所选的感兴趣区。SNR为组织信号强度 平均值与背景噪声的标准差之比，即SNR=SI1/SD2。图b为CNR测量示 意图，黑圆区域代表病变，小虚框1、2、3分别代表病变、正常组织和背 景所选的感兴趣区。CNR为两种组织信号强度平均值差的绝对值与背景噪 声的标准差之比，即CNR = SI1-SI2/SD3。
空间分辨力与矩阵、体厚的关系
空间分辨力
FOV对图像空间分辨力的影响
T1WI，FOV 24×18cm, 矩阵 320×224，NEX：2，层厚6.0mm， 空间分辨力相对较低，而图像SNR相 对较高。
同一病人T1WI，FOV 16×16cm,矩阵 NEX，层厚同a，空间分辨力相对较 高，而图像SNR相对较低。
空间分辨力
矩阵对图像空间分辨力的影响
T1WI，矩阵512×256， FOV24×18cm, NEX：1，层厚6.0mm，空间分辨力相 对较高，而SNR相对较低，图像粗糙。
T1WI，矩阵256×128， FOV,NEX，层 厚同a，空间分辨力相对较低，而SNR 相对较高，图像较细腻。
（四）扫描时间
CNR
灰质 白质
脑脊液
（三）空间分辨率
概念：图像中可辨认出相邻空间关系的最小物体的几何
尺寸，既对细微结构的分辨力。
影像因素：
1.体素小—空间分辨率高。 2.层厚薄—空间分辨率高。 3.FOV一定，矩阵越大—空间分辨率高。 4.矩阵一定，FOV越小—空间分辨率高。
空间分辨率与矩阵、FOV的关系
SNR
矩阵对图像SNR的影响
T1WI，矩阵512×256， FOV24×18cm, NEX：1，层厚6.0mm，空间分辨力相 对较高，而SNR相对较低，图像粗糙。
T1WI，矩阵256×128， FOV,NEX，层 厚同a，空间分辨力相对较低，而SNR 相对较高，图像较细腻。
SNR
3、TR、TE和翻转角的影响
内感应出的电流。
噪声（N）来源：磁体内患者的体质结构、检查部位和
设备系统固有的电子学噪声。 1、质子密度影响
2、体素大小的影响 3、TR、TE和翻转角度
4、NEX（回波次数） 5、接收带宽 6、线圈类型
TR时间 TE时间 回波（单）次数 接收带宽 扫描野（FOV） 层厚/层距 层数/扫描时间 距阵/回波次数 成像参数选择
成像参数的选择的基本原则



应根据检查目的和检查部位选择合适的脉 冲序列、图像信号的加权参数的扫描平面。 合适的成像序列和图像信号的加权参数是 获取良好SNR和CNR。 在设置成像参数时，应特别注意SNR是图 像质量的最重要因素。 尽量采用短的扫描时间。 应当注意人体不同解剖部位信号强弱的差 异。