磁共振快速、超快速采集技术.ppt

磁共振快速、超快速采集技术 卫生部北京医院放射科 北京大学第五临床医院 杨 正 汉 概 要 磁共振快速采集技术基础 复习K空间和SE序列 快速成像的理由 快速成像的硬件要求 快速成像相关的基本概念 优质快速图像的要求 磁共振快速采集技术 …… 第一部分磁共振快速采集技术基础 K空间的特性 矩阵为256*256的图像需要采集256条相位编码线来完成K空间的填充， K空间的数据点阵与图像的点阵不是一一对应的, K空间中每一个点具有全层信息 K空间的特性 K空间具有对称性 相位编码方向的镜像对称 频率编码方向的对称 K空间特性 填充K空间中央区域的相位编码线决定图像的对比 填充K空间周边区域的相位编码线决定图像的解剖细节 运动相关的部分容积效应 3、快速MRI的硬件要求 要加快MRI信号采集速度并保证图像一定的信噪比（signal to noise ratio，SNR）及空间分辩，硬件的发展至关重要，其中最重要的是： 主磁体场强及其均匀度 梯度线圈 脉冲线圈 主磁场 主磁场的场强 MRI的SNR与主磁场场强的成正比 如果其他所有成像参数相同，1.5T磁共振采集1次所得图像的SNR，用0.5T的磁共振需要采集9次才能获得（扫描时间9倍） 临床应用型的MRI仪场强已由0.15 T以下上升到1.0T-3.0T 梯度线圈 空间定位、采集信号等作用 梯度线圈性能的提高 ? 磁共振成速度加快 没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术 脉冲线圈 脉冲线圈的作用 如同无线电波的天线 激发人体产生共振（广播电台的发射天线） 采集MR信号（收音机的天线） 表面线圈 脉冲线圈特别是接收线圈的进步显著提高了MR图像的信噪比。表面接收线圈至今已发展到第四代。 第一代为线性极化表面线圈 第二代为圆形极化表面线圈 第三代为圆形极化相控阵线圈 第四代为一体化全景相控阵线圈 相控阵线圈 用相控阵线圈采集的MR图像的SNR明显高于用体线圈采集的MR图像 4、与快速成像相关的MRI基本概念 矩阵、FOV、空间分辨率 图像信噪比（signal to noise ratio,SNR) 对比噪声比（contrast to noise ratio,CNR) 采集次数（平均次数） 激发角度 K空间及其填充 影响SNR的主要因素 主磁场场强（正比关系） 表面线圈 空间分辨－－Voxel体积大小（正比） 层厚、Matrix、FOV 采集次数（平方根正比） 序列及其参数 对比噪声比（CNR) 在图像拥有一定SNR的条件下，足够的CNR是检出病变（特别是实质脏器内病变）的根本保证。 T1WI：CNR反映图像的T1对比 T2WI：CNR反映图像的T2对比 影响CNR的主要因素 是否具有足够的SNR 序列 扫描参数 病变与正常组织的差异 伪影 空间分辨 是否使用对比剂 采集次数 其他条件相同的情况下采集次数增加1倍 MR图像SNR为原来的1.41倍 MR信号采集时间为原来的2倍 图像的伪影减少 激发角度 脉冲激发后体素内的宏观磁化矢量偏转的角度 常规SE序列：90度 翻转恢复序列：180度 梯度回波序列：小于90度 5、优质快速MR图像的要求 足够的信噪比 高空间分辨率 组织对比良好 尽可能少的伪影（？） 尽量短的采集时间 第二部分磁共振快速采集技术（如何进行MRI信号快速采集？ ） 影响MRI信号采集时间的因素 二维图像的采集时间 Ts=TR × Ny × NEX 三维图像的采集时间 Ts=TR × Ny× Nz × NEX SE序列为何费时 90度激发后，T1驰豫需要很长时间，因而必须采用很长的TR 一次激发后只采集一个回波 为减少运动伪影往往需要进行多次信号采集 利用180度射频脉冲采集回波需时较长，通常为10-15毫秒 MRI目前常用的快速采集方法 多层采集技术 缩短重复时间 减少采集次数 利用梯度回波替代自旋回波 采集更少的相位编码线 RARE技术 单次激发技术 EPI技术 平行采集技术 其他与快速采集有关的技术 MRI快速采集方法 多层采集技术 缩短重复时间 减少采集次数 利用梯度回波替代自旋回波 采集更少的相位编码线 RARE技术 单次激发技术 EPI技术 平行采集技术 其他与快速采集有关的技术 MRI快速采集方法 多层采集技术 缩短重复时间 减少采集次数 利用梯度回波替代自旋回波 采集更少的相位编码线 RARE技术 单次激发技术 EPI技术 平行采集技术 其他与快速采集有关的技术 MRI场强的提高和脉冲线圈的改进特别是相控阵线圈的应用，大大提高了MR图像的SNR，一般单次采集所得到的图像即能达到足够的SNR，这使屏气扫描成为可能。现在多数胸、腹部快速成像序列特别是屏气序列的NEX为1 MRI快速采集方法 多层采集技术 缩短重复时间