核磁共振原理_K空間簡介

背景簡介

磁共振的每一個(gè)信號(hào)都含有全層的信息，因此需要對(duì)磁共振信號(hào)進(jìn)行空間定位編碼，即頻率編碼和相位編碼。接收線圈采集到的MR信號(hào)實(shí)際是帶有空間編碼信息的無線電波，屬于模擬信號(hào)而非數(shù)字信息，需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）變成數(shù)字信息，后者被填充到K空間，稱為數(shù)字點(diǎn)陣。K空間與磁共振信號(hào)的空間定位息息相關(guān)。

K空間也叫傅里葉空間，是帶有空間定位編碼信息的MR信號(hào)原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的填充空間，每一幅MR圖像都有其相應(yīng)的K空間數(shù)據(jù)點(diǎn)陣。對(duì)K空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換，就能對(duì)原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的空間定位編碼信息進(jìn)行解碼，分解出不同頻率、相位和幅度的MR信號(hào)，不同的頻率和相位代表不同的空間位置，而幅度則代表MR信號(hào)強(qiáng)度。把不同頻率、相位及信號(hào)強(qiáng)度的MR數(shù)字信號(hào)分配到相應(yīng)的像素中，我們就得到了MR圖像數(shù)據(jù)，即重建出了MR圖像。傅里葉變換就是把K空間的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)陣轉(zhuǎn)變成磁共振圖像點(diǎn)陣的過程。

下圖給出了從層面矩陣到數(shù)據(jù)空間又到真正的K空間過程。水平刻度為采樣間隔ΔTs，豎直刻度為TR，即數(shù)據(jù)空間是位于時(shí)間域內(nèi)，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算將數(shù)據(jù)空間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為空間頻率域內(nèi)，就得到真正的K空間，K空間經(jīng)傅立葉變換就是層面的圖像

圖1.從層面到層面對(duì)應(yīng)的k空間

相位編碼梯度場—–射頻脈沖+頻率編碼梯度場—–線圈采集得到MR模擬信號(hào)—–模數(shù)轉(zhuǎn)換的到數(shù)字信號(hào)——-填入K空間形成數(shù)字點(diǎn)陣—–傅里葉變換分解出不同頻率、相位、強(qiáng)度的信號(hào)——分配到各個(gè)像素中形成圖像點(diǎn)陣得到MR圖像。

圖2.K空間采集過程

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