MR基础知识 -- 序列成像原理(二)

之前老王也介绍了，对一个三维坐标中的物体进行定位必然至少包含3个变量。对于MRI图像来说，这三个变量就分别为层厚（Z），相位编码（Y），频率编码（X）。有了层厚（Z）之后，那么必然就需要得到Y和X，也就是相位编码和频率编码。

首先还是先看相位编码，相位编码分为3个步骤：

在经过空间选层的同时施加90°RF脉冲后，所选层的体素中氢质子发生了能级跃迁，也就是净磁化矢量方向由Mz变为Mxy方向，同时进动频率为f=f0(RF射频激发频率)。由于激发的脉冲相同，因此他们有同样的相位。

沿着相位编码方向（PE）施加一个梯度场，这个线性的梯度场会沿着FOV的中的相位编码方向变化，因此沿着相位编码方向的每一层FOV内的氢质子也就有了一个不同的Larmor进动频率。

由于运动频率不同也就意味着角运动速度不同，因此当施加一定时间的相位编码梯度后，从时域上看相位编码方向不同层体素内的质子运动的角度有了可以预期的区别。

相位编码结束后，线性梯度场消失，所有FOV范围内的每一层体素内质子又恢复同样的f=f0进动频率，也就是所有质子都已同样的角速度运动。但是不同层的质子由于之前运动状态差导致了他们所处的位置有了变化，也就是相位有了变化，同时相位的变化又与施加的相位编码梯度场直接相关从而完成了整个编码过程。

继续研究频率编码，频率编码分为2个步骤

在开始频率编码前，在FOV范围内，选层空间的每一个体素的内的氢质子的进动频率都是f=f0。但是之前进行了相位编码，因此相位编码方向内每一层体素都有一个与梯度强度相关的线性相位差存在。

开始进行频率编码，也就是在频率编码（FE）方向施加一个线性梯度场，同样的线性梯度场会导致FE方向上每一列体素内氢质子的Larmor进动频率产生改变，并且Larmor进动频率随着FE方向呈线性变化。

与此同时一个包含了相位编码信息和频率编码信息的Echo信号就会产生，并被接收线圈接收，由此得到原始的信号数据。

由此一个Echo产生了，但是一幅图像不可能一个Echo就可以产生，那么一副图像到底需要扫描多少时间呢？首先假设一个序列包含512个pulse sequences，一个TR需要1000ms，那么整体的扫描时间就是

512*1000=8min32sec

如果我们需要的图像尺寸要求如下：FOV:300mm*300mm

Voxel heigh:1mm

Voxel width:1mm

由于一个Echo包含了1个相位信息和全部的频率信息，因此扫描次数由相位编码数量决定，对于这个例子也就是说一副完整的图像至少需要进行300个pulse sequences。

MR技术博大精深，本节我们继续从宏观上分析MRI图像的相位编码和频率编码，同时进一步得到了一个完整序列的全部echo信息。下一期我们将继续从宏观上分析序列生成的Echo是怎样进一步被使用的，敬请期待。