层面的选择和层厚的决定

对于二维磁共振成像，首先需要进行的是层面及其层厚的选择。通过前面磁共振现象一节的学习我们已经知道，要使组织中的氢质子发生磁共振现象，需要给组织发射一个频率与氢质子进动频率一致的射频脉冲进行激发。理论上在绝对均匀的磁场中，组织内水分子中的氢质子的进动频率都是一样的，而理想的射频脉冲是单一频率且其频率与氢质子进动频率完全一致。但实际上，主磁场总存在一定程度的不均匀，而且要发射完全单一频率射频脉冲也是不可能的，也就是说射频脉冲中包含有一定范围的频率，而射频脉冲的中心频率及频率范围我们是可以控制的。我们正是通过控制层面选择梯度场和射频脉冲来完成二维MR图像层面和层厚的选择。这里以1．5T磁共振成像仪的头颅横断面为例介绍二维磁共振成像的层面及层厚的选择。

在1．5T的场强下，质子的进动频率约为64MHz。我们要进行横断面的层面选择，必须在上下方向（即Z轴方向）上施加一个梯度场。假设我们施加的这个梯度场为足侧高头侧低，则在Z轴梯度线圈中点位置的磁场强度仍为1．5T，因而该处氢质子的进动频率保持在64MHz；从梯度场中点向头侧磁场强度逐渐降低，因而质子进动频率逐渐变慢，头顶部组织内质子的进动频率最低；从梯度场中点向足侧磁场强度逐渐增高，则质子进动频率逐渐加快，下颌部最高。Z轴方向上单位长度内氢质子进动频率差别的大小与施加的梯度场强度有关，施加梯度场强越大，单位长度内氢质子进动频率的差别越大。假设我们施加的梯度场造成质子进动频率的差别为1MHz／cm，而我们所用的射频脉冲的频率为63．5～64．5MHz，那么被激发的层面的位置（层中心）就在Z轴梯度线圈中点（G0），层厚为1cm，即层厚范围包括了Z轴梯度线圈中点上下各0．5cm的范围（图2-7-2A）。

我们对射频脉冲的频率及带宽和Z轴梯度场作不同的调整，层面和层厚将发生如下变化：①梯度场不变，射频脉冲的频率改成64．5～65．5MHz，则层厚保持不变，层面中心向足侧移动1cm（图2-7-2B）；②梯度场不变，射频脉冲的频率范围（带宽）变成63．75～64．25MHz，则层面中心不变，层厚变薄为0．5cm（图2-7-2C）；③射频脉冲仍保持63．5～64．5MHz，梯度场强增加使质子进动频率差达到2MHz／cm，则层面中心保持不变，层厚变薄为0．5cm（图2-7-2D）。

在检查部位与层面选择梯度线圈的相对位置保持不变的情况下，层面和层厚受梯度场强度和射频脉冲影响的规律如下：①梯度场不变，射频脉冲的频率增加，则层面的位置向梯度场高的一侧移动；②梯度场不变，射频脉冲的带宽加宽，层厚增厚；③射频脉冲的带宽不变，梯度场的场强增加，层厚变薄。

图2-7-2　层面和层厚选择

图中横实线表示层中心位置；两条虚横线之间距离表示层厚。A．梯度场强造成的质子进动频率差别1MHz／cm，射频脉冲的频率范围为63．4～64．5MHz，则层中心在梯度场中点（G0），层厚1cm；B．梯度场保持不变，射频脉冲的频率范围为64．5～65．5MHz，则层厚保持1cm，层中心向足侧移1cm；C．梯度场保持不变，射频脉冲的频率范围改为63．75～64．25MHz，则层中心位置不变，层厚变成0．5cm；D．射频脉冲的频率范围保持不变，梯度场强增加1倍，即造成的质子进动频率差别为2MHz／cm，则层中心保持不变，层厚变成0．5cm

刚才我们所举的例子是标准横断面的层面和层厚选择。磁共振成像还可以利用前后方向的梯度场进行标准冠状面成像，利用左右方向的梯度场进行标准矢状面成像；实际上利用X、Y、Z三组梯度场的有机组合进行层面和层厚选择，磁共振成像可以在任意断面上进行扫描。