k空間的基本知識(shí)

1、K空間的基本知識(shí)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)

2、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。相位編碼梯度場(chǎng)射頻脈沖頻率編碼梯度場(chǎng)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

3、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。在二維圖像的MR信號(hào)采集過程中，每個(gè)MR信號(hào)的頻率編碼梯度場(chǎng)的大小和方向保持不變，而相位編碼梯度場(chǎng)的方向和強(qiáng)度則以一定的步級(jí)發(fā)生變化，每個(gè)MR信號(hào)的相位編碼變化一次，采集到的MR信號(hào)填充K空間Ky方向的一條線，因此，把帶有空間信息的MR信號(hào)稱為相位編碼線，也叫K空間線或傅里葉線。從相位編碼方向看，填充在K空間中心的MR信號(hào)的相位編碼梯度場(chǎng)為零，這是相位編碼

4、造成的質(zhì)子群失相位程度最低，不能提供相位編碼方向上的空間信息（因?yàn)閹缀鯖]有相位差別），但是MR信號(hào)強(qiáng)度最大，其MR信號(hào)主要決定圖像的對(duì)比，我們把這一條K空間線稱為零傅里葉線。而填充K空間最周邊的MR信號(hào)的相位編碼梯度場(chǎng)強(qiáng)度最大，得到的MR信號(hào)中各體素的相位差別最大，所提供相位編碼方向解剖細(xì)節(jié)的空間信息最為豐富，由于施加的梯度場(chǎng)強(qiáng)度最大，造成質(zhì)子群是相位程度最高，其MR信號(hào)的幅度很小，因而其MR信號(hào)主要反映圖像的解剖細(xì)節(jié)，對(duì)圖像的對(duì)比貢獻(xiàn)

5、很小。簡單說：填充K空間中央?yún)^(qū)域的相位編碼線主要決定圖像的對(duì)比，而周邊區(qū)域的相位編碼線主要決定圖像的解剖細(xì)節(jié)。零傅里葉線兩邊的相位編碼線是鏡像對(duì)稱的。K空間在頻率編碼方向上也是鏡像對(duì)稱的，而且中心區(qū)域的信息對(duì)圖像的對(duì)比起著絕對(duì)性的影響。K空間特性：①K空間中的點(diǎn)陣與圖像的點(diǎn)陣不是一一對(duì)應(yīng)的，K空間中每一點(diǎn)包含有掃描層面的全層信息。②K空間在Kx和Ky方向上都呈現(xiàn)鏡像對(duì)稱的特性。③填充K空間中央?yún)^(qū)域的MR信號(hào)主要決定圖像的對(duì)比，填充K空間

6、周邊區(qū)域的MR信號(hào)主要決定圖像的解剖細(xì)節(jié)。K空間數(shù)據(jù)的采集和填充與磁共振圖像的空間分辨率直接相關(guān)，也將直接決定圖像的采集時(shí)間。磁共振圖像在相位編碼方向上像素的多少直接決定于相位編碼的步級(jí)數(shù)，也即不同的相位編碼的磁共振回波信號(hào)的數(shù)目。FOV同，則相位編碼方向的像素越多，圖像在相位編碼方向的像素直徑就越小，空間分辨率越高；但所需要進(jìn)行相位編碼的步級(jí)數(shù)越多，也即需要采集的磁共振信號(hào)數(shù)目越多，一幅圖像所需的采集時(shí)間就越長。磁共振圖像頻率編碼方向

7、上的像素?cái)?shù)目決定于在磁共振回波信號(hào)采集過程中采樣點(diǎn)的多少，采樣點(diǎn)越多，則圖像在頻率編碼方向上的像素?cái)?shù)目越多，像素徑線越小，空間分辨率越高，但由于采樣點(diǎn)增多，采集一個(gè)完整的回波信號(hào)所需要的時(shí)間越長。常規(guī)MRI序列中一般采用循序?qū)ΨQ方式填充循序?qū)ΨQ方式填充K空間空間。很重要。如梯度回波T1WI序列進(jìn)行肝臟動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描（NEX=1），如果整個(gè)序列采集時(shí)間為20s，則決定圖像對(duì)比的MR信號(hào)的采集應(yīng)該在掃描開始后第10s，因而想要獲得開始團(tuán)注對(duì)比

8、劑后第25s的肝臟動(dòng)脈期，掃描的開始時(shí)刻需要提前10s，即開始團(tuán)注對(duì)比劑后的第15s就開掃。實(shí)際上，K空間中相位編碼線的填充順序是可以改變的，可以采用K空間中央優(yōu)先采空間中央優(yōu)先采集技術(shù)集技術(shù)。即掃描一開始先編碼和采集Ky=0附近的一部分相位編碼線，決定圖像的對(duì)比，然后再采集決定圖像解剖細(xì)節(jié)的K空間周邊的相位編碼線，這一技術(shù)在利用透視實(shí)時(shí)觸發(fā)技術(shù)進(jìn)行的三維動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描和對(duì)比增強(qiáng)磁共振血管成像（ceMRA）時(shí)有較多的應(yīng)用。GE設(shè)備：K空間

9、中心優(yōu)先采集技術(shù)應(yīng)用于3D快速擾相梯度回波T1WI序列包括用于動(dòng)態(tài)增強(qiáng)或ceMRA序列。在這類序列中，在參數(shù)調(diào)整界面的UserCVsSreen卡中可以選擇K空間數(shù)據(jù)的填充順序，選擇Centric則為K空間中心優(yōu)先采集僅發(fā)生與層面內(nèi)的相位編碼方向，如果選擇EllipticalCentric則為K空間中心優(yōu)先采集同時(shí)發(fā)生于層面內(nèi)的相位編碼方向和層面間的相位編碼方向。其它K空間填充方式：EPI的迂回軌跡；螺旋成像的螺旋狀軌跡；螺旋槳成像技術(shù)的