首先上干货,SE序列示意图。
图中有三个层面:
射频(RF):SE序列中需要产生90°脉冲和180°脉冲
Gradients(梯度):分别进行空间选层,相位编码,频率编码
ECHO(回波):最终产生回波信号Echo signal以及计算机采样生成的Echo sampling
接下来我们按照时间轴进行讲解。
首先是脉冲产生阶段
一个SE序列开始于一个90°脉冲,这个脉冲是作为激发脉冲使用的,在产生90°脉冲激发的同时,梯度场产生一个空间选层梯度场。
选层梯度是改变磁场强度,将原本均匀的磁场改变为线性不均匀磁场,配合射频的激发频率范围,从而选择特定的层面进行激发。
通过这个90度脉冲,选层空间的质子净磁化矢量发生90度偏转,由Mz方向偏转到Mxy方向,停止施加射频场后质子开始弛豫。
完成射频激发后,序列进入下一个步骤
相位编码
回顾前面讲过的知识,相位编码实现是通过首先施加梯度场导致频率改变,旋转速度改变,随后停止施加梯度使其频率回归一致,但是会保留其相位差来实现的。
因此每一次相位编码都需要先施加梯度场然后在停止一段时间实现的。
最终生成的一层图像中,每一层相位编码方向有多少个像素点,就至少需要多少次相位编码。
图中还可以看到空间选层编码和频率编码处分别叠加了一个反向梯度,这个过程叫做双极性梯度场,目的是为了减少相散造成的偏差,后续我们再展开介绍。
90°脉冲之后质子就开始了弛豫的过程。同时由于磁场的不均匀性的缘故,自旋发生了相散,具体到回波信号中的表现是会使弛豫时间缩短,由T2变为T2*。
为了解决这一问题,序列中需要施加180°脉冲。继续进入下一个步骤:
180°反向脉冲
施加180°脉冲的同时同样施加对应的空间选层编码
在t=TE/2时刻,给系统施加180°射频脉冲,可以在不改变旋转方向的情况下使相散发生方向翻转,最终的结果是在回波时间TE(2TE/2)时,自旋再一次同相,同时生成Echo。
在产生Echo的同时梯度场施加频率编码,进而实现空间二维编码,为后续将一层的图像X,Y方向分辩出来进行的重建提供数据。
频率编码
由于ECHO是一个模拟信号,需要将其转化为具体的数字信号才可以进行计算,因此需要将Echo进一步进行AD转换。根据香农采样定理,为了不失真的恢复模拟信号,采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍。
通过AD(模数转换)转换最终将一个ECHO转换成一组采样信号(ECHO sampling)存储到K空间的对应位置,完成一个脉冲周期。
MR技术博大精深,本节开始老王将带大家开始学习序列的相关知识,首先初步了解SE序列。这里老王先粗浅的介绍流程,细节将在以后的文章中进行专项讲解。