成像原理生物医学影像物理实验

组织 肝 肾 脾 脂肪 脑灰质 脑白质 脑脊液 骨骼肌
T1（1.5T）T1（0.5T） T2
490
323
43
650
449
58
780
554
62
260
215
84
920
656
101
790
539
92
>4000 >4000 >2000
870
600
47
如何区分T1WI、T2WI
如何区分T1WI、T2WI
T2WI
快速自旋回波 ( FSE)序列
SE 256×128矩阵需128次 RF激发和频率、相位编码
一个TR内只能得到一个信号填充一个K空间 扫描时间=TR×128×NEXms
FSE 90° RF 后给连续的180° RF 一个TR可得到多个信号填充在同一个K空间内。
扫描时间=TR×128×NEX/ETLms ETL 回波链
MR信号与下列因素有关：
质子密度 T1、T2值
上述每个因素对MR信号的贡献受RF脉冲的调节、
所用的梯度以及信号采集时刻的控制。
MR成像过程中，RF脉冲、梯度、信号采集时刻的
设置参数的组合称为脉冲序列（Pulse Sequence）
纵向弛豫
• 也称为T1弛豫，是 指90度脉冲关闭后， 在主磁场的作用下， 纵向磁化矢量开始 恢复，直至恢复到 平衡状态的过程。 一般用T1值来反映 组织T1弛豫的快慢。
T1加权成像(T1WI)
• T1值越小 纵向磁化矢量 恢复越快 MR信号强度 越高（白）
• T1值越大 纵向磁化矢量 恢复越慢 MR信号强度 越低（黑）
• 脂肪的T1值约为250毫秒 MR信号高（白）
• 水的T1值约为3000毫秒 ， MR信号低（黑）
T2加权成像（T2WI)
• T2值小 横向磁化矢量减 少快 MR信号低（黑）
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323
43
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58
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101
790
539
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>4000 >4000 >2000
870
600
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T1和T2的差别是成像的基础
• 组织的T1和T2值各有不同 •纵向磁化恢复快 T1短，为高信号
恢复慢 T1长，为低信号 •横向磁化消失快 T2短，为低信号
快速自旋回波的意义
常规Ｔ２ＷＩ上可以极大的缩短检查时间； Ｔ２对比上有较大选择性，如有效的ＴＥ时间； 是进行水成像的基础如： 脊髓造影、ＭＲＣＰ、ＭＲＵＰ及脑室造影等；
成像速度更快
– 常规SE 、T2WI序列 15分钟
– 快速超快速梯度回波 1秒以内
– EPI
100毫秒以内
3分５３秒
１秒
反转恢复（ IR）序列
SR）； 反转恢复（Inversion Recovery, IR）； 梯度回波（Gradient Echo, GE/GRE）； 回波平面成像（ Echo Planar Imaging ,
EPI ).
自旋回波SE Spin echo
最基本的序列： 90°——180°—— 信号
•90°RF激发产生横向磁化 Mxy，由于磁场 不均匀，致同步的质子群变为异步，相位 分散； •180° RF使质子群离散的相位重聚，使 Mxy在TE时间达到最大值，并产生回波。
180°—90°—180°—信号 •第一个 180°使磁化矢量M由+Z到-Z轴上 •RF停止后，M值沿+Z轴增长 •给予90°M倒向xy平面第二个180°使相位聚 •IR序列图象具有较纯的T1加权特性 •180°至90° 之间的时间为反转时间(TI )
反转恢复（ IR）
STIR序列：短TI时的反转恢复（IR） 这种short TI的IR称STIR序列，用于脂肪抑
横向弛豫
• 也称为T2弛豫， 简单地说，T2弛 豫就是横向磁化 矢量减少的过程。 常常用T2值来描 述组织T2弛豫的 快慢
T1和T2的差别是成像的基础
T1
T2
高信号 （白） 短
长
低信号 （黑） 长
短
正常人体组织的T1 T2值（ms）
组织 肝 肾 脾 脂肪 脑灰质 脑白质 脑脊液 骨骼肌
T1（1.5T）T1（0.5T） T2
MRI成像原理
生物医学工程教研室
MRI成像过程与原理的理解4个层次：
1.核主要是什么核？磁有哪些磁？核、磁如何共振 并成像的？ 2.何为弛豫过程、为何分成纵向和横向、其宏观、 微观解释？MR信号在哪个平面采集，原因何在？ 3.90°和180°脉冲的作用是什么？理解翻转角的 概念？它们常见的组合及对应序列成像特点（3种 加权图像）？ 4.理解断层选择（编码）、频率编码、相位编码 （ 因φ=ωτ，故一个脉冲序列只能一次）、K空 间概念、图像重建。
消失慢 T2长，为高信号
常见的几种检查图像
调节TR和TE可以得到组织特征的图像
质子密度（PD）反映组织质子密度的差别 T2加权像（T2WI）反映组织T2弛豫的差别 T1加权像（T1WI）反映组织T1弛豫的差别
加权像（Weighted Image,WI）
TR
TE
长
短
长
长
短
短
WI PD-WI T2-WI T1-WI
看TR、TE
T2WI：
长TR（大于2000毫秒) 长TE（大于50毫秒）
T1WI ：
短TR （400-800毫秒） 短TE（小于20毫秒）
T1WI
如何区分T1WI、T2WI
• 看水和脂肪
• T1WI：水（如脑脊液、 尿液）呈低信号（黑） 脂肪呈很高信号（很白）
• T2WI：水呈很高信号 （很白），脂肪信号降 低（灰白）。
如何区分T1WI、T2WI
• 看其他结构
• 脑组织：
– T1WI:白质比灰质信号 高
– T2WI:白质比灰质信号 低
• 腹部：
– T1WI:肝脏比脾脏信号 高
– T2WI:肝脏比脾脏信号 低
脉冲序列（Pulse Sequence）
自旋回波（Spin Echo, SE）；FSE; 部分饱和（Partial Saturation Recovery,
• T2值大 横向磁化矢量减 少慢 MR信号高（白）
• 水 T2 值 约 为 3000 毫 秒 MR信号高
• 脑T2值约为100毫秒 MR 信号低
• 人体大多数病变的T1值、T2值均较相应的正 常组织大，在T1WI上比正常组织“黑”，在
T2WI上比正常组织“白”。
正常人体组织的T1 T2值（ms）
制。 FLAIR（Fluid-Attenuated Inversion
Recovery）序列：用于抑制自由水。