2025年MRI成像基础相关试题(十)及答案

2025年MRI成像基础相关试题(十)及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.关于Larmor频率的表述，正确的是：A.仅与主磁场强度有关B.计算公式为f=γ×B0/2π（γ为氢质子旋磁比，B0为主磁场强度）C.1.5T场强下氢质子Larmor频率约为42.58MHzD.场强越高，Larmor频率越低2.T2弛豫主要反映的是：A.自旋-晶格弛豫过程B.自旋-自旋弛豫过程C.纵向磁化矢量恢复速度D.横向磁化矢量因主磁场不均匀性衰减的速度3.梯度回波（GRE）序列中，为获得T2加权对比，需采用：A.短TR、短TEB.长TR、长TEC.短TR、长TED.长TR、短TE4.钆对比剂（Gd-DTPA）缩短T1弛豫时间的主要机制是：A.增加组织磁敏感性B.与水分子形成配位键，加速质子弛豫C.直接吸收射频能量D.改变主磁场均匀性5.K空间中心区域主要影响图像的：A.空间分辨率B.对比度C.信噪比D.伪影程度6.化学位移伪影最易出现在以下哪个方向？A.相位编码方向B.频率编码方向C.层面选择方向D.任意方向无差异7.关于梯度系统的描述，错误的是：A.包括X、Y、Z三个正交梯度线圈B.梯度场强越高，空间分辨率越低C.梯度切换率影响成像速度D.梯度线性度影响图像几何畸变程度8.信噪比（SNR）与下列哪项参数呈正相关？A.体素体积B.回波时间（TE）C.翻转角（小角度）D.接收带宽9.磁敏感加权成像（SWI）的核心技术是：A.利用T1加权对比B.增强组织T2弛豫差异C.检测组织内磁化率差异引起的相位变化D.缩短扫描时间10.3.0TMRI相比1.5TMRI，优势不包括：A.更高的信噪比B.更短的扫描时间C.更少的磁化率伪影D.更清晰的脑功能成像（fMRI）二、简答题（每题6分，共30分）1.简述T1加权成像（T1WI）与T2加权成像（T2WI）的参数设置差异及对比机制。2.梯度回波序列（GRE）与自旋回波序列（SE）的主要区别有哪些？3.化学位移伪影的产生机制是什么？列举3种抑制该伪影的方法。4.简述K空间中心数据与周边数据对MRI图像的不同影响。5.运动伪影可分为哪几类？针对呼吸运动伪影，常用的抑制策略有哪些？三、论述题（每题10分，共50分）1.从核磁共振物理原理出发，详细分析T1加权像、T2加权像和质子密度加权像（PDWI）的对比度形成机制及参数选择依据。2.对比自旋回波（SE）、快速自旋回波（FSE）、梯度回波（GRE）和回波平面成像（EPI）四种序列的优缺点，并结合临床应用场景说明各自的适用范围。3.某患者因腹部占位需行MRI检查，扫描过程中易出现呼吸运动伪影、化学位移伪影和磁化率伪影。请结合伪影产生机制，设计一套多模态序列扫描方案（包括序列选择、参数设置、伪影抑制技术）以提高图像质量。4.信噪比（SNR）是MRI图像质量的核心指标。请从设备硬件（如主磁场、射频线圈）、脉冲序列参数（如TR、TE、翻转角）及扫描策略（如层厚、激励次数）三个层面，论述提高SNR的具体策略及各策略的局限性。5.场强是MRI设备的关键参数，目前临床常用1.5T、3.0T，科研领域涉及7.0T。请对比不同场强在神经成像（如脑肿瘤）、肌肉骨骼成像（如膝关节）和腹部成像（如肝脏）中的应用差异，分析高场强的优势与潜在挑战。答案一、单项选择题1.B（Larmor频率公式为f=γ×B0/2π，1.5T时约63.87MHz，场强越高频率越高，故B正确）2.B（T2弛豫为自旋-自旋弛豫，横向磁化矢量衰减；T1为自旋-晶格弛豫，纵向恢复；主磁场不均匀性导致的是T2弛豫，故B正确）3.C（GRE序列中，长TE可增强T2加权对比，TR影响T1权重，故C正确）4.B（Gd3+有7个未成对电子，与水分子配位后形成“电子-质子”偶极相互作用，加速质子弛豫，缩短T1，故B正确）5.B（K空间中心存储低频信息，决定对比度；周边存储高频信息，决定空间分辨率，故B正确）6.B（化学位移伪影因脂肪与水质子进动频率差异，在频率编码方向出现位移，相位编码方向为重叠伪影，故B正确）7.B（梯度场强越高，空间分辨率越高；梯度切换率越快，成像速度越快，故B错误）8.A（SNR与体素体积（层厚×像素面积）成正比，与TE（T2衰减）、接收带宽（噪声增加）成反比；小角度翻转角降低SNR，故A正确）9.C（SWI通过相位图突出磁化率差异（如静脉血、铁沉积），属于T2加权，故C正确）10.C（3.0T场强更高，磁化率伪影（如金属、空气-组织界面）更明显，故C错误）二、简答题1.参数设置：T1WI采用短TR（300-800ms）、短TE（10-30ms）；T2WI采用长TR（2000-4000ms）、长TE（80-120ms）。对比机制：T1WI反映组织T1弛豫差异（T1短的组织如脂肪呈高信号）；T2WI反映T2弛豫差异（T2长的组织如水呈高信号）。2.主要区别：①射频激励：SE使用90°+180°脉冲，GRE使用小角度激励（如10°-30°）；②回波产生：SE通过180°脉冲消除主磁场不均匀性（T2加权），GRE依赖梯度反向（T2加权）；③扫描时间：GRE短于SE；④对比权重：SE以T1/T2加权为主，GRE可实现T1/T2/质子密度加权；⑤伪影：SE对磁化率伪影不敏感，GRE更敏感。3.机制：脂肪（约-3.5ppm）与水（0ppm）质子在同一磁场下进动频率不同，频率编码时因采样频率固定，导致两者在图像上的位置偏移（频率编码方向）或信号重叠（相位编码方向）。抑制方法：①频率选择脂肪饱和（施加脂肪频率的预脉冲）；②反相位成像（利用同反相位信号差异抑制脂肪）；③增加接收带宽（缩小频率编码方向像素位移）；④使用短TE（减少相位积累差异）。4.K空间中心（低频区）存储图像的对比度信息，决定组织间信号差异（如灰白质对比）；周边（高频区）存储细节信息，决定空间分辨率（如边缘锐利度）。中心数据缺失会导致图像模糊但仍有对比，周边数据缺失会导致细节丢失但对比保留。5.运动伪影分类：生理性（呼吸、心跳、胃肠蠕动）、自主性（患者移动）、不自主性（震颤）。呼吸运动伪影抑制策略：①呼吸门控（采集与呼吸周期同步）；②屏气扫描（短TR/TE序列如FLASH）；③导航回波技术（监测膈肌位置，仅采集稳定期数据）；④并行采集（减少相位编码步数，缩短扫描时间）；⑤施加呼吸补偿梯度（校正周期性运动）。三、论述题1.物理原理：核磁共振中，组织的纵向磁化矢量（Mz）恢复遵循T1弛豫（Mz=Mz0(1-e^(-TR/T1))），横向磁化矢量（Mxy）衰减遵循T2弛豫（Mxy=Mxy0e^(-TE/T2)）。T1WI：短TR（TR<<T1长组织的T1值）、短TE（TE<<T2差异），此时Mz恢复主要由T1决定（T1短的组织如脂肪Mz恢复快，信号高；T1长的组织如水Mz低，信号低）。T2WI：长TR（TR>>T1差异，Mz充分恢复）、长TE（TE接近或大于T2差异），此时Mxy衰减主要由T2决定（T2长的组织如水Mxy衰减慢，信号高；T2短的组织如脑白质信号低）。PDWI：长TR（Mz充分恢复）、短TE（Mxy未显著衰减），信号主要反映质子密度（H+含量），质子密度高的组织如脑灰质信号略高于白质。2.序列对比：SE：优点是图像对比度稳定、伪影少（180°脉冲消除主磁场不均匀性）；缺点是扫描时间长（TR×NEX×相位编码数）。临床用于需要高对比的部位（如脊髓、脑实质）。FSE：通过快速发射多个180°脉冲采集多个回波（ETL>1），缩短扫描时间；缺点是T2加权时易出现脂肪信号增高（脂肪T2较长）、磁敏感伪影。临床用于腹部、盆腔等需要快速成像的部位。GRE：小角度激励+梯度回波，扫描时间短（TR可至数毫秒）；缺点是T2加权对磁化率敏感（易产生金属伪影）、信噪比低于SE。临床用于动态增强（如肝脏灌注）、血管成像（MRA）。EPI：单次激发采集所有K空间数据（扫描时间<100ms），极快；缺点是图像畸变（梯度非线性）、信噪比低。临床用于DWI（弥散加权）、fMRI（脑功能）。3.扫描方案设计：序列选择：T1WI采用屏气GRE（如LAVA），T2WI采用呼吸门控FSE或半傅里叶单次激发FSE（SS-FSE），DWI采用EPI结合呼吸导航。参数设置：T1WI（TR=3.5ms，TE=1.2ms，翻转角12°）；T2WI（TR=4000ms，TE=90ms，ETL=16）；DWI（b=0,800s/mm²，TE=60ms）。伪影抑制：①呼吸运动：T1WI屏气（15-20s），T2WI使用导航回波（监测膈肌位置，仅采集呼气末数据）；②化学位移：T2WI施加频率选择脂肪饱和，DWI采用反相位预脉冲；③磁化率：缩短TE（减少T2衰减），使用并行采集（如ASSET，减少相位编码数）。4.提高SNR的策略：设备硬件：①主磁场（B0）：SNR∝B0^1.5（1.5T→3.0TSNR提升约2.8倍），但场强过高（如7.0T）会增加SAR（比吸收率）和磁化率伪影；②射频线圈：表面线圈（近距离接收信号）>体线圈，相控阵线圈（多通道接收+并行采集）可提高SNR。脉冲序列参数：①延长TR（Mz充分恢复，信号增强），但扫描时间增加；②缩短TE（减少T2/T2衰减），但可能影响对比权重；③增大翻转角（接近90°），但SAR升高且TR需延长。扫描策略：①增加层厚（体素体积增大），但空间分辨率下降；②增加激励次数（NEX），SNR∝√NEX，但扫描时间线性增加；③减小接收带宽（减少噪声），但可能增加化学位移伪影。5.不同场强应用差异：神经成像（脑肿瘤）：3.0T相比1.5T，SNR更高，可实现3D高分辨T1增强（如0.5mm层厚），更清晰显示肿瘤边界；7.0T可显示微小血管（如毛细血管网）和铁沉积（如胶质增生），但磁化率伪影（如鼻窦周围）更明显，SAR限制扫描时间。肌肉骨骼（膝关节）：1.5T已能清晰显示韧带、软骨；3.0T可实现T2mapping（定量评估软骨损伤），但对金属内固定患者伪影更显著；7.0T可显示软骨层内胶原纤维排列，但患者舒适度低（噪声大、claustrophobia）。