MRI图像仿真：涡流效应的研究与伪影补偿

"该资源是一篇发表在《清华大学学报(自然科学版)》2007年的学术论文，由马超、褚旭、李烨和蒋晓华共同撰写。研究聚焦于磁共振成像（MRI）中的涡流效应及其对图像质量的影响。作者提出了一种在基于Bloch方程的仿真方法上结合涡流数学模型的仿真策略，以模拟MRI中的涡流效应。通过实测0.3T永磁MRI系统的涡流参数，并设计带有附加梯度的自旋回波序列，他们观察到涡流导致的混叠伪影，并展示了如何利用仿真程序来补偿这些伪影，从而改善重建图像的质量。实验结果证实了仿真的准确性。" 本文深入探讨了MRI成像中的一个关键问题——涡流效应。涡流是当导电材料在磁场变化时产生的电流，这种现象在MRI设备中尤为显著，因为其快速切换的磁场会导致涡流的产生，进而影响成像质量，产生伪影。作者构建了一个包含涡流模型的仿真系统，这个系统基于Bloch方程，这是一个描述核磁共振现象的基本数学模型。 Bloch方程是MRI理论的核心，它描述了在外部磁场作用下原子核的磁化状态随时间的演变。在原有的 Bloch 方程基础上，作者添加了涡流的数学模型，这使得仿真能够更准确地反映实际MRI设备中发生的物理过程。通过在实际MRI系统上测量涡流模型的参数，研究人员能够确保仿真的物理准确性和现实世界的现象相吻合。 为了验证这一仿真方法的有效性，研究团队设计了一个特殊的自旋回波序列，这个序列包含了附加梯度，目的是在成像过程中突出零阶涡流的影响。实验结果显示，仿真图像和实际成像都出现了与理论预测一致的混叠伪影，这证明了涡流确实对MRI图像产生了显著影响。 进一步，研究中还展示了一种利用仿真程序补偿实际接收信号的方法，这种方法能够显著减少由涡流引起的重建图像伪影，这对于提高MRI图像的诊断价值具有重要意义。实验结果证实了这一仿真策略的正确性和实用性，为理解和减轻MRI成像中的涡流效应提供了有力工具。 这篇论文不仅提供了对MRI成像中涡流效应的深刻理解，还贡献了一种有效的仿真技术和补偿策略，对于MRI技术的发展和优化具有重要的理论与实践价值。关键词包括磁共振成像、计算机仿真和涡流，表明该研究涵盖了医学影像技术、计算方法以及电磁现象等多个领域。