k空間的基本知識

1、K空間的基本知識磁共振的每一個信號都含有全層的信息，因此需要對磁共振信號進行空間定位編碼，即頻率編碼和相位編碼。接收線圈采集到的MR信號實際是帶有空間編碼信息的無線電波，屬于模擬信號而非數(shù)字信息，需要經(jīng)過模數(shù)轉換（ADC）變成數(shù)字信息，后者被填充到K空間，稱為數(shù)字點陣。K空間與磁共振信號的空間定位息息相關。K空間也叫傅里葉空間，是帶有空間定位編碼信息的MR信號原始數(shù)字數(shù)據(jù)的填充空間，每一幅MR圖像都有其相應的K空間數(shù)據(jù)點陣。對K空間的數(shù)

2、據(jù)進行傅里葉轉換，就能對原始數(shù)字數(shù)據(jù)中的空間定位編碼信息進行解碼，分解出不同頻率、相位和幅度的MR信號，不同的頻率和相位代表不同的空間位置，而幅度則代表MR信號強度。把不同頻率、相位及信號強度的MR數(shù)字信號分配到相應的像素中，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)點陣轉變成磁共振圖像點陣的過程。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模擬信號模數(shù)轉換的到數(shù)字信號填入K空間形成數(shù)字點陣傅

3、里葉變換分解出不同頻率、相位、強度的信號分配到各個像素中形成圖像點陣得到MR圖像。在二維圖像的MR信號采集過程中，每個MR信號的頻率編碼梯度場的大小和方向保持不變，而相位編碼梯度場的方向和強度則以一定的步級發(fā)生變化，每個MR信號的相位編碼變化一次，采集到的MR信號填充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信號的相位編碼梯度場為零，這是相位編碼

4、造成的質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（因為幾乎沒有相位差別），但是MR信號強度最大，其MR信號主要決定圖像的對比，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信號的相位編碼梯度場強度最大，得到的MR信號中各體素的相位差別最大，所提供相位編碼方向解剖細節(jié)的空間信息最為豐富，由于施加的梯度場強度最大，造成質子群是相位程度最高，其MR信號的幅度很小，因而其MR信號主要反映圖像的解剖細節(jié)，對圖像的對比貢獻

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比，而周邊區(qū)域的相位編碼線主要決定圖像的解剖細節(jié)。零傅里葉線兩邊的相位編碼線是鏡像對稱的。K空間在頻率編碼方向上也是鏡像對稱的，而且中心區(qū)域的信息對圖像的對比起著絕對性的影響。K空間特性：①K空間中的點陣與圖像的點陣不是一一對應的，K空間中每一點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)鏡像對稱的特性。③填充K空間中央?yún)^(qū)域的MR信號主要決定圖像的對比，填充K空間

6、周邊區(qū)域的MR信號主要決定圖像的解剖細節(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，也將直接決定圖像的采集時間。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數(shù)，也即不同的相位編碼的磁共振回波信號的數(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；但所需要進行相位編碼的步級數(shù)越多，也即需要采集的磁共振信號數(shù)目越多，一幅圖像所需的采集時間就越長。磁共振圖像頻率編碼方向

7、上的像素數(shù)目決定于在磁共振回波信號采集過程中采樣點的多少，采樣點越多，則圖像在頻率編碼方向上的像素數(shù)目越多，像素徑線越小，空間分辨率越高，但由于采樣點增多，采集一個完整的回波信號所需要的時間越長。常規(guī)MRI序列中一般采用循序對稱方式填充循序對稱方式填充K空間空間。很重要。如梯度回波T1WI序列進行肝臟動態(tài)增強掃描（NEX=1），如果整個序列采集時間為20s，則決定圖像對比的MR信號的采集應該在掃描開始后第10s，因而想要獲得開始團注對比

8、劑后第25s的肝臟動脈期，掃描的開始時刻需要提前10s，即開始團注對比劑后的第15s就開掃。實際上，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)先采集技術集技術。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，決定圖像的對比，然后再采集決定圖像解剖細節(jié)的K空間周邊的相位編碼線，這一技術在利用透視實時觸發(fā)技術進行的三維動態(tài)增強掃描和對比增強磁共振血管成像（ceMRA）時有較多的應用。GE設備：K空間

9、中心優(yōu)先采集技術應用于3D快速擾相梯度回波T1WI序列包括用于動態(tài)增強或ceMRA序列。在這類序列中，在參數(shù)調整界面的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；螺旋槳成像技術的