核磁共振成像中采样参数对图像形状的影响规律

Gx、Gy :100% ~ 5Guass / cm
2018/11/6
Gz / Gx 1.4
????
近代物理实验I口头报告 周敏
芝麻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状面
芝麻横截面
水中加黄豆
油瓶置于水中在不同加权条件下成像:
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( FOV ) x
SW Gz
Gz(%)
NE ( FOV ) y ( Gx D1 )
0 0
频率编码梯度 Gz y
•设视野中心 B0 0, 则 0 •射频带宽 SW=2max Gz (FOV )z
图像
z轴上FOV 视野中心 0
z
B0 , max z
( FOV ) z SW / Gz
B0 , max
( FOV ) z / 2
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核磁共振成像实验中采样参数 对图像形状的影响规律
06300190086 周敏
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近代物理实验I口头报告 周敏
基础理论：
磁矩M 0
B0
•
核磁共振条件——射频脉冲频率等于质 子的进动频率
0:质子进动频率 B :质子所处磁场 0
•像素
0 B0
B1 cos t
灰度——信号强度（即质子多少） 位置信息——三个梯度场Gx、Gy、Gz 使质子的进动在空间上有频率和相位差 别
128 128 128 256 64
40 20 40 40 40
1000 2000 1000 1000 1000
cos 0 t
cos 0t
2cos 0t
0
cos 0 t
2cos 0t
0
+ ( cos 0 t )+(3cos 0 t )+(2cos 0 t)
2cos 0t
0
cos 0t
2cos 0 t
0
cos 0 t
z
z
B0 z
0 B0
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2018/11/6 近代物理实验I口头报告 周敏
实验结果
( FOV ) x SW / Gz
SW（kHz）：25、50、100、150、200。可见，SW决定x方 向样品的宽度，SW越大，视野大，样品x方向越小
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实验结果
( FOV ) x SW / Gz
( FOV ) y NE / ( Gx D1 )
D1（us）：500、800、1000、1200、1500us。D1改变Y方向大 小，D1大，样品在y方向上的长度就大，在一定条件下，D1太 大，会产生伪影.
2018/11/6
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结论：
• • 频率编码X方向视野
( FOV ) x
Gz:依次40、50、60、70、80。Gz改变样品x方向的大小，Gz 越大，视野小，样品x方向就越大。
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实验结果
( FOV ) y NE / ( Gx D1 )
NE:依次32、64、128、256 NE影响图像y方向大小，NE大， 成像的y 方向视野大，样品y方向就小。
0
cos 0t
2cos(0t )
0
cos(0t )
z
z
B0
0 B0
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影响图像大小的参数
•成像视野FOV——field of view 对固定大小的成像样品，FOV越大，样品在图像中越小 •核磁共振条件——射频脉冲频率等于 质子的进动频率 B
y
层厚
x 90度脉冲的傅立叶变换对
B0
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B0 x
0 B0
频率编码梯度 Gz
在频率编码梯度作用下，每列产生 不同频率。将接受信号傅立叶变换， 可得每列的空间位置信息。 y
0
cos 0t
cos 0t 4cos 0t
y
0
cos 0t
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实验结果
( FOV ) y NE / ( Gx D1 )
Gx(%)：相位编码梯度依次40、50、60、70、80 。Gx影响样 品y方向的大小，Gx越大， y方向视野小，样品y方向就越大
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实验结果
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影响图像大小的参数
•频率编码Z方向：
( FOV ) z SW / Gz
SWy NE / D1
•相位编码y方向：
( FOV ) y SWy / Gy NE / ( Gy D1 )
•图像不失真条件：
(FOV ) y (FOV ) z
SW / Gz NE / (Gy D1 )
NE Gx(%) D1(us) a
X（像素） Y（像素） SW（kHz）
14-TD-128 芝麻 20-33 17-NE-256 25-Gy=60
83±1 71±1 84±1 87±1 157±1
68±1 69±1 70±1 35±1 133±1
100 100 80 100 40
46 40 35 46 35
相位编码Y方向视野 ( FOV ) y
NE Gx D1
SW Gz
•图像不失真条件： •实际计算得
SW / Gz NE / (Gx D1 )
1.2 SW / Gz NE / (Gx D1 )
•可能原因： 1、选层面并不严格垂直于样品 2、Gx、Gz单位是%，所对应的实际磁场梯度未知 Gz :100% ~ 7Gauss / cm
B0
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相位编码梯度 Gy
施加相位梯度编码后，不同行出现相 位差。在接受信号前施加，时间很短。
y
0
y
cos 0t cos 0t
B0
y
0
cos(0t ) cos(0t )
cos 0t
2cos 0t
0
cos 0t
2cos 0t
0
2cos 0t
（a）线形梯度场
（b）静磁场 B0
（c）叠加后的磁场
自旋回波脉冲序列：
选层梯度Gx 相位编码梯度 Gy 频率编码梯度 Gz
时间轴T
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选层梯度Gx
选层梯度使磁场大小沿 X方向线形变化， 质子进动频率随之沿X方向线形变化，射 频脉冲有一个频率范围，激发一定厚度的 样品产生共振信号。