「醫學圖像處理」MRI T1, T2 PD-加權成像

2020-12-04 深度煉丹爐雜燴

與輻射成像不同,在對比度成像中,對比度取決於所成像結構的衰減率。MR圖像中,對比度取決於所成像區域中的磁性和氫核數。通過運行具有不同權重的不同序列,可以選擇要成像區域中的不同對比度。主要有一下三個序列:

T1加權:最大化T1對比度顯示T2加權:最大化T2對比度顯示質子密度PD加權:氫質子密度顯示當然還有更加複雜的序列,比如 FLAIR:fluid attenuated inversion recovery 和 STIR: short tau inversion recovery

T1加權成像

概括地說,T1弛豫是縱向磁化強度(Mz)的恢復。施加90°RF脈衝時的Mz越高,橫向信號(Mxy)越大。TR(重複時間)決定了90°RF脈衝之間的時間長度:

TR越長->到達下一個90°RF脈衝的時間越長->Mz必須恢復的時間更多->施加90°RF脈衝時橫向信號越高。TR確定T1信號

時間常數T1是衡量原子核達到其原始M z的 63%所需時間的量度。不同分子中的氫核具有不同的T1。T1短的人比T1長的人恢復Mz更快。

為了使要成像的樣本中組織的T1特性之間的對比度最大化,我們需要設置TR,使其出現在曲線上最大差異處。從上面的曲線可以看出,這是在很短的TR處。

關於T2加權成像的注意事項

為了最大化T2加權成像,我們希望最小化T1對比度的貢獻。從上圖可以看出,最小的T1對比度是長TR或短TR。TR短時,信號太小而無法使用,因此使用了較長的TR。

T2加權成像

概括地說,T2衰減是施加90°RF脈衝後橫向磁化強度(Mxy)的衰減。

90°RF脈衝後的時間越長,Mxy衰減越大,橫向信號越小。正如我們在自旋迴波序列中所見,TE是「回波時間」。如果我們留一個較長的TE,我們會給Mxy(T2信號)衰減更多的時間,而得到的信號會更小。

TE越長->Mxy衰減時間越長->橫向T2信號越小TE決定T2信號

時間常數T2是氫核衰減到其激發Mxy的 37%所需的時間。不同分子中的氫核具有不同的T2。T2短的那些將比T2長的那些花費更少的時間。

為了最大化T2對比度,使用了很長的TE,儘管信號忽略不了太長。

關於T1加權成像的注意事項

為了在T1加權成像中最大化T1信號,我們希望最小化T2信號的貢獻。從曲線到左側,最小對比度出現在一個小的TE或一個非常長的TE處。但是,在TE太長的情況下,信號太小,因此在T1加權成像中使用了較短的TE。

質子密度成像

與T1和T2加權圖像不同,質子密度(PD)不會顯示氫核的磁性,但是會顯示成像區域中的核數。為了獲得PD加權圖像,我們希望最小化T1和T2對比度的貢獻。

T1 minimised with a long TR: large signal and small T1 contrastT2 minimised with a short TE: large signal and small T2 contrast總結

T1:

T2:

PD:

20200418

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