1、贵阳医学院 使用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋1第四章 磁共振影像习题四解答4-1 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 、横向弛1T豫时间 等特性参数决定。出于分析图像的方便，我们希望一幅 MR 图像的灰2T度主要由一个特定的成像参数决定，这就是所谓的加权图像。例如图像灰度主要由 决定时，就是 加权图像；主要由 决定时，就是 加权图像；主要由11T2T2T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
2、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。4-2 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 后，再发射E12tT180脉冲，当 tT E 时出现回波峰值，采集信号。(2)90脉冲使 倒向 轴，由于 的不均匀性造成各个核磁矩旋进的角0My0B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x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x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y相位状态，抵消了磁场不均匀造成的影响。4-3 试分
3、析自旋回波 T1 加权、T 2 加权的条件及图像对比度形成原理。答：(1)选择短 TE 和短 TR，实现 加权。选择长 TE 和长 TR 实现 T2 加权。1(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，T 1 大的地方 I 值小，图像呈现弱信号；T 1 小的地方 I 值大，图像呈现强信号。这是因为使用短的 TR，在下一个 RF 时，短 组织纵向磁化强度矢量必定恢复的比较好， 较大，在 90RF 作用下 就大，信号就强。在 TR 足够短的情况下，ZMxyM最终图像的对比度主要由组织间 差异决定。T R 太长，各组织的纵向磁化强度1矢量都恢复了，不能产生对比度。
4、对于 SE 序列还与 TE 有关，若 TE 太长，横向贵阳医学院 使用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋2磁化强度矢量衰减（ ）的影响就不能忽略，所以除 TR 要短外，T E 也尽量要2T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，T 2 大的地方 I 值较大，图像呈现强信号；T 2 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 时，回波达峰值，T E 是回波时间又是信号采集时间，如果 TEEt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， 短的组
5、2织的横向磁化强度矢量已发生大的衰减，而 长的组织横向磁化强度矢量保留2T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 是为了消除加权的影响。1T4-4 采用 SE 序列，为获得 T1 加权像，应选用（ ） 。A.长 TR，短 TE B.短 TR，短 TE C.长 TR,长 TE D.短 TR，长TE分析：因为在 SE 脉冲序列中，图像的加权主要由扫描参数 TR 和 TE 决定，其中 TR 的长度决定了纵向磁化强度矢量的恢复程度，而 TE 的长度决定了横向磁化强度矢量的衰减程度，所以选择短 TR 可使各类组织纵向磁化强度矢量的恢复程度存在较大差异，突出组织的 对比；而选择短
6、TE 可使各类组织横向磁化1强度矢量的衰减程度差异不大， 对图像对比度的影响较小。 正确答案：2B4-5 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) ，信号产生的原理是 180脉冲使 翻转IE1809T 0MZ至 ，当纵向磁化恢复一段时间 TI 后加 90脉冲使恢复的 倾倒到MZ平面，成为横向磁化强度矢量，从而产生信号。该脉冲的最大特点是存在一xy个转折点即 点，如要抑制某个组织（如脑脊液、脂肪等）的信号，则选0Z择 TI 等于 倍该组织的 ，使该组织的信号消失。 (2)通常情况下由于脂肪中ln21T氢核密度较大，无论 还是 加权均呈强信号。脂肪的 T1 比较短
7、，当采用短2TI(TI=0.7T1fat)时施加 90脉冲、脂肪的 Mz=0，抑制了脂肪的信号。(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，脑脊液的贵阳医学院 使用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋3Mz=0，抑制了脑脊液的信号。4-6 在反转恢复脉冲序列中，为有效地抑制脂肪信号，应选用（ ）A短的 TI B长的 TI C中等长度的 TI D以上方法都正确分析：因为当 非常短时，大多数组织的纵向磁化强度矢量都是负值，只I有短 组织的纵向磁化强度矢量处于转折点，如脂肪，因此图像中该组织的信1号完全被抑制。正确答案：A4-7 一磁共振成像
8、仪，其静磁场为 1.5T，假设 z 方向的梯度场选定为，为获取 10mm 层厚的横断图像，射频脉冲的频宽应为多少?假设梯1Gscm度场改为 ，射频脉冲的频宽不变，层厚变为多少? （旋磁比 I = 12s42.6MHzT-1，1T=10 4Gs） 答：(1)在叠加上 线性梯度磁场 后，坐标 z 不同的自旋核，其共振频率GzB也就不同，为)(z（1）)()(0zI解法 1：假定施加的 RF 脉冲 频率范围为 ，其中200IB最大频率对应最大 z 值设为 1 )(2/100 zIGB最小频率对应最小 z 值记为 )(/200 zI于是射频脉冲的频宽 1IzIG6.424= H03解法 2：对（1）式
9、微分： zI此后与上述解法相同。G(2)当梯度场改为 ,射频脉冲的频宽不变时,层厚 变为12scm z= zm51026.4434-8 采用二维傅里叶变换成像（2DFT）为获取 256256 个像素的图像，至少要施加多少次幅度各不相同的相位编码梯度场？A. 1 B. 256 C. 128 D. 256256贵阳医学院 使用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋4分析：因为在 2DFT 图像重建中，沿相位编码方向排列的像素的个数决定了为实现重建图像所需进行的相位编码的次数。正确答案：B4-9 用二维多层面法对 16 个层面进行扫描时，如果脉冲周期的重复时间为 1.5 秒，重复测量次数
10、为 2，图像矩阵为 256256，则整个扫描时间为多少秒？A. 161.52256256 B. 161.52256 C. 161.52 D. 1.52256分析：因为多层面扫描是同时进行的，这就使得多个层面所需的扫描时间与一个层面的成像时间几乎相同，而 2DFT 完成一个层面的扫描时间等于序列重复时间相位编码次数重复测量次数。正确答案：D 。4-10 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 ，确定断层的位置，该断层内具GzB有相同旋进频率和同样的初相位。紧跟在 值后沿 y 方向施加相位编码梯度场，持续 时间，使 y 坐标不同的体素得到不同的相位，
11、然后在 x 方向施加频1t率编码梯度场，持续时间 ，在频率编码的同时采集信号。2t4-11 设某一断层为 由 体素构成，用自旋回波成56m256像，在单次采集中，频率编码梯度 Gx=1010-3Tm-1，则相邻体素间的频率差是多少。解：由 ， I = 42.6MHzT-1，由每像素为 ，x 21m，G x=1010-3Tm-1， 。1mx63342.101046Hz4-12 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
12、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， 的中央行，MR 信号是在 时获得的，0yk0yG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 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0xk贵阳医学院 使用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋5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。但由 、 ，对于同样的空间两点间的距xGy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
13、率越好。所xy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。4-13 在 FSE 序列中有效回波时间是如何确定的？它和加权图像有何关系？答：在 MRI 的数据采集中，相位编码幅度为零时所产生的回波信号被填入k 空间的中央行，该回波信号所对应的回波时间称为有效回波时间(T Eeff)。FSE的图像对比度主要由 TEeff 控制，图像加权性质取决于重排后 k 空间中央部分的回波时间。T 1、T 2 或密度加权可以通过数据重排来实现。比如要想得到 T1 或质子密度加权对比度，可安排早回波在低 k 空间行(T Eeff 短)，可以减弱 T2 加权。4-14 在梯度回波中为采集到回波信号为何
14、不能象 SE 序列那样施加 180重聚 RF 脉冲？答：如果象 SE 序列那样施加 180重聚 RF 脉冲，不仅使横向磁化强度矢量重聚，还会使 反转 180变为 。从而增加纵向磁化强度矢0sinzM zM量的恢复时间，增长了 TR，不能很好的减少成像时间。4-15 弥散磁共振成像分哪两种，简述信号与弥散系数间的关系。答：(1)弥散加权像（DWI）：无论与那个序列结合构成弥散序列成像，为了增加对弥散的灵敏度都必须插入额外的幅度很大的双极梯度脉冲 Gd，在这样一对梯度磁场的作用下，静态组织的自旋相位会完全重聚，而对于弥散运动和流动的自旋相位却无法完全重聚，所以这些组织的信号变低，静态组织的 MR
15、信号无明显变化，因而产生了由于弥散系数差异而形成的 MR 信号强度的差异，即弥散加权对比度成像（DWI ）其中包括了 T2 弛豫权重。在 DWI 中，组织的弥散系数 D 越高，则其在图像上的信号越低。(2)弥散系数成像：因为弥散系数成像是通过对多幅弥散加权像进行计算，得到弥散系数 D 的分布 ，弥散系数像就是弥散系数按像素的分布图(,)xyzD-map。其对比度只依赖于弥散系数，弥散系数大的地方强度大亮度高，与DWI 正好相反。由于用计算出的 D 成像， 效应已消除，所以有很好的对12T、比度。由于参数 D 不依赖于 MR 环境，所以 D-map 与 加权像有本质的不12T、同。贵阳医学院 使
16、用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋64-16 设主磁场强度为 1.5T， z 方向施加线性选层梯度场 ，3150TmzG持续时间 3ms，片层厚度为 5mm，求梯度场撤销时，片层两边的自旋核累计的相位偏移 加反向梯度场是否能消除这个偏移？若反向梯度值 不变，持? z续时间为多少时 ？（旋磁比 ）0142.6MHzTI解：已知 z5mm， ，T3ms，求315mzG ?(1)由 此处 ，z0 处 =0， 所以tBdzTz01 63342.151069Hz(2)加反向梯度场能消除这个偏移，因为相当于对静态组织施加双极脉冲，反向梯度值 不变只差符号 所以加反向梯度场能消除这个偏移。
17、若zG12反向梯度值 不变，设持续时间为 T2zms312zT4-17 关于回波平面成像（EPI） ，正确的是( )。AEPI 是一种快速数据读出方式BEPI 要求快速的相位编码梯度切换C. EPI 要求快速的频率编码梯度切换D.单次激发 SE-EPI 最多只能采集到 k 空间一行 SE 信号分析：单 次 激 发 EPI 序 列 是 在 一 次 RF 激 发 后 ， 利 用 读 出 梯 度 的 连 续 快速振 荡 ， 获 取 一 系 列 不 同 相 位 编 码 的 回 波 ， 直 至 填 完 整 个 k 空 间 ， 所 以 EPI 技 术实 质 上 是 一 种 k 空 间 数 据 的 快速采
18、集 方 式 。在 单次激发 SE-EPI 序 列 中 ， 90RF 激 发 后 ， 再 施 加 180相 位 重 聚 脉 冲 ，离 散 的 自 旋 相 位 开 始 重 聚 ； 180脉 冲 停 止 后 若 干 时 间 ， 开 始 采 集 第 一 个 回 波 ，但 回 波 并 未 完 全 消 除 的影响；当离 散 的 自 旋 相 位 完 全 重 聚 时 ， 回 波 达 到 峰 值*2T采集到的才是以 衰减 SE 回波， 而在此之后出现的回波将以 衰减。在基本*2TSE 序列中，单次激发，单次采集每次采集的都是回波峰值信号，所以在 SE-EPI 中只能采集到一个 SE 信号。 正 确 答 案 ：
19、A、C、D4-18 人体内组织的 =120ms，设 EPI 成像数据采集需在 100ms 内完成，*2T贵阳医学院 使用教材：医学影像物理学 第 3 版 主编 吉强 洪洋7k 空间数据矩阵为 ，试计算一次读梯度的施加时间最多为多少？128答：在 EPI 中，读梯度是强磁场且快速振荡产生回波，穿越零点时加相位编码，在读梯度水平持续时间采集信号。所以成像时间主要由读梯度上升、水平保持和下降时间决定。对于采集 k 空间 数据矩阵，读梯度需快速振128荡 128 次，总成像时间为 100ms 以内，施加一次读梯度最多时间为：10.8ms2t4-19 用时间飞跃法（TOF）血管成像需利用和采用（ ） 。A流入性增强效应 B 流空效应C相位偏移效应 D预饱和技术分析：因为要得到良好的动脉（或静脉）血管影像，必须抑制周围组织的信号，可通过较短 TR 使周围静止组织被多次激励达饱和，再采用预饱和技术除去静脉（或动脉）的信号，以免干扰；利用流入性增强效应新流进的血液能产生较强的 MR 信号。正确答案： A、D
