颅脑组织的磁共振成像过程模拟

磁共振成像 (MRI)在 医学领域应用广泛 ，发展迅速 。在教学和研究过程中由于 MRI设备价格较高，且-些功能和过程是 封装在系统 内部 ，所 以应用者较难深入研究技术特点，从而又制约 了用户的高级应用 。

应用计算机模拟，对较复杂物理及数学问题进行描述，是教育 、培训及算法研究的重要方法。其直观、定量、所见所得效果使得其发展迅速。就 MRI而言，国外-些好的计算机模拟分析系统近年来陆续出现lf2。其实现方法是在真实仪器或从物理原理上简化或优化而来，具有高度的真实性 ，成本低廉。

好 的仿 真系统甚至可以达到预演实验 ，或优化工业产 品设计的效果口本文以医学磁共振成像为例 ，用计算机模 拟方法详细描述了基于给定组织结构 ，MRI如何生成磁共振信号以及信号如何处理转换得到医学影像的过程。

模拟 采用编程语 言 Matlab.相 比而言学 习和应用难度较小 。此外 ，该语言附带有完备适合调用的函数库，容易实基金项目：川I北医学院高教教改项 目(11-06-074)作者简介：杨庆华(1977-)，男，硕士，讲师，主要从事医学成像技术、生理系统建模仿真方面的研究工作，E-mail：forbyyoung###126.com。

现傅里叶变换、小波变换等磁共振成像中常用的算法和处理。

在以后高级模拟中，将大大减小程序编写的工作量。由于该设计仅作教学辅助和自学参考使用，所以对于处理速度及实时性等要求不是太高 。此外 ，Matlab本身基 于矩 阵处理的结构也使得其利于实现多维数据的处理 、显示 。

1 数据准备首先定义模型 (phantom)，选用 CT成像 中常 用的 shepp-logan颅脑模型，主要原因是比较直观、简便，在以后高级模拟时也适合于旋转投影处理 〖虑实际情况与 CT不同 ，做简单修改 ，即加入头皮层，像素分布为 256x256t。

如 图 l所示 ，各组织的磁共振相关参 数分布见表 1，其 中、r，2单位为 ms，P为百分比。这些数据可以通过磁共振频谱分析方法较精确测得，这里用作初始数据。不同身体部位结构可以具有不同组织分布，应用时可以具体考虑[6-7]。

a.头皮：b.颅骨；c.CSF；d.灰质：e.白质 ；f肿瘤图 1 模型示意表 1 模型中组织各参数代号 组织 % Ti/ms K TJms70505001008O12O头皮 80 324 80颅骨 12 533 11.99CSF 98 2 000 89.95灰质 74.5 857 74.28白质 61.7 583 61.68肿瘤 95 926 94.57医疗卫生装备 ·2013年 8月第 34卷第 8期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1.34·No.8·August·2013