MR参数和伪影

1、复习1、MR的信号有哪些？的信号有哪些？2、 MR图像对比度种类有哪些？图像对比度种类有哪些？3、TR、TE对对MR图像对比度有何影响？图像对比度有何影响？4、MR如何进行选层？如何进行选层？5、简述、简述MR成像过程。成像过程。MR 参数I.信噪比信噪比signal to noise ratioSNR SNR是是MR非常重要的一个参数。非常重要的一个参数。 噪声来源于病人、背景和系统电子噪声等噪声来源于病人、背景和系统电子噪声等noisenoisesignalsignalSNR 与设备有关，如与设备有关，如磁场磁场B0Magnetic field线圈线圈coil调谐调谐tuning校准校准C

2、alibration 许多扫描参数会影响许多扫描参数会影响SNR SNR (voxel)(Ny)(NEX)/BW)1/2 体素体素voxel= x y z 平均激励次数平均激励次数Number of excitation NEX Ny Phase encoding steps BW Band width1.Voxel x y z 增加体素会提高增加体素会提高SNR 增加体素意味着一个体素内的自旋质子增加体素意味着一个体素内的自旋质子数增加，所以数增加，所以SNR会增加。会增加。如何增大体素？如何增大体素？ FOV , 保持保持 NxNy: x y 高分高分 z , 保持保持NxNy和和FOV:

3、纵向分辨力纵向分辨力部分容积效应伪影加重部分容积效应伪影加重2. NEX SNR NEX1/2 增加增加NEX 可提高可提高SNR，但是扫描时，但是扫描时间增加间增加3. 相位编码步数相位编码步数 NySNR 与与Ny的关系：的关系： Ny （保持像素不变）（保持像素不变） SNR （SNR Ny1/2) .空间分辨力不变空间分辨力不变 扫描时间扫描时间 Ny （保持（保持FOV不变）不变）SNR (SNR 1/ Ny1/2 ) 空间分辨力空间分辨力扫描时间扫描时间4. 频率编码步数频率编码步数 Nx 增加增加Nx 、保持象素不变、保持象素不变SNR 与与Nx无关无关空间分辨力没有变化空间分辨

4、力没有变化 增加增加Nx 、保持、保持FOVSNR (SNR 1/Nx) 空间分辨力空间分辨力 扫描时间没有变化扫描时间没有变化5.带宽带宽 BW Bandwidth SNR 1/BW1/2 降低降低BW 会导致：会导致：SNR化学位移伪影化学位移伪影TE延长延长最大层面数最大层面数运动伪影运动伪影 6. 3D图像的图像的SNR 3D MR成像的成像的SNR： SNR(3D) (voxel)(NyNzNEX/BW)1/2 总结：增加总结：增加SNR的方法的方法 增加增加TR 降低降低TE 降低降低BW 增加增加NEX 增加体素增加体素增加层厚增加层厚增加增加FOV，保持扫描矩阵，保持扫描矩阵降

5、低扫描矩阵，保持降低扫描矩阵，保持FOV 保持像素，提高保持像素，提高NyII. 空间分辨力空间分辨力l在常规条件下，高空间分辨力意味在常规条件下，高空间分辨力意味着低着低SNR：SNR (FOVx/Nx)(FOVy) z NEX/(NyBW)1/2影响空间分辨力的因影响空间分辨力的因素：素： FOVFOV matrixmatrix Slice thicknessSlice thickness#F：#P：Voxel小小FOV、大矩阵、大矩阵、薄层可得到高、薄层可得到高的空间分辨力的空间分辨力Slice thickness(mm) 保持保持FOV，增加，增加Ny空间分辨力空间分辨力SNR 扫描时

6、间扫描时间 保持像素，增加保持像素，增加Ny高分不变高分不变SNR 和扫描时间和扫描时间 增加层厚增加层厚 空间分辨力空间分辨力 SNR 部分容积效应伪影部分容积效应伪影 III. 扫描时间扫描时间SE： 扫描时间扫描时间=TRNy NEXFSE： 扫描时间扫描时间=TRNy NEX/ETL3D SE： 扫描时间扫描时间=TR Ny Nz NEXSNR、空间分辨力、扫描时间、空间分辨力、扫描时间1.TR增加增加 TR： SNR 覆盖范围覆盖范围 T1W 降低降低 PDW,T2W 增加增加 扫描时间扫描时间 降低降低TR： SNR 覆盖范围覆盖范围 T1W PDW,T2W 扫描时间扫描时间 2.

7、TE 增加增加TET2W SNR最大层面数最大层面数 扫描时间不变扫描时间不变 降低降低 TET2WSNR 覆盖范围覆盖范围 扫描时间不变扫描时间不变VI. 覆盖范围、层厚、层间隔覆盖范围、层厚、层间隔1.增加覆盖范围的方法：增加覆盖范围的方法： 增加层厚增加层厚 增加层间隔增加层间隔 增 加增 加 TR或 降 低或 降 低 TE（ 增 加（ 增 加TR/TE）2. 降低覆盖范围的方法：降低覆盖范围的方法： 增加增加TE 增加增加ETL 3. 增加层厚导致：增加层厚导致： 部分容积效应伪影部分容积效应伪影 空间分辨力空间分辨力 覆盖范围覆盖范围 SNR4. 增加层间隔会导致：增加层间隔会导致：

8、 l覆盖范围覆盖范围l串扰伪影串扰伪影lSNR l降低探测小病灶的能力降低探测小病灶的能力V. FOV field of view 保持扫描矩阵，增大保持扫描矩阵，增大FOV会导致：会导致：空间分辨力下降；空间分辨力下降；SNR增加增加VI. NEX增加增加NEX会导致：会导致：SNR 扫描时间扫描时间VII. 回波数回波数增加回波数导致：增加回波数导致： 扫描时间扫描时间 T2 WSlicethicknessNEXTETRFOVRBWPEFESNRSpatial resolutiontime contrastT1PDPDT2TR,TE,TI, TR,TE,TI, 和和 FA FA 克克影响图

9、像对比度。影响图像对比度。 SNR SNR 可是对比提高或可是对比提高或模糊，但它不能改变模糊，但它不能改变对比度特性。对比度特性。T2T1复习：增加复习：增加SNR的方法？的方法？ 增加增加TR 降低降低TE 降低降低BW 增加增加NEX 增加体素增加体素增加层厚增加层厚增加增加FOV，保持扫描矩阵，保持扫描矩阵降低扫描矩阵，保持降低扫描矩阵，保持FOV 保持像素，提高保持像素，提高NyMR 伪影伪影 图像处理伪影图像处理伪影 与病人相关的伪影与病人相关的伪影 与与RF场有关的伪影场有关的伪影 与与Bo场有关的伪影场有关的伪影 磁化率伪影磁化率伪影 与梯度场有关的伪影与梯度场有关的伪影 其他

10、伪影其他伪影1 图像处理伪影图像处理伪影 混淆或折叠混淆或折叠(aliasing/wraparound)伪影伪影 化学位移化学位移 (chemical shift)伪影伪影 截尾截尾 (truncation)伪影伪影 部分容积效应部分容积效应 (partial volume)伪影伪影 限幅限幅 (amplitude limited artifact)伪影伪影I.折叠伪影折叠伪影1. 表现表现:2. 分析分析FOV外的物体也受到外的物体也受到B0、G和和RF三个场的作用，三个场的作用，所以来自于所以来自于FOV外的物体也产生信号并被外的物体也产生信号并被RF接接收线圈接收；收线圈接收； FOV的

11、尺寸决定了的尺寸决定了fmax和和fmin，FOV外的物体外的物体的频率超出了频率范围；的频率超出了频率范围；计算机不能正确识别超出计算机不能正确识别超出BW的频率。的频率。 Lower than fmax aliased to higher frequencyHigher than fmax aliased to lower frequencyRight armLeft arm产生折叠伪影的原因产生折叠伪影的原因例如例如: fmax=16kHz， -fmax=-16kHz 左臂：左臂：18kHz 比比 16kHz 大大2kHz ， 错错误定位在误定位在-14kHz 右臂：右臂：-18kHz比

12、比-16kHz小小2kHz ，错误，错误定位在定位在 14kHz3. 解决方法（解决方法（remedy） 增加增加 FOV 过采样过采样 表面线圈表面线圈 与饱和脉冲与饱和脉冲II. 化学位移伪影化学位移伪影1.表现表现 在水和脂肪的界面上产生在水和脂肪的界面上产生2. 分析分析 在不同分子环境下，在不同分子环境下，1H的的 0 有轻微有轻微差异。差异。 ppm parts per million H2O 内内1H的进动频率比脂肪内的进动频率比脂肪内 1H 的快，相差（的快，相差（3.5ppm）。）。对于对于1.5T，相差，相差220Hz对于对于0.5T，相差，相差73Hz 如果一个像素的频率

13、范围是如果一个像素的频率范围是125Hz，在，在 1.5T下，脂肪和水内质子的错误定位约为下，脂肪和水内质子的错误定位约为 2个像素。个像素。Chem shift=3.510-6 B/(BW/Nx) (in pixle) = (3.510-6 B/(BW/Nx) (FOV/Nx) = 3.510-6 B FOV/BW (in mm)高场、低带宽技术会产生严重的化学位高场、低带宽技术会产生严重的化学位移伪影。移伪影。化学位移伪影与化学位移伪影与FOV有关。有关。由于脂肪与水的进由于脂肪与水的进动频率的交迭：低动频率的交迭：低频是亮条带频是亮条带由于脂肪与水的进由于脂肪与水的进动频率的减效应：动频

14、率的减效应：高频是黑条带高频是黑条带3. 解决方法解决方法该伪影不能消除，只能降低：该伪影不能消除，只能降低： 1. 改变改变PE 和和FE 的编码方向（改变的编码方向（改变伪影方向）伪影方向） 2.降低磁场降低磁场(不实际不实际) 3.使用长使用长TE 4.增加增加BW (SNR会降低会降低) 5.脂肪抑制脂肪抑制III. 第二类化学位移伪影第二类化学位移伪影1. 表现：表现： 在梯度回波图像中，在两个编码在梯度回波图像中，在两个编码方向产生黑色条带。方向产生黑色条带。2. 分析分析 脂肪内和水内的氢质子会出现周期性的脂肪内和水内的氢质子会出现周期性的同相和反相。同相和反相。1.5T，周期是，周期是4.5ms 此类伪影不会出现在此类伪影不会出现在SE序列中。序列中。3. 解决方法解决方法 选择合适的TE 使脂肪与水的质子同相 交换编码轴 增加RBW 脂肪抑制 IV. 截尾伪影截尾伪影 在有限范围内处理数据导致伪影衰减条带(Gibbs现象)V. 部分容积效应伪影部分容积效应伪影 解决方法解决方法:薄层薄层VI. 数据限幅数据限幅1.表现表现 数据限幅产生的错误信息沿数据限幅产生的错误信息