脉冲核磁共振成像

金明洲 08300720400卢宇婷 08300720402指导老师：俞熹

Outline

基本概念 测定弛豫时间 自旋回波成像

核自旋 磁共振Larmor 进动频率

Mxy

Mz

Transition Probability

γ- 回磁比

能够发生核磁共振的原子：质子数或中子数为奇数，如1H 、 13C

射频脉冲 B1, ω,

t

实验装置

主磁场 0.52T ，共振频率约22.6MHz磁极直径 165mm ，均匀度2.5ppm

质子 γ=42.5MHz/T

旋转坐标系

由混频电路实现 滤除了 Larmor 进动

频率的影响（观察频率差）

偏离共振

共振

FFT

自由感应衰减 FID 90 度脉冲

纵向分量要回家，横向分量要散伙；散伙得快，回家得慢。

Felix Bloch1905-1983

纵向弛豫 Mz=C1*M0*[1-exp(-t/T1)]横向弛豫 Mxy=C2*M0*exp(-t/T2)

通常 T1>T2

确定 90 度、 180 度脉冲

实部、虚部

模数据

硬脉冲调时间长度软脉冲调脉冲幅度

180 度脉冲 自旋回波

90 度脉冲后相位聚集

质子失相 180 度脉冲后相位反转

相位重聚

让磁矩 180 度反向 自旋回波序列中，消除磁场不均匀的影响

物质 T2/ms T2*/ms

芝麻油 54.50 1.7

芝麻 59.48 0.6

T2 测定——硬脉冲 CPMG 序列

硬脉冲CPMG 序列

T2 测定

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T1 测定——反转恢复序列

衰减信号幅值随D1 （ VD ）的变化

反转恢复序列 (IR) 180ºM0 反方向 (-Z)τ1 Mz=M0(1-2e-t/T1)90º 记录 FID

• 饱和恢复序列 (SR)• 90ºM0 在 XOY 平面• τ1(T2<T1)Mz=M0(1-e-t/T1)

• 90º 记录 FID

T1 测定——饱和恢复序列

衰减信号幅值随D1 （ VD ）的变化

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不同材料 T1T2

材料 回波数 相态 拟合 T2(1)/ms

T2(2)/ms

T1/ms（反转）

T1/ms（饱和）

水 205 液 单组份 1591.3 2397.0

油 334 液 双组份 71.10 243.30166.5 130.8

油 226 液 双组份 68.55 232.45

油 135 液 双组份 63.77 221.73

芝麻油 102 液 双组份 54.49 183.56 151.0 117.9

黄豆 169 固 双组份 58.86 196.21 117.3 66.4（舍）黄豆 135 固 双组份 56.24 184.97

•T1>T2•由于仪器限制，部分 T1 测不出

•回波数增大，测得 T2 增大

核磁共振成像K 空间FFT 后 2D

图像实物图 采集过程

中的信号

FFT

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实验软件参数 意义 取值

RFAmp （ % ） 软脉冲幅度0.0~180.0

幅值最大时为90º

幅值最小时为180ºSP （ μs ） 脉冲宽度，波形 预设（ GaussSinc ）

D1 （ μs ） 脉冲重复时间 相位编码D2 （ μs ） 180° 脉冲间隔 负梯度时间D3 （ μs ） 谱仪的死时间（回波时间）TD 采样点数（ TD/SW ）SW 谱宽 >DFW

DFW 数字滤波器的截止频率 预设（ 30 ）SF （ MHz ）+O1 （ KHz ）

中心频率

RG 增益 不失真NS 累加次数NE1 相位编码部数 最大值 256

G*Amp （ %）

线性梯度场的幅值

SLICE 选层方向 0-X ， 1-Y ， 2-Z

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不同方向切片

Z 轴方向成像

X 轴方向成像

Y 轴方向成像

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各参数的影响 梯度磁场

Z 方向梯度变小

层厚厚层厚薄

梯度小

梯度大磁场 B ∝ ω

Y 方向梯度变大

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各参数的影响 D1 波形

z 轴方向切片D1=2000 2500 3000 4000 μsD1 ：相位编码时间

不同波形成像Sinc Gauss GaussSinc

T1 、 T2 加权成像

TR 很长

TE 很短

TR 变短T1 加权

TE 变长 T2加权

（假设两物质质子密度相同）

纵向弛豫 横向弛豫

信号强度 Signal Intensity

改变 TR 的成像结果

TR 增长， T1 权重减少

物质 T2/ms

T1/ms

自来水 1591.30

2392.9

调和油 69.31 166.5

黄豆 58.86 117.3

100ms

500ms

1000ms

2000ms

T1 、 T2 加权成像对比

www.google.com.hk

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