导图社区 第六章 磁共振成像
这是一篇关于第六章 磁共振成像的思维导图，主要内容包括：空间编码与图像重建，主要成像序列，特殊成像技术，伪影与解决方案。
"探索磁共振的奥秘：从原子核到惊艳图像！本章深入解析磁共振物理核心：静磁场中原子核的磁性（塞曼效应、拉莫尔进动）如何通过射频脉冲（90°/180°）激发信号，形成FID衰减曲线e^(-t/T2cosω₀t重点阐释弛豫机制：T1（自旋晶格能量交换，63%恢复时间）与T2（自旋自旋相位分散），以及三大加权图像原理（T1WI/T2WI/PDWI的参数组合）。最后揭示磁化矢量（M₀=Σμ）与质子密度、磁场均匀性（T2效应）的关键影响"。
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第六章 磁共振成像
空间编码与图像重建
梯度磁·场的作用
层面选择（Gz）：Δz ∝ Δω/(γ·Gz)
相位编码：Gy短暂施加，相位步数 = 矩阵行数（如256×256需256步） 耗时：TR × 相位编码步数（SE序列瓶颈）
频率编码：Gx持续施加，采样带宽：BW = γ·Gx·FOV（影响信噪比与化学位移伪影）
横轴kx代表频率编码，纵轴ky代表相位编码，列数Nx等于取样点数，行数Ny等于相位编码步数。
k空间特性
中心区域：决定图像对比度
周边区域：决定空间分辨率
对称性：共轭对称（快速成像基础）
笛卡尔 ：重建简单——扫描时间长——常规T2WI 螺旋：快速成像——对运动敏感——心脏动态成像 径向： 抗运动伪影——分辨率较低——腹部自由呼吸扫描
主要成像序列
自旋回波(SE)
核心原理
90°激发 + 180°重聚 → 真实T2信号 消除磁场不均匀性
180°重聚脉冲示意图
关键参数
TR：短（≈500ms）→ T1WI；长（>2000ms）→ T2WI/PDWI TE：短（<20ms）→ PDWI；长（≈80ms）→ T2WI
快速自旋回波(FSE)
多180°重聚脉冲 ETL（回波链长度）决定加速倍数——扫描时间↓ 有效TE：中心k空间填充时间
多个180°脉冲
SS-FSE（单次激发SE）： 全k空间单次填充 → MRCP水成像
优缺点 ✅ 高SNR，T2对比准 ❌ 扫描慢，运动敏感
梯度回波(GRE)
核心原理 小角度激发（α<90°） + 梯度重聚 → T2*信号 受磁场不均匀性影响
关键参数 α角：小（5°-20°）→ T2*WI；大（50°-70°）→ T1WI TR/TE：极短（TR<10ms, TE<5ms）
子主题
变体序列 FLASH/SPGR： 破坏残余磁化 → 动态增强（肝脏） FISP/GRASS： 稳态自由进动 → 心脏电影成像 MP-RAGE： 超短TR + TI → 3D T1WI（脑结构）
优缺点 ✅ 超快扫描，3D容积成像 ❌ T2*伪影多，SNR较低
反转恢复序列 (IR)
核心原理 180°反转 + TI延迟 + 90°激发 → 选择性抑制组织
关键参数 TI：脂肪抑制（140ms@1.5T）；CSF抑制（2100ms）
变体序列 STIR：短TI → 全身脂肪抑制 FLAIR：长TI → 脑白质病变（抑制CSF）
优缺点 ✅ 高效组织抑制 ❌ 扫描时间长，SNR低
超快速序列
EPI（回波平面成像） 单次激发 + 震荡梯度 → 30-100ms/幅
应用： DWI（b=1000，急性脑梗） fMRI（BOLD效应） 并行成像（PI） SENSE/GRAPPA → 加速因子R=2~4
优点：减少运动伪影
特殊成像技术
血管成像
TOF（时间飞跃）
原理：流动血液的流入增强效应）
分类： 2D-TOF（慢血流静脉成像） 3D-TOF（脑动脉瘤筛查
PC（相位对比）
原理：双极性梯度编码血流速度 应用： 定量测量（如脑血流动力学评估）
对比增强MRA (CE-MRA) 钆对比剂剂量：0.1-0.2mmol/kg 关键时相： 动脉期（18-25s延迟） 静脉期（60s延迟
弥散成像(DWI)
原理：双极性梯度编码
b值：扩散敏感因子（通常0-1000s/mm²）
ADC图：消除T2"穿透效应"
临床应用：超急性期脑梗死（ADC值↓） 肿瘤鉴别诊断（如淋巴瘤vs.坏死）
脂肪抑制
脂肪的MR特性 化学位移：水脂频率差 1.5T：≈220Hz（3.5ppm） 3.0T：≈440Hz 弛豫时间： T1短（1.5T下脂肪T1≈250ms） T2中等（≈80ms）
脂肪抑制技术分类
频率选择饱和法（化学位移选择性饱和，CHESS）
原理： 在脂肪共振频率处施加预饱和脉冲 后续成像序列仅激发水信号
序列示例： SPIR（飞利浦） FatSat（GE）
参数要求： 磁场均匀性高（ΔB₀<0.1ppm） 带宽窄（≈200Hz）
优缺点：
✅ 水信号保留完整（SNR高）
❌ 磁场不均时抑制失败
反转恢复法（时间选择法））（STIR）
原理： 180°反转脉冲 → 等待TI=ln(2)×T1ₐₜ（140ms@1.5T）→ 90°激发 脂肪磁化过零点时采集信号
参数特点： TI=140ms（1.5T） / 110ms（3.0T） TR>2000ms（保证纵向恢复））
优缺点： 全场强适用，对磁场不均不敏感 抑制所有短T1组织（如出血、顺磁剂）损失信噪比SNR;不宜用于增强扫描
伪影与解决方案
化学位移伪影水脂交界处出现黑白带状影（频率编码方向） 例如：肾脏边缘的“黑边”或“白边”
成因：水脂频率差（220Hz@1.5T）接收带宽不足 → 像素位移
解决方法 适用场景 技术细节 增加接收带宽——常规扫描——BW≥±32kHz（减少位移量） 脂肪抑制技术——腹部/盆腔成像——使用SPIR或STIR抑制脂肪信号 交换频率/相位编码方向——减少视觉影响——使伪影方向与解剖结构垂直
磁敏感伪影局部信号丢失或几何畸变 常见于颅底（鼻窦-脑组织界面）、金属植入物附近
常见部位：颅底/金属植入物附近
序列选择：SE优于GRE
产生原因 不同组织磁化率差异（如空气-组织界面） 金属物体（如骨科植入物、牙科材料）导致局部磁场畸变
解决方法 适用场景 技术细节 使用SE序列替代GRE——减少T2*影响——SE的180°重聚脉冲可补偿磁场不均 缩短TE——减少去相位时间——TE<10ms（降低信号丢失） 高带宽采集——减少几何畸变——BW≥±64kHz 特殊金属伪影减少序列（MARS）——骨科植入物成像——优化梯度回波+宽带宽
截断伪影
高对比界面出现波纹状伪影（如脑脊液-脑组织） 类似“黑白条纹” 产生原因 k空间采样不足（高频信息丢失）
解决方法 适用场景 技术细节 增加矩阵大小——提高空间分辨率——512×512代替256×256 使用平滑滤波器——减少高频振荡——重建时应用Hamming滤波
流动伪影（Flow Artifact）
表现特征 血管周围信号异常（如“鬼影”沿相位编码方向） 常见于大血管附近（如主动脉）
产生原因 血流/脑脊液流动导致相位编码错误
解决方法 适用场景 技术细节 流动补偿梯度——减少相位累积误差——梯度矩归零（GMN） 预饱和带——抑制流动信号——在扫描范围外施加饱和脉冲 改变相位编码方向——使伪影方向不影响诊断——例如：脊柱扫描改用前后方
