磁共振成像系统和脉冲序列基础
课程编码：180085086001M2017H
英文名称： Magnetic Resonance Imaging System and Pulse Sequence
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：薛蓉等
教学目的要求
系统掌握生物与医药基础理论及专业技能，具备创新精神和运用专业知识分析与解决实际问题能力
预修课程
无
大纲内容
第一章 磁共振成像系统简介 3学时 薛蓉
第1节 核磁共振发展历史
第2节 磁共振成像系统简述
第3节 磁共振成像基本原理
第二章 核磁共振基本原理 3学时 左真涛
第1节 MRI的量子描述和经典理论
第2节 弛豫过程和弛豫时间
第3节 布洛赫方程和旋转坐标系
第4节 梯度回波、自旋回波、自由稳态进动
第5节 NMR信号检测
第6节 讨论
第三章 磁体系统 1.5学时 薛蓉
第1节 磁体系统功能
第2节 永磁体
第3节 超导磁体
第4节 匀场系统
第5节 磁体的评价指标
第四章 梯度系统 1.5学时 薛蓉
第1节 梯度系统 - 梯度的产生
第2节 X\Y\Z梯度线圈特性
第3节 梯度线圈评价指标
第五章 射频系统 3学时 薛蓉
第1节 射频系统构成-发射接收功能
第2节 几种射频线圈的设计原理
第3节 射频链路主要部件和性能
第六章 谱仪系统
第1节 谱仪系统主要和功能 1学时 薛蓉
第2节 磁共振成像系统参观与实验——磁体/梯度/射频/谱仪 2学时 左真涛
第七章 磁共振成像原理 - 脉冲序列构成 2学时 左真涛
第1节 空间编码原理
第2节 傅立叶变换
第3节 层选梯度
第4节 RF脉冲
第八章 基本脉冲序列 2学时 左真涛
第1节 自旋回波脉冲序列
第2节 改进的自旋回波变型序列
第3节 反转恢复脉冲序列
第4节 对比度模型和压脂肪技术
第5节 梯度回波脉冲序列
第6节 相干稳态梯度脉冲序列
第7节 不相干梯度回波序列
第8节 受激回波脉冲序列
第九章 单次激发成像和高速脉冲序列 2学时 左真涛
第1节 EPI序列
第2节 EPI序列伪影
第3节 EPI变型序列
第4节 螺旋序列
第5节 其他快速成像序列
第十章 扩散磁共振成像 3学时 左真涛
第1节 扩散对磁共振信号的影响
第2节 自旋回波扩散磁共振成像序列
第3节 b因子计算
第4节 扩散MRI灵敏度及其生物系统中的扩散效应
第5节 受激回波扩散成像序列
第6节 扩散EPI成像序列
第7节 扩散张量MR成像
第8节 基于DTI的神经纤维束造影
第9节 复杂神经纤维结构成像
第十一章 MR图像重建 3学时 左真涛
第1节 傅里叶重建
第2节 方格化重建
第3节 并行采集MRI
第4节 相位差重建
第5节 观共享重建
第十二章 脑功能磁共振成像 3学时 左真涛
第1节 血氧水平依赖功能磁共振成像
第2节 BOLD-fMRI实验设计和时空分辨率
第3节 fMRI实验数据预处理
第4节 fMRI数据统计步骤和方法
第5节 静息态功能磁共振成像（restingstatefMRI）和脑功能连通图
第6节 实时脑功能磁共振成像（rtfMRI）
第7节 光遗传学功能磁共振成像（ofMRI）
第8节 非BOLD脑功能磁共振成像
第十三章 灌注MR成像 3学时 左真涛
第1节 灌注概念和描写微血管的基本物理参数
第2节 早期的SPECT,PET和CT灌注成像
第3节 顺磁性对比剂的1H灌注MR成像
第4节 对比剂增强灌注MRI的临床应用
第5节 体元内非相干运动（IVIM）和相干运动（IVCM）成像
第6节 IVIM成像中扩散和灌注的分离
第7节 动脉自旋标记灌注MR成像（ASLMRI）
第8节 血管空间依赖磁共振成像（VASOMRI）
第9节 脑组织氧摄取分数（OEF）和氧代谢率
第十四章 磁共振谱和谱成像 3学时 左真涛
第1节 生物体内定域NMR谱
第2节 活体MRS定位技术
第3节 磁共振谱成像
第4节 影响代谢物浓度定量MR谱的因素
第5节 脑中定域1HMRS采集、拟合步骤和浓度估计
第6节 质子MRS在神经疾病中的临床应用
第十五章 自旋激发动力学与RF脉冲设计 1学时 左真涛
第1节 自旋激发动力学
第2节 SLR脉冲设计
第3节 复合脉冲
第4节 绝热脉冲设计
第5节 空间频谱RF脉冲设计
第十六章 MR图像伪影及抑制方法 2学时 左真涛
第1节 混叠或折绕伪影,截断或跳动伪影
第2节 金属材料伪影和磁化率伪影
第3节 主磁场B0、梯度和RF场不均匀产生的伪影
第4节 四类中央伪影和部分体积平均伪影
第5节 数据限幅、数据丢失、数据错误引起的伪影
第6节 化学位移空间失配伪影（CSMAs）和黑分界线伪影
第7节 MRI中运动效应和鬼影
第8节 不监视运动抑制运动伪影的措施
第9节 监视运动,抑制运动伪影的措施
第10节 抗运动伪影的脉冲序列
第十七章 MRI 操作实习 3学时 左真涛
第1节 不同序列测量T1/T2弛豫时间
第2节 分辨率对信噪比的影响
第3节 带宽对信噪比影响
第4节 fMRI 静息态数据采集
参考书
课程教师信息
薛蓉 博士，中国科学院生物物理研究所脑与认知国家重点实验室研究员，中丹学院神经科学与影像项目主任，主要研究方向为高场磁共振成像技术， 多通道射频发射接收技术，弥散成像，认知科学脑功能成像与临床应用。左真涛 博士，中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室正高级工程师（教授级），中科院青促会成员，中国认知学会认知与类脑计算专委会委员。主要研究方向为新型磁共振成像技术开发，包括高场射频线圈、射频功放、灌注成像、高分辨率功能磁共振成像和多核成像技术等，并应用于认知科学、脑功能成像和临床神经疾病。