（3）医疗图像处理：MRI磁共振成像-快速采集--(杨正汉）

一、磁共振快速采集技术基础

1.K空间的基本特点

2.快速成像的理由：

3.快速成像的硬件要求：

MRI（磁共振成像）中的快速采集技术主要关注于缩短K空间的填充时间，以提高成像效率和质量。K空间是MR图像原始数据的填充储存空间，填充后的资料经傅立叶转换可以重建出MR图像。

一、磁共振快速采集技术基础

快速采集技术的基础主要包括以下几个方面：

1.K空间的基本特点

四个特点：

K空间的数据点阵与图像的点阵不是一一对应的，K空间中每一个点具有全层信息。

填充K空间中央区域的相位编码线决定图像的对比，而填充K空间周边区域的相位编码线决定图像的解剖细节。

相位编码线在K空间中的位置决定图像的空间分辨力，而相位编码线在K空间中分布的密集度决定FOV（视野）。

此外，K空间还具有对称性，包括相位编码方向的镜像对称和频率编码方向的对称，因为傅里叶转化只能区分相位相差180度的MR信号。

2.快速成像的理由：

磁共振图像采集时间实际上就是K空间填充所需的时间。因此，缩短K空间的填充时间可以加快成像速度，提高成像效率。这对于需要快速获取图像的情况（如紧急医疗状况或需要快速诊断的疾病）尤为重要。

3.快速成像的硬件要求：

实现快速采集技术需要一定的硬件支持。例如，需要高性能的计算机来处理大量的数据，以及高灵敏度的接收器和线圈来捕捉和传输信号。此外，还需要先进的成像序列和算法来优化数据采集和图像处理过程。

二、磁共振快速采集技术

主要关注于如何缩短K空间的填充时间，以提高磁共振成像（MRI）的效率和速度。

TR×Ny×NEX 是用于计算MRI（磁共振成像）信号采集时间的公式中的一部分。其中TR（Repetition Time，重复时间）：指两个相邻的90°射频脉冲之间的时间间隔。这个时间间隔决定了T1成分，缩短TR可能会不利于T1加权成像（T1WI）；Ny （Number of Phase Encodings，相位编码数）：相位编码是MRI中用于确定图像在某一方向（通常是频率编码方向的垂直方向）上像素位置的一种技术。Ny表示在这个方向上需要进行多少次相位编码；NEX（Number of Excitations，激发次数）：为了提高图像的信噪比，有时需要对同一K空间位置进行多次激发和采集。NEX就是表示这种激发和采集的次数；Nz就是表示在z方向上的相位编码次数。这个参数的选择会影响扫描时间和图像的分辨率。

基本方法就是：减少所需采集的信号数目；缩短采集回波信号的时间。下面几种是在脉冲中也涉及到的这里就大概说明一下。

①.缩短重复时间（TR）：缩短TR可以使成像速度缩短，但TR决定T1成分，缩短TR将不利于T1加权成像（T1WI）。

②.梯度回波代替自旋回波：传统的自旋回波类序列需要较长时间来产生回波，而梯度回波则通过梯度场的反复切换产生信号幅度从零到大再到零的完整回波，这样采集到的回波时间可以大大缩短。

③.快速自旋回波技术（RARE）：在常规的自旋回波序列中，一个90°脉冲后跟一个180°脉冲产生一个回波，填充一条相位编码线。而在快速自旋回波序列中，90°脉冲后跟多个180°脉冲，产生多个回波，填充多个相位编码线，从而大大缩短了时间。

④.单次激发技术：这种技术在一个90°脉冲激发后，利用连续的聚相位脉冲采集填充K空间所需的全部回波信号，使得成像速度非常快，单层图像采集可以在1秒左右完成。

⑤.并行采集技术：这种技术能够减少相位编码的步级数，减少重聚脉冲的数量，从而降低特殊吸收率（SAR），提高成像速度和图像质量。

⑥.半傅里叶采集技术：如HASTE（单次激发半傅里叶采集的快速自旋回波序列），这种技术在一次90°射频脉冲激发后，利用大量的180°重聚脉冲对信号进行重聚然后读出填满整个K空间，实现快速成像。