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第07章

07-01
前言

07-02
光学类似物

07-03
磁共振成像和k-空间

07-04
k-空间的填充和图像的重建


07-03  k-空间的填充和图像的重建

床上,用常规磁共振成像脉冲序列的实验中,原始数据都储存在k空间的矩形格中 [⇒ Edelstein]。

标准的自旋回波序列成像实验中,每一个90°脉冲创建一行数据,见图07-08。行的长度取决于频率编码梯度的强度和采集时间,行的位置取决于相位编码梯度的强度

图07-08
自旋回波脉冲序列的示意图。


新行位置的确定过程:在90°激发脉冲开启之后,自旋在相位编码梯度Gy和频率编码梯度Gx作用下演化,如图07-09a所示,随后在180°脉冲作用下变向;接着再次开启频率编码梯度并开始采集数据;在不同振幅的相位编码梯度下重复进行这个过程直到k空间被填满,如图07-09b所示。

图07-09
自旋回波脉冲序列中的k-空间。
(a) 线式填充示意图;
(b) 填充完成的k-空间。黑色箭头指示相位编码方向,红色箭头指示频率编码方向。

常规磁共振成像脉冲序列的实验中,如自旋回波序列中,每填充一行数据所需时间为一个重复时间间隔(通常,一个成像实验需要填充256行数据,而不是图中所示的10行数据)。


这样的成像实验所需时间是相位编码步骤乘以重复时间和激发次数,即:NGy×TR×NEX。

每一个回波所获取的信息都填在一行里,直至数据矩阵被填满。在x方向对每一个数据点进行Fourier变换,产生一个新的数据矩阵。每一列中每一点所含信息来自于一定的频率,每一行中点与点之间的相位信息是不同的。在y方向进行第二次Fourier变换以提取相位信息,又产生一个新的数据矩阵,包含相位和频率信息。输出的是一个矩阵,这个矩阵每一点都含有磁共振信号大小、相位的信息,相位校正可以用来校正从0°到360°之间的相位差。

受k空间影响的主要参数有采集速度、空间分辨率、视野、对比度和伪影。具体情况参见一些优秀的论文[⇒ Hennig; ⇒ Mezrich; ⇒ Pelc; ⇒ Peters].


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