频率编码梯度Gf频率编码梯度
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成像层面的 X向位置
二者一一对应 采集信号经傅立叶
变换后的频谱
空间分辨力相关概念
• 空间分辨力就是指图像像素所代表体素的实际大小，体素 越小空间分辨力越高。空间分辨力受层厚、层间距、扫描 矩阵、视野（FOV field of view)等因素影响。
• 层厚 :层厚越薄，图像在层面选择方向的空间分辨力高， 但由于体素体积变小，图像的信噪比降低。
0为真空磁导。
FID信号正比于磁化强度矢量的横向分
量
M
。
xy
FID信号确实反映了宏观磁化强度矢量
M的变化。
测量Larmor 频率ωo
偏共振：
共振：
改变90°脉冲宽度（P1），硬脉冲FID信号幅度变化
改变谱宽（SW），硬脉冲FID信号幅度变化
硬脉冲回波
Do：序列脉冲序列的重复时间
D1：90°射频和180°射频之间的时间间隔，
近似为回波时间的一半
D3：180°射频结束到信号采集开始的时间间
隔PP12，：：9后又91008称相°0度°死射位脉射时频频聚间冲施施集加加时时间间质子失相
180 度脉冲 后相位反转
相位重聚
软脉冲FID信号 Do：序列脉冲序列的重复时间 D3：180°射频结束到信号采集开始的 时间间隔，又称死时间 P1：90°软脉冲施加时间 RFAmp1:90°软脉冲的幅值
M xy在固定坐标系中
以 0 的角速度绕 z 轴
在x-y平面内旋转。
中而使矢量加强的结果。
M的z分量被B0所淹没，因此，FID只能在xoy面上检测。
若在 x-y 平面内置一检测线圈，则M xy 将以每秒0 / 2 的频率
切割线圈，从而产生电势。这就是检测到的 FID 信号。
FID信号（电压）为 v(t) 0S0QM xy
三个基本梯度场
在Z方向叠加的强度 随Z变化的磁场，叫 Z方向梯度场；
N
B0 S
在X方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 X方向梯度场;
N
B0
0
S
在Y方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 Y方向梯度场;
N
B0 0
S
B0+B(z)
Z
0 B0
B0+B(x)
X
B0
B0+B(Y)
Y
B0
选层梯度Gs • 在Z方向叠加梯度场可以选择层面，RF的频带
位线性
Gp结束后,Y向磁场均 匀,质子进动频率一致, 但线性相位保留下来, 并与Y向位置一一对
频率编码梯度Gf
频率编码：利用梯度磁场造成相关方向上个磁化矢量进 动频率的不同，并以此为根据来标记体素的空间位置。
与y轴平行的各列体素的进动频率x 为： x (B0 xGx)
• 频率编码梯度(Gf)使沿X向质子所处磁场线性变化,从而共振频率线性 变化,将采集信号经傅立叶变换后即可得到频率与X方向位置的线性一 一对应关系。
宽度与梯度强度共同决定层厚。
层厚与梯度强度成反相关
层厚与射频频宽成正相关
相位编码梯度Gp
图示：
• 加入相位编码梯度(Gp), 沿Y方向的质子在进动相位上呈现线性关系,将 采集信号经傅立叶变换后,可以得到Y向位置与相位的一一对应关系。
Gp施加之前,质 子沿Y向进动频 率相位均相同
施加GP,质子沿Y 向所受磁场线性, 进动频率线性,相
outline
• 基本概念 • 原理性实验 • 自旋回波成像
Ⅰ原子核的磁矩和共振跃迁
H原子核
共振吸收跃迁条件：
B0
拉莫进动： N N PN
核磁矩 在静磁场中绕B的
运动
Em z B0 mB0.
h E B0
Ⅱ.弛豫
90°射频脉冲
Mz逐渐恢复（T1弛豫) Mz=C1*M0*[1-exp(-t/T1)]
Mxy逐渐减小（T2弛豫） （散相过程）
Mxy=C2*M0*exp(-t/T2)
Ⅲ.FID（Free Induction Decay）
信号检测原理
当外施交变磁场经过时间t后，磁化矢量M处于
M xy M sin 。此时在x-y平面上有分量 B1t
M xy 的形成可以看作
是由原先相位均匀分布 的核磁矩向某一方向集
软脉冲调脉冲幅度
软脉冲回波信号
反转恢复法测T1
180º M0反方向(-Z) T1 Mz=M0(1-2exp(-t/T1)) 90º 记 录FID
Origin 拟合： T1=114.4ms
衰减信号幅值随D1的变化
Βιβλιοθήκη Baidu
饱和恢复法测T1
•90º M0在XOY平面 T1(T2<T1) Mz=M0(1-exp(-t/T1))
D3：死时间，代表射频脉冲结束到开始采样的延迟 D4&D5：回波时间，180°脉冲结束后产生回波峰值的时间
D0：重复时间
TD : 采样点数（TD/SW）NE!：累加次数，影响Y方向成像的长 率 G-Amp：G-梯度的幅值，正负号代表电流方向，输入范围100% SLICE:选层方向0-X，1-Y，2-Z
位开始重聚
经过与散相相同的 时间后,相位重聚完 全,横向磁化再次达
到最大值
自旋回波信号的产生过程
RF: Gs: Gp: Gf: SIG:
SE脉冲序列
成像参数
参数意义
RFAmp : 脉冲幅度
SP : 脉冲宽度，可用于确定激发宽度和切片厚度
D1：相位编码时间，影响Y方向成像的长度和分辨率
D2：相位平衡梯度施加时间，理论上为Sp的一半
• 矩阵（matrix）:是指 MR图像层面内行和列的数目，也 就是频率编码和相位编码方向上的像素数目。在其他成像 参数不变的前提下，矩阵越大，成像体素越小，图像层面 内的空间分辨力越高。
90º 记录FID
Origin 拟合： T1=127.7ms
硬脉冲CPMG序列测T2
90°脉冲→（经历τ散相）180°重聚脉冲→ （t=2τ)第一个回波信号→（经历τ散相）180° 重聚脉冲→（t=4τ)第二个回波信号→→→……
回波数： 286 T2=33.86ms T2=143.71ms
回波数： 100 T2=18.12ms T2=99.76ms
实物图
自旋回波成像
K空间像
核磁共振成像
FFT→矢状面
横断面
静止磁场中， 宏观磁化与场 强方向一致， 纵向宏观磁化
最大
自旋回波信号
900射频结束瞬间， 磁化翻转到横向， 开始横向弛豫，即
散相
此时的线圈感应 信号即为自旋回
波信号
施加900射频脉冲， 纵向磁化翻转到横向，
横向磁化最大
施加1800射频脉冲， 质子进动反向,相
二者一一对应 采集信号经傅立叶
变换后的频谱
空间分辨力相关概念
• 空间分辨力就是指图像像素所代表体素的实际大小，体素 越小空间分辨力越高。空间分辨力受层厚、层间距、扫描 矩阵、视野（FOV field of view)等因素影响。
• 层厚 :层厚越薄，图像在层面选择方向的空间分辨力高， 但由于体素体积变小，图像的信噪比降低。
0为真空磁导。
FID信号正比于磁化强度矢量的横向分
量
M
。
xy
FID信号确实反映了宏观磁化强度矢量
M的变化。
测量Larmor 频率ωo
偏共振：
共振：
改变90°脉冲宽度（P1），硬脉冲FID信号幅度变化
改变谱宽（SW），硬脉冲FID信号幅度变化
硬脉冲回波
Do：序列脉冲序列的重复时间
D1：90°射频和180°射频之间的时间间隔，
近似为回波时间的一半
D3：180°射频结束到信号采集开始的时间间
隔PP12，：：9后又91008称相°0度°死射位脉射时频频聚间冲施施集加加时时间间质子失相
180 度脉冲 后相位反转
相位重聚
软脉冲FID信号 Do：序列脉冲序列的重复时间 D3：180°射频结束到信号采集开始的 时间间隔，又称死时间 P1：90°软脉冲施加时间 RFAmp1:90°软脉冲的幅值
M xy在固定坐标系中
以 0 的角速度绕 z 轴
在x-y平面内旋转。
中而使矢量加强的结果。
M的z分量被B0所淹没，因此，FID只能在xoy面上检测。
若在 x-y 平面内置一检测线圈，则M xy 将以每秒0 / 2 的频率
切割线圈，从而产生电势。这就是检测到的 FID 信号。
FID信号（电压）为 v(t) 0S0QM xy
三个基本梯度场
在Z方向叠加的强度 随Z变化的磁场，叫 Z方向梯度场；
N
B0 S
在X方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 X方向梯度场;
N
B0
0
S
在Y方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 Y方向梯度场;
N
B0 0
S
B0+B(z)
Z
0 B0
B0+B(x)
X
B0
B0+B(Y)
Y
B0
选层梯度Gs • 在Z方向叠加梯度场可以选择层面，RF的频带
位线性
Gp结束后,Y向磁场均 匀,质子进动频率一致, 但线性相位保留下来, 并与Y向位置一一对
频率编码梯度Gf
频率编码：利用梯度磁场造成相关方向上个磁化矢量进 动频率的不同，并以此为根据来标记体素的空间位置。
与y轴平行的各列体素的进动频率x 为： x (B0 xGx)
• 频率编码梯度(Gf)使沿X向质子所处磁场线性变化,从而共振频率线性 变化,将采集信号经傅立叶变换后即可得到频率与X方向位置的线性一 一对应关系。
宽度与梯度强度共同决定层厚。
层厚与梯度强度成反相关
层厚与射频频宽成正相关
相位编码梯度Gp
图示：
• 加入相位编码梯度(Gp), 沿Y方向的质子在进动相位上呈现线性关系,将 采集信号经傅立叶变换后,可以得到Y向位置与相位的一一对应关系。
Gp施加之前,质 子沿Y向进动频 率相位均相同
施加GP,质子沿Y 向所受磁场线性, 进动频率线性,相
outline
• 基本概念 • 原理性实验 • 自旋回波成像
Ⅰ原子核的磁矩和共振跃迁
H原子核
共振吸收跃迁条件：
B0
拉莫进动： N N PN
核磁矩 在静磁场中绕B的
运动
Em z B0 mB0.
h E B0
Ⅱ.弛豫
90°射频脉冲
Mz逐渐恢复（T1弛豫) Mz=C1*M0*[1-exp(-t/T1)]
Mxy逐渐减小（T2弛豫） （散相过程）
Mxy=C2*M0*exp(-t/T2)
Ⅲ.FID（Free Induction Decay）
信号检测原理
当外施交变磁场经过时间t后，磁化矢量M处于
M xy M sin 。此时在x-y平面上有分量 B1t
M xy 的形成可以看作
是由原先相位均匀分布 的核磁矩向某一方向集
软脉冲调脉冲幅度
软脉冲回波信号
反转恢复法测T1
180º M0反方向(-Z) T1 Mz=M0(1-2exp(-t/T1)) 90º 记 录FID
Origin 拟合： T1=114.4ms
衰减信号幅值随D1的变化
Βιβλιοθήκη Baidu
饱和恢复法测T1
•90º M0在XOY平面 T1(T2<T1) Mz=M0(1-exp(-t/T1))
D3：死时间，代表射频脉冲结束到开始采样的延迟 D4&D5：回波时间，180°脉冲结束后产生回波峰值的时间
D0：重复时间
TD : 采样点数（TD/SW）NE!：累加次数，影响Y方向成像的长 率 G-Amp：G-梯度的幅值，正负号代表电流方向，输入范围100% SLICE:选层方向0-X，1-Y，2-Z
位开始重聚
经过与散相相同的 时间后,相位重聚完 全,横向磁化再次达
到最大值
自旋回波信号的产生过程
RF: Gs: Gp: Gf: SIG:
SE脉冲序列
成像参数
参数意义
RFAmp : 脉冲幅度
SP : 脉冲宽度，可用于确定激发宽度和切片厚度
D1：相位编码时间，影响Y方向成像的长度和分辨率
D2：相位平衡梯度施加时间，理论上为Sp的一半
• 矩阵（matrix）:是指 MR图像层面内行和列的数目，也 就是频率编码和相位编码方向上的像素数目。在其他成像 参数不变的前提下，矩阵越大，成像体素越小，图像层面 内的空间分辨力越高。
90º 记录FID
Origin 拟合： T1=127.7ms
硬脉冲CPMG序列测T2
90°脉冲→（经历τ散相）180°重聚脉冲→ （t=2τ)第一个回波信号→（经历τ散相）180° 重聚脉冲→（t=4τ)第二个回波信号→→→……
回波数： 286 T2=33.86ms T2=143.71ms
回波数： 100 T2=18.12ms T2=99.76ms
实物图
自旋回波成像
K空间像
核磁共振成像
FFT→矢状面
横断面
静止磁场中， 宏观磁化与场 强方向一致， 纵向宏观磁化
最大
自旋回波信号
900射频结束瞬间， 磁化翻转到横向， 开始横向弛豫，即
散相
此时的线圈感应 信号即为自旋回
波信号
施加900射频脉冲， 纵向磁化翻转到横向，
横向磁化最大
施加1800射频脉冲， 质子进动反向,相