Elektrod-serv.ru

Передача данных по радиоканалу

Импульсные последовательности в магнитно-резонансных томографах

Рассмотрим теперь полную совокупность сигналов, генерируемых в МР-томографе для выбора и сканирования слоя. Как уже было сказано, выбор слоя производится подачей РЧ импульса и градиентного, обеспечивающего ЯМР в нужном слое. Последующая идентификация отдельных элементов этого слоя осуществляется с помощью считывающих, или кодирующих, градиентных импульсов. Впервые идею частотно-кодирующих градиентов выдвинул и реализовал Лаутербур. Однако метод получения МР-томограмм, который он предложил, требовал очень много времени.

Модификацией метода Лаутербура является метод частотно-фазового кодирования. Рассмотрим его сущность применительно к последовательности «спиновое эхо», которая является одной из стандартных последовательностей в МР томографии. Допустим, требуется получить изображение поперечного (аксиального) среза. Для выбора слоя (его координаты z и толщины) подаются РЧИ и срезо-селективный импульс Gz (рис.6). Следует заметить, что от амплитуды Gz зависит также скорость нарастания градиентного поля и толщина выбираемого слоя: чем больше скорость нарастания, тем меньше толщина. Таким образом, толщина слоя зависит от двух факторов: формы огибающей РЧИ и скорости нарастания срезо-селективного импульса.

Сразу после этого включают градиентный импульс Gy. Он создает градиентное поле, под действием которого векторы намагниченности элементарных объемов слоя (вокселов) вдоль координаты y повернутся на разные углы . Эти углы лежат в пределах -p … +p , т.е. они достаточно малые. Поэтому для их получения нужны градиентные импульсы малой длительности и амплитуды. Через интервал времени ТЕ/2 включается 180о-импульс вдвое большей длительности, чем 90-градусный, и одновременно с ним градиентный Gz такой же длины. Еще через интервал ТЕ/2 появляется эхо и включается считывающий градиентный импульс Gx.

Через период повторения TR снова включается 90о-импульс. В следующем цикле все импульсы, кроме Gy, остаются неизменными. Градиентный импульс Gy меняется в каждом цикле: в процессе сканирования он изменяется от некоторого максимального отрицательного значения до максимального положительного.

Действие градиентных полей Gx и Gy, в принципе, одинаково – оба они вызывают изменение частоты прецессии спинов по сравнению с начальной. Однако градиентный импульс Gx больше по амплитуде и по длительности. За время его действия спины совершают большое число оборотов и можно говорить об изменении частоты.

Поэтому градиентный импульс Gx называют частотно -кодирующим. В силу линейного распределения градиентного поля Gxx частота прецессии также будет линейно изменяться от левого края сечения к правому:

;

здесь - частота смещения по оси z при выборе слоя.

За время действия градиентного импульса Gy спины успевают совершить не более одного оборота, и в этом случае следует говорить о фазе, а импульсы называются фазо-кодирующими. Фазы намагниченностей вокселов также линейно изменяются вдоль оси у, но у этой линейной функции в каждом цикле изменяется величина, а затем и знак углового коэффициента.

Рисунок 6. Полный набор сигналов в последовательности «спиновое эхо».

На рис. 6 показаны в пределах сечения в плоскости хоу строка «qk» с неизменной фазой и столбец «wi» с неизменной частотой. Область их пересечения соответствует вокселу – элементарному объему.

Эхо-сигнал длится обычно 8 – 2 мс и имеет сложную форму. К нему применяется преобразование Фурье, с помощью которого он раскладывается на гармоники

,

где М – количество отсчетов по оси х.

Каждая гармоника представляет собой результат суммирования сигналов, полученных от вокселов i-го столбика и имеющих частоту wi:

, (2)

где ak – амплитуда сигнала от k-го воксела, N – количество повторов (циклов). Всего таких гармоник, т.е. отсчетов, будет M. В ходе реконструкции изображения определяется амплитуда сигнала, пришедшего от каждого воксела. Амплитуда сигнала является мерой протонной плотности данного воксела или характеристикой скоростей релаксации находящихся в нем тканей. Чтобы определить амплитуды вокселов одного столбца, в принципе, нужно решить N уравнений. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Советуем почитать:

Микропроцессорная система управления скоростью вращения двигателя постоянного тока Одной из характерных особенностей нынешнего этапа научно-технического прогресса является все большее применение микроэлектроники. Особое внимание в настоящее время уделяется внедрению ми ...

Синтез и построение системы управления динамическими объектами Информация об объекте управления может быть получена путем измерения соответствующих параметров. Однако не все параметры могут быть непосредственно измерены из-за отсутствия необходимых ...

Разработка конструкции и технологического процесса изготовления печатной платы Основной особенностью производства ЭВМ является использование большого количества стандартных и нормализованных элементов, интегральных схем, радиодеталей и др. Важным вопросом, решаемы ...