答:一是划分体素和像素;二是扫描并采集足够的投影数据;三是采用一定的算法处理投影数据,求解出各体素的成像参数值(即衰减系数)获取分布,并转为对应的CT值分布;四是把CT值转为与体素对应的像素的灰度,即把CT 值分布转为图像画面上的灰度分布,此灰度分布就是CT像。 螺旋ct,为获得清晰的三维重建影像,在滑环技术基础上又出现了螺旋ct,其以
x射线管与探测器绕被被检体匀速旋转,被检体匀速前进为特征的扫描过程,x射线在被检体上留下的轨迹是螺旋曲线
单层螺旋CT与多层螺旋CT扫描使用的X线束有何不同?
答:在传统CT和单层螺旋CT的扫描中,因只有一排检测器采集数据(接收信号),故通过准直器后的X线束为薄扇形束即可,且线束宽度近似等于层厚。
而在MSCT的数据采集中,在长轴方向上有多排检测器排列采集数据(接收信号),故X射线束沿长轴方向的总宽度应大于等于数排检测器沿长轴方向的宽度总和才行。所以,MSCT扫描中被利用的X线束形状应是以X射线管为顶点(射出X线之处,称为焦点)的四棱锥形,这样的X线束才能同时覆盖多排检测器(实际使用时不一定要全覆盖)。称这样的X线束称为锥形或厚扇形束。
MSCT优点:提高了射线利用率,曝光时间缩短,扫描速度更快,提高了时间分辨力,提高了z轴空间分辨率,可实现任意角度重建图像 螺旋扫描同传统扫描有何不同?
答:与传统CT第一个不同点是螺旋CT对X射线管的供电方式。螺旋CT因采用了滑环扫描技术,对X射线管供电方式采用的是:电刷与滑环平行,作可滑动的接触式连接,不再使用电缆线供电。 第二个不同点是与传统CT的扫描方式不同。螺旋CT采集数据的扫描方式是X射线管由传统CT的往复旋转运动改为向一个方向围绕受检体连续旋转扫描,受检体(检查床)同时向一个方向连续匀速移动通过扫描野,因此,X射线管相对于受检体的运动在受检体的外周划过一圆柱面螺旋线形轨迹。扫描过程中没有扫描的暂停时间(X射线管复位花费的时间),可进行连续的动态扫描,故解决了传统扫描时的层隔问题
其优点主要有,一是提高了扫描速度,单次屏气就可以完成整个检查部位的扫描,且减少了运动伪像;二是由于可以进行薄层扫描,且在断层与断层之间没有采集数据上的遗漏,所以可提供容积数据,提高了二维和三维重建图像的质量,三是由此可使在重建中有许多新的选择,如三维重建、各种方式各个角度的重建、各种回顾性重建等。
何谓容积数据? 多层螺旋CT的重建主要优点有哪些?
答:容积数据系指三维分布的数据。由于容积数据的获取,使得在此基础上的重建有了许多新的优点,这些优点也表现为多层CT优点。 MSCT的最大优势首先是实现了重建的各向同性(16层以上CT),如长轴分辩率和横向分辩率几乎完全相同,并且都很高(如16层CT纵向分辩率为0.6mm,横向为0.5mm);第二是大大地提高了检查速度(16层CT被称为亚秒级扫描CT,其单圈扫描的时间可短到半秒),这些优点为动态器官重建及加快临床检查奠定基础;第三是为各种回顾性重建及三维重建的高质量提供保证。
xct,MRI体层选择体素定位的特点
(1)xct,①选层,根据研究目的对受检部位沿某一方向做的具有一定厚度
的标本,然后再扫描获取投影②定位,采用滤波反投影法,消除了投影法产生的图像边缘是失锐,而且图像重建速度很快
(2)MRI①选层,通过梯度磁场选层,施加激励RF脉冲的角频率不同,所
选出的体层不同,Δw一定时,梯度越大,层越薄②定位,在y方向上加梯度磁场BGy相位编码确定个体素的y坐标,Δt后撤去Gy,在x方向上加上BGx,频率编码确定各体素的x坐标
X-CT,MRI,发射型计算机断层成像的比较: ①X-CT运用扫描并采集投影的物理技术,以测定x射线在人体衰减系数为基础,
采用一定算法经计算机运算处理,把测出来提速从转换为像素的灰度值,反映了解剖形态的断层影像,运用了外源物质,探测器
②磁共振成像是根据生物体内不同组织的密度,弛豫时间T1T2弥散系数等,在体素水平上的平均值不同,并依赖这些成像,运用了梯度磁场,内源,断层 ③ect通过计算机图像重建来显示已进入体内的放射性核素在断层上的分布,
本质是由体外测量发体体内的r射线技术,来确定在体内的放射性核素的活度,内源,断层
何谓窗口技术? 什么叫窗宽? 窗宽取得宽或窄,对图像有什么影响?什么叫窗位? 窗位取得高或低,对图像有什么影响?
窗口技术系指CT机放大或增强某段灰度范围内对比度的技术。把观察组织器官所对应的CT值范围确定为放大或增强的灰度范围,把确定灰度范围的上线以上增强为完全白,把确定灰度范围的下限一下压缩为完全黑,这个放大或增强的灰度范围叫做窗口。 窗宽指窗口的数值范围,它等于放大或增强的灰度范围的上下限灰度值之差,用CT值表示则为:窗宽=CTmax- CTmin ; 窗宽取得宽的优点是不易丢失图像数据,不丢失信息,表现在图像上就是不丢失结构(对应组织结构);缺点是对比度差。 窗宽窄,CT值跨度范围小分级细 ,每极灰阶代表的CT值跨度小,对组织和结构的密度差异之间显示的黑白对比度大,有利于对低密度组织结构的显示
窗位指放大或增强的灰度范围的中心灰度值,用CT值表示则为: 窗位=( CTmax+ CTmin )\\2窗位取得高或低(同窗位取得标准相比)都易是图像数据丢失,表现在图像上都是丢失图像结构,窗位取得高图像偏白,窗位取得低图像偏黑。
样品的磁化强度矢量与哪些量有关?
答:样品的磁化强度矢量与样品内自旋核的数目、静磁场的大小以及 环境温度有关。样品中自旋核的密度越大,则越大;静磁场 化学位移,根据磁共振条件hv=γhB可知,处于不同化学环境中的同一种自旋
核会受到不同的磁场B的作用,会有不同的共振频率v,这种共振频率的差异称,是由核外电子的屏蔽作用引起的
核磁共振,对有自旋的原子核加一个静电场B。,会有不同的磁势能状态,发生
能级分裂,当施加一个外磁场B1时,若B1恰好等于它们的能级差△E时,低能态的自旋核会吸收这部分能量跃迁到高能态,即
自由感应衰减FID信号,是磁化强度矢量在自由旋进的情况下所产生的MR信
号,所谓自由旋进是指无射频场时磁化强度M在恒定静磁场中B0中旋进,接收线圈中角频率为w0的感生电动势幅值衰减,幅度随T2减小
K空间,以一定顺序储存数据S(k)的空间,对于n×n体素空间,一次相位编
码对应一次频率编码,但一次采集信号n个,每间隔时间z采集一个信号,填充k空间一行,相位编码要进行n次,得到n×n个S(Kx,Ky)数据空间
磁共振波谱MRS,某种自旋核的共振频率及其MR吸收信号强度变化的曲线,横坐标表示共振频率,纵坐标表示MR吸收信号强度,也代表了某个共振频率下自旋核的相对含量
纵向弛豫,纵向磁化Mz逐渐恢复为M0的过程,是自旋核与周围物质相互作用
交换能量的过程,自旋核把能量交给周围的晶格,转变成晶格的热运动,同时自旋核就从高能态跃迁到低能态,使高能态的核数量减少,符合波尔兹曼分布
T1↓的影响因素:液体,顺磁性,温度低,B0小,分子结构
横向驰豫,横向磁化Mxy逐渐衰减恢复到零的过程,是自旋核之间的相互作用产生的
EPI脉冲序列,实际上是一种数据读出模式,即改进了的FID.IR.SE或GRE等
脉冲序列的读取方式,单次激发后加弱相位编码梯度,再施加较强的快速反转振荡的读梯度脉冲,采集到一串具有独立相位编码的梯度回波,得到重建一帧图像的全部数据 如何理解加权图像?
答: 磁共振成像是多参数成像,图像的灰度反映了各像素上MR信号的强度,而MR信号的强度则由成像物体的质子密度、纵向弛豫时间1T、横向弛豫时间2T等特性参数决定。
加权WI图像,通过改变射频脉冲的发射幅度,宽度或脉冲时间间隔可以突出成像参数中的一个或两个,是其他参数被抑制,得到被突出参数的对比度图像,这个过程叫加权,对应的图像加权图像
例如图像灰度主要由 T1决定时,就是T1加权图像;主要由T2决定时,就是T2加权图像;主要由质子密度决定时,就是质子密度加权图像。通过选择不同的序列参数,可以获得同一断层组织无数种不同对比情况的加权图像,以便在最大限度上显示病灶,提高病灶组织和正常组织的对比度。
试说明k空间中频率分布的特征,为什么中心部分对应的MR信号频率低,幅
度大而靠近边缘地方信号频率高幅度低,各形成图像哪部分?
答:k空间内的空间频率分布是中心频率为零,对应的MR信号幅度大主要形成图像的对比度。距中心越远则频率越高,MR信号幅度低主要形成图像的分辨力。因为在k空间中,0的中央行,MR信号是在时获得的,不存在相位编码梯度磁场产生的散相,信号的幅度也就最大;随着 Gy正负方向的增加,相位编码梯度磁场引起的散相也开始增加,信号的幅度也就降低了。在x方向也是如此,采集时,正好是每个回波的中心,因而幅度最大;而在k空间的周围列,MR信号采集时则是回波的旁边部分。总之越靠近k空间边缘信号越弱。对于同样的空间两点间的距离或梯度场越大对应的频率差别越大则两点分的越开,分辨率越好。所以对k空间的外围部分虽然信号幅度低但能很好的分辨细节。 K空间的基本特性
K空间的特性主要表现为:(1)K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的,K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息;(2)K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性;(3)填充K空间中央区域的MR信号(K空间线)主要决定图像的对比,填充K空间周边区域的MR信号(K空间线)主要决定图像的解剖细节。 90°RF脉冲后,磁性核系统开始向平衡状态恢复,在这个过程中,Mxy恢复到零时Mz是否同时恢复到到M0?为什么?
答:Mxy恢复到零时z不会同时恢复到到M0,因为纵向弛豫和横向弛豫是两个完全独立的过程,它们产生的机制是不同的。一般同一组织的T1远比T2长,也就是说横向磁化在RF脉冲停止后很快完成弛豫而衰减为零,但纵向磁化的恢复却需要较长时间才能完成。 180°RF脉冲后,磁性核系统向平衡状态恢复,Mz和Mxy会经历的变化过程?
答:180°RF脉冲过后xy为零,而在磁性核系统向平衡状态恢复的过程中,并没有外来因素改变核磁矩的均匀分布状态,所以Mxy一直保持为零不变;180°RF脉冲过后z则由负向最大逐渐增加到零,再由零向正向最大恢复。 简述SE序列时序和180°脉冲的作用。
答:(1)SE序列时序为先发射90°射频脉冲经过时间TI=1/2TE后,再发射 180°脉冲,当t=TE时出现回波峰值,采集信号。 (2)90°脉冲使M0倒向轴,由于0 的不均匀性造成各个核磁矩旋进的角速度不同,相位很快散开。 经时间TI后,在方向施以180°脉冲使得所有自旋磁矩都绕轴旋转180°,但并不改变旋进方向,所以互相远离的核磁矩变为互相汇聚的磁矩,最后汇聚于-轴上,使去相位状态的自旋核重新处于同相位状态,抵消了磁场不均匀引起散象造成的影响。
在一般的SE序列中,说明各梯度场施加的次序。
答:首先在z方向施加选层线性梯度场BGz,确定断层的位置,该断层内具有相同旋进频率和同样的初相位。紧跟在BGz值后沿y方向施加相位编码梯度场,持续t1时间,使y坐标不同的体素得到不同的相位,然后在x方向施加频率编码梯度场,持续时间t2,在频率编码的同时采集信号。 自旋回波幅值I=KB0×p×(1--e-TR/T1)×e-TE/T2
试分析自旋回波T1加权、T2 加权的条件及图像对比度形成原理。
答:(1)T1加权,选择短TE(远小于T2,减小T2作用)和短TR(略小于T1),(显示正常组织)。TR↓T1对比度↑信号↓,TE↓T2影响↓信号↑
T2加权,选择长TE(≥T2)和长TR(远大于T1)(显示病灶)。TR↑T1影响↓,TE↑T2加权越重,信号↓
质子密度加权,短TE(远小于T2)长TR(远大于T1)
(2)SE序列T1对比度的形成: T1加权像的对比度主要由TR决定,T1大的地方I值小,图像呈现弱信号;T1小的地方I值大,图像呈现强信号。(通常病灶T1T2和密度均比周围正常组织大,使信号差,所以T1加权用来显示正常组织)这是因为使用短的TR,在下一个RF时,短T1组织纵向磁化强度矢量必定恢复的比较好, Mz较大,在90°RF作用下Mxy就大,信号就强。在TR足够短的情况下,最终图像的对比度主要由组织间T1差异决定。TR太长,各组织的纵向磁化强度矢量都恢复了,不能产生对比度。对于SE序列还与TE有关,若TE太长,横向磁化强度矢量衰减(T2)的影响就不能忽略,所以除TR要短外,TE也尽量要短。
(3)SE序列T2对比度的形成:T2加权像的对比度主要由TE决定,T2大的地方I值较大,图像呈现强信号;T2小的地方I值较小,图像呈现弱信号。这是因为180°脉冲重聚作用消除主磁场不均匀的影响,只留下了组织内环境的影响,在t=TE时,回波达峰值,TE是回波时间又是信号采集时间,如果TE短,各种组织的横向磁化强度矢量衰减小,呈现不出差异;而长TE,T2短的组织的横向磁化强度矢量已发生大的衰减,而T2长的组织横向磁化强度矢量保留有足够强的强度,这样就显示出不同组织间的强度对比。采用长TR是为了消除T1加权的影响。
试根据IRSE序列的特点分析抑制脂肪信号、脑脊液信号的原理。
答(1)180—TI—90—TE/2—180,信号产生的原理是180°脉冲使Mz=M0翻转至Mz=-Mo,当纵向磁化恢复一段反转时间TI后加90°脉冲使恢复的Mz倾倒到xy平 面,成为横向磁化强度矢量,从而产生信号。180脉冲进行再聚焦,该脉冲的最大特点是存在一个转折点即Mz=0点,如要抑制某个组织(如脑脊液、脂肪等)的信号,则选择TI等于ln2倍该组织的T1,使该组织的信号消失。
(2)通常情况下由于脂肪中氢核密度较大,无论T1还是T2加权均呈强信号。脂肪的T1比较短,当采用短TI(TI=0.7T1fat)长TR时,施加90°脉冲、脂肪的Mz=0,抑制了脂肪的信号。若TE也取较短时,可呈现T1加权,若TE取中等值可实现T1T2p共同加权,对比度大大增强 (3)脑脊液中含水较多,有很长的T1,选长TI=0.7T1CSF时施加90°脉冲,脑脊液的Mz=0,抑制了脑脊液的信号。 较长的TE长TR=3TI,可得好的T2加权对比图像
质子密度与加权图像 :长TI,短TE长TR
T1加权图像:中等TI,短TE长TR,增大了T1对比度,使IR序列能获得更强的T1加权图像
在核磁共振成像技术中,有哪些快速成像序列