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第1章　核磁共振的基本概念 1

1.1　原子核的自旋和自旋磁矩 2

1.1.1　原子核的组成与电荷 2

1.1.2　原子核的自旋 4

1.1.3　原子核的磁矩 7

1.2　外磁场中的原子核 9

1.2.1　拉莫尔进动 9

1.2.2　原子核受磁场作用的附加能量 10

1.3　核磁共振现象 12

1.3.1　均匀外磁场 12

1.3.2　射频脉冲 13

1.3.3　核磁共振 14

本章要点 15

参考文献 16

第2章　核磁共振的宏观描述 17

2.1　纵向磁化强度矢量 17

2.1.1　原子核的磁化强度矢量M 17

2.1.2　纵向磁化与纵向磁化强度矢量M0 18

2.2　核磁共振吸收 20

2.2.1　纵向磁化强度矢量M0的章动 20

2.2.2　旋转坐标系 21

2.2.3　射频脉冲与翻转角 22

2.3　弛豫过程与弛豫时间 25

2.3.1　弛豫过程 26

2.3.2　纵向弛豫过程与纵向弛豫时间T1 26

2.3.3　横向弛豫过程与横向弛豫时间T2、T* 2 28

2.4 自由感应衰减信号（FID） 31

2.4.1　发射与接受线圈 31

2.4.2　自由感应衰减信号（FID） 32

2.5　磁共振谱与化学位移 34

2.5.1　谱线宽度 34

2.5.2　化学位移δ 35

本章要点 38

参考文献 39

第3章　纵向磁化和T1对比 40

3.1　脉冲序列重复时间（TR） 40

3.1.1　重复时间（TR） 40

3.1.2　接收到的FID信号 42

3.2　组织的T1对比（T1加权） 44

3.2.1　TR与组织对比 44

3.2.2　翻转角对组织信号强度影响 46

3.3　组织的T1对比的临床应用 47

3.3.1　人体组织的T1特征 47

3.3.2　人体组织的T1对比 49

本章要点 50

参考文献 50

第4章　横向磁化和T2对比 51

4.1 回波时间（TE） 51

4.2　组织T* 2对比 52

4.3　组织的T2对比的临床应用 54

4.3.1　人体组织的T2特征 54

4.3.2　人体组织的T2对比 56

4.4　重聚焦射频脉冲和自旋回波 59

4.4.1　化学位移非均匀性对MR信号的影响 59

4.4.2　重聚焦射频脉冲 61

本章要点 63

参考文献 64

第5章　图像重建：层面选取 65

5.1　磁共振成像（MRI）的基本原理 66

5.1.1　人体磁共振成像的生理基础 66

5.1.2　图像重建基本原理简介 69

5.1.3　傅里叶成像简介 71

5.1.4　傅里叶变换 73

5.1.5　医学图像的基础知识 74

5.2　层面的选择 76

5.2.1　线性梯度场 76

5.2.2　层面的选择 79

5.2.3　层厚（THK） 80

5.3　层间交叉 83

5.4　层面选择梯度失相位和复相位 85

5.5　中心频率 87

本章要点 88

参考文献 89

第6章　图像重建：频率编码和相位编码 90

6.1　频率编码 90

6.1.1　频率编码 90

6.1.2　化学位移对频率编码的影响 94

6.1.3　频率编码梯度去相位和复相位 95

6.1.4　梯度回波和自旋回波 97

6.2　相位编码 98

6.2.1　相位编码 98

6.2.2　相位编码梯度脉冲 103

6.3　脉冲序列（PSD）基础 107

6.4　数据空间基础 110

6.5　采样 115

6.5.1　信号的采样 115

6.5.2　采集时间 117

6.5.3　多层面采集技术 119

6.5.4　二维图像的信噪比 122

本章要点 123

参考文献 124

第7章　脉冲序列 125

7.1　反转恢复（IR）脉冲序列 125

7.1.1　饱和与部分饱和选择饱和 125

7.1.2　π脉冲 127

7.1.3　MR信号的强度 128

7.1.4　反转恢复脉冲序列（IR） 129

7.1.5　多层面IR序列 132

7.1.6　对比度的概念 133

7.2　基本梯度回波（GRE）脉冲序列 134

7.2.1　基本梯度回波（GRE）脉冲序列 134

7.2.2　基本梯度回波技术中组织对比 137

7.3　残余横向磁化强度再聚焦GRE脉冲序列（GRASS） 139

7.3.1　残存横向磁化的再聚焦 139

7.3.2　信号强度 141

7.3.3　三维GRASS成像简介 142

7.4　破坏残余横向磁化强度的GRE脉冲序列 144

7.5　稳态自由进动（SSFP） 146

7.6 自旋回波（SE）脉冲序列 148

7.6.1 自旋回波（SE）脉冲序列图 148

7.6.2　组织的对比 151

7.6.3　成像时间 152

7.7 自旋回波脉冲序列的其他形式 153

7.7.1　标准双回波和多回波脉冲序列 153

7.7.2　快速自旋回波（FSE）脉冲序列 154

7.7.3　多层面SE（MSE）脉冲序列 158

7.7.4　三维SE脉冲序列 160

7.7.5　快速反转恢复脉冲序列（fast IR） 162

7.8　平面回波成像（EPI）脉冲序列 162

7.8.1　原始EPI脉冲序列图 163

7.8.2　BEST序列 165

7.8.3　SE-EPI和GRE-EPI混合序列 166

7.8.4　EPI的临床应用 167

7.9　预备脉冲 170

本章要点 175

参考文献 176

第8章　T1、T2和质子密度加权脉冲序列 177

8.1　T1加权脉冲序列 177

8.1.1　部分饱和脉冲序列 177

8.1.2　标准自旋回波脉冲序列 178

8.1.3 自旋回波反转恢复脉冲序列 179

8.1.4　破坏梯度回波技术 179

8.1.5　T1加权的MP-RAGE序列 180

8.1.6　水、脂肪的同相位图像与反相位图像 181

8.2　T2加权脉冲序列 183

8.2.1 自旋回波脉冲序列 183

8.2.2　梯度回波和稳态自由进动 184

8.2.3　快速自旋回波脉冲序列（FSE） 184

8.2.4　快速自旋回波反转恢复脉冲序列 186

8.2.5　磁化强度预备梯度回波脉冲序列 187

8.2.6　平面回波脉冲序列 189

8.3　质子密度加权脉冲序列 190

8.3.1　饱和脉冲序列 190

8.3.2 自旋回波脉冲序列 191

8.3.3　梯度回波脉冲序列 191

本章要点 193

参考文献 194

第9章　K空间 195

9.1　K空间基础 195

9.1.1　数据空间 195

9.1.2　视野 198

9.1.3　K空间 200

9.2　K空间的基本性质 203

9.3　傅里叶成像过程 208

9.4　信噪比、空间分辨率及采集时间 208

9.4.1　信噪比 208

9.4.2　空间分辨率 209

9.4.3　采集时间 210

9.4.4　TR、TE和TI的影响 211

本章要点 212

参考文献 212

第10章　MRI中的伪影 213

10.1　运动伪影 213

10.1.1　运动伪影的表现 213

10.1.2　周期性运动伪影 214

10.1.3　随机性运动伪影 219

10.2　图像处理伪影 219

10.2.1　卷折（混叠）伪影 219

10.2.2　化学位移伪影 221

10.2.3　截断伪影（Gibbs现象） 222

10.3　与射频相关伪影 223

10.3.1　层间交叉 223

10.3.2　射频拉链伪影 224

10.3.3　射频馈通拉链伪影 225

10.3.4　射频噪声 226

10.3.5　射频脉冲翻转角不均匀伪影 226

10.4　金属异物伪影和磁化率伪影 226

10.4.1　金属异物伪影 226

10.4.2　磁化率伪影 226

10.5　梯度相关、外磁场伪影 227

10.5.1　梯度相关伪影 227

10.5.2　外磁场伪影 228

10.5.3　魔角效应 228

10.6　数据限幅、数据丢失等引起的伪影 229

10.6.1　数据点错误引起的条纹伪影 229

10.6.2　数据限幅截顶引起对比度畸变伪影 229

10.6.3　数据丢失引起的伪影 229

本章要点 230

参考文献 230

第11章　MRI扫描仪 231

11.1　MRI扫描仪结构简介 231

11.1.1　磁体系统 231

11.1.2　谱仪系统 233

11.1.3　计算机图像重建系统 234

11.2　超导主磁体与梯度磁场系统 234

11.2.1　超导主磁体 234

11.2.2　超导梯度磁场系统 235

11.3　射频磁场系统 238

11.4　MRI图像质量参数的检测原理 239

参考文献 242