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第五章核磁共振成像(二)
第五节磁共振信号与加权图像
自由感应衰减信号(FID)
自旋回波信号(SE)
梯度回波信号(GrE)
一般不用 FID信号来重建图像,原因是:1,信号的较大幅度部分被掩盖在900射频之内;2,线圈发射和接受通路之间来不及切换;
较为常用的也是最早用以进行磁共振图像重建的信号,只是需要多施加一次1800RF脉冲,回波时间较长
较新的可大大缩短磁共振扫描时间的用以重建图像的信号,又称场回波
可获取的三种磁共振信号
一、自由感应衰减信号
自由进动:是指射频场作用停止后磁化强度矢量M的进动。
自由衰减信号(free induction decay signal, FIR)指的是在探测线圈中感应出的自由进动,又叫自由进动衰减。FID是NMR的信号源。
自由感应衰减(FID):
信号随着时间而消失(类似于阻尼震荡信号),但频率不变。
M的z分量被B0所淹没,因此,FID只能在xoy面上检测。
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中而使矢量加强的结果。
当外施交变磁场经过时间t后,磁化矢量M处于
。此时在x-y平面上有分量
在固定坐标系中以的角速度绕 z 轴在x-y平面内旋转。
FID信号(电压)为
为真空磁导。
FID信号正比于磁化强度矢量的横向分量。
FID信号确实反映了宏观磁化强度矢量M的变化。
若在 x-y 平面内置一检测线圈,则将以每秒的频率切割线圈,从而产生电势。这就是检测到的 FID 信号。
二、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
静止磁场中,宏观磁化与场强方向一致,纵向宏观磁化最大
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
此时的线圈感应信号即为自旋回波信号
自旋回波信号的产生过程
基本SE序列的序列结构
重复时间
回波时间
梯度回波(gradient echo,GRE)序列
梯度回波技术中,激励脉冲小于 90°,翻转脉冲不使用180°,取而代之的是一对极性相反的去相位梯度磁场及相位重聚梯度磁场,其方法与SE中频率编码方向的去相位梯度及读出梯度的相位重聚方法相同。由于小翻转角使纵向磁化快速恢复,缩短了重复时间TR,也不会产生饱和效应,故使数据采集周期变短,提高了成像速度。其最常用的两个序列是快速小角度激发(fast low angle shot,FLASH)序列和稳态进动快速成像(fast imaging with steady state precession,FISP)序列。
三、梯度回波(GRE)信号
梯度回波序列缩短扫描时间分析图
使用α脉冲而非900脉冲,使纵向磁化弛豫加快,极大减少TR时间
使用翻转梯度产生回波而非180°脉冲,从而允许最短的TE时间,给缩短TR带来空间
梯度回波
(Gradient Echo)