核磁共振成像原理介绍-层厚

核磁共振成像原理介绍-层厚

核磁共振成像（MRI）是一种重要的医学影像技术，其成像原理涉及层面选择、线性梯度场等概念。本文将重点介绍核磁共振成像中的层厚（THK）概念。

层厚是指成像层面在成像空间第三维方向上的尺寸。对于MRI来说，层厚表示一定厚度的扫描层面。在实际临床操作中，层面的选取都是有一定厚度的。

我们把射频脉冲的频率范围称为带宽。带宽决定了层面的厚度。因为射频脉冲的频率范围越大，对应符合拉莫尔频率的磁场范围就会增大，层面厚度增加。需要注意的是，当发射射频脉冲时，只允许使一个层面中的质子产生磁共振，其他层面中任何一个质子不会产生磁共振。

除了带宽决定层面厚度外，梯度场Gz也会对层厚产生影响。如果选取层面射频脉冲的带宽不变，不同的Gz，对应的厚度不同。Gz变化快（斜率大）时，对应层面厚度小；Gz变化慢（斜率小）时，对应层面厚度大。总之，层面厚度取决于层面选择梯度Gz和射频脉冲的带宽。

层面厚度关系到层选方向的分辨率。层面薄，则分辨率高；层面厚，则分辨率低。但层面不能太薄，由于我们还要将成像层面分成大量体素，层面太薄时每个体素内质子数量减少，各体素产生信号小，信噪比小，达不到高分辨率的目的。

通过以下两种方法可以降低层面的厚度：

1. 使用窄带宽的射频脉冲。窄频率的带宽将激励更窄的磁场强度范围内的质子（图1）。
2. 增大梯度场的斜率（图2）。

层厚是图像质量的重要决定因素。层厚的增加，使成像组织的体素体积增加，相对于较薄的层面来说，体素内质子数量增加，信号强度增加，所以图像的信噪比将会增加，图像的表观改善。但是，层厚增加了，信噪比增加的同时，空间分辨率降低，部分容积效应作用会显著。

图1 带宽与层厚的关系
图2 层厚与梯度的关系