Magnetic Resonance Imaging | An Introduction | Site Info: The Project.

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第 01 章

01-01
前言

01-02
磁和电的相互作用

01-03
磁共振信号及其组成要素

01-04
脉冲、带宽和 Fourier 变换


01-04  脉冲、带宽和Fourier变换

信号的无线传输不是通过改变电流来完成的,而是通过改变电磁辐射来实现的。在磁共振中,辐射不是连续的,而是被分割成一段一段的脉冲。这些脉冲可以被镶嵌在不同的脉冲序列中。

能否达到脉冲的预期作用效果取决于脉冲的形状。选择性脉冲常被用于在待测样品中选取一个切片,非选择性脉冲则可以激发整个待测样品。选择性脉冲和非选择性脉冲都用于三维成像中。

图01-08展示了一个简单的硬脉冲。这种脉冲不是磁共振成像中的重要脉冲。为了改善脉冲的作用效果,我们必须对他们进行重塑,比如,可以随着时间改变他们的振幅(图01-08和01-09)。常用的整形脉冲有高斯脉冲和正弦脉冲。正弦脉冲可以给出更好的切片轮廓。正弦脉冲定义为sin(x)=sin(x)/x.


图 01-08
硬脉冲(左)和整形脉冲(右)。
amplitude:振幅。


图 01-09
Gaussian脉冲(左)和正弦脉冲(右)。经过Fourier变换后,Gaussian脉冲呈Gaussian形,正弦脉冲则近似于矩形。在磁共振成像技术中,矩形脉冲更有利于从人体内选取一个更好的切片。
amplitude:振幅;time:时间;fourier transform:Fourier变换;frequency:频率。


带宽是指脉冲的频率范围。任何信号都有一定的带宽。一般来说,带宽与单位时间里传输或者接收的数据量是成正比的。在模拟系统中,带宽是指信号所包含的各种不同频率成分中,最高频率成分和最低频率成分之间的差异。

一个典型的声音信号的带宽大约是3千赫,模拟电视发送的视频信号的带宽大约是6兆赫,大约是声音信号的2000倍。

信号,比如说射频脉冲,具备一定的波形。一般来说,他们会随时间变化而变化,是一个时间函数。但是,从频率的组成入手来操作和分析脉冲的特点会更为容易和实用。

通过Fourier变换(FT)就可以把时域信号转换成频域信号。与Fourier变换相关的数学知识复杂且难懂,但是我们只关注Fourier变换的结果。

高斯脉冲进行Fourier变换的结果依然是高斯脉冲,正弦脉冲Fourier变换的结果是一个近似理想的矩形切面(图01-09)。然而,对许多磁共振脉冲序列来说,正弦脉冲不是最佳脉冲,所以,又发展了很多替代脉冲。


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