核磁共振成像原理仿真实验使用手册

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一、功能说明

• 1、核磁共振成像原理仿真实现分为场景仿真及原理仿真两个大的部分
• 2、场景仿真模拟在核磁共振设备间的操作，主要用于模拟设备的操作、人体摆位、线圈摆位（待完成）
• 3、原理仿真部分主要模拟用户通过控制核磁共振相关参数来进行成像实验。
• 4、可模拟的参数包括成像梯度、采样带宽、成像大小、采集方式、噪声、磁场均匀性、采集时间等等。
• 5、可模拟的现象有成像失真、伪影、反褶伪影，T1 T2加权等。
• 6、可模拟的过程有样品选择、数据采集、k空间填充、图像重建、窗宽窗位调节等

二、界面说明

  主引导界面

主引导界面主要是模拟使用者的使用过程，如先进核磁共振操作间进行摆位等操作，然后进入控制室进行采集成像的过程。

• 1、核磁共振扫描室

  • 点击后门会缓缓打开，同时弹出核磁共振场景模拟页面。如果没有弹出请检查是不是被浏览器拦截了。如果被拦截请允许或者在地址栏右侧点击后允许弹出窗口。或者按此操作取消拦截
  • 如果门在打开状态，再次点击会关闭门，同时场景页面会提示核磁共振扫描室已被关闭。

• 2、核磁共振操作室

  • 点击后门会缓缓打开，同时弹出核磁共振原理模拟界面。如果没有弹出请参考1中所述解决方法
  • 如果门在打开状态，再次点击会关门，同时原理仿真页面会提示操作室已关闭
  • 如果核磁共振扫描室的门没有关闭，操作室的门不会打开。【此处是要求使用者先进设备间退出关门再进操作室的正常过程】
  引导界面开关门演示

  

  核磁共振扫描室场景部分

    核磁共振虚拟场景扫描室主要完成人体摆位、检查床控制、探头选择等操作过程。下面详细介绍场景中各部分的功能

• 1、核磁线圈柜
  • 可从中根据不同检测部位的要求选择不同的线圈(从v2.1版本支持)
• 2、核磁共振检查床
  • 可使用右侧控制面板按钮控制进床退床等操作
• 3、核磁共振探头线圈
  • 依据不同的检测部位选用合适的线圈

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• 4、退出扫描室按钮
  • 点击后会显示退出扫描室的提示，可以选择退出关门(不再允许操作)或者完全退出(关闭页面)，推荐使用退出关门选项。
  • 上两种退出操作都会让主引导界面的扫描室的门关掉，不会影响进入操作室

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• 5、升床操作按钮（从2.1版本支持)
  • 点按升一小段，长按持续升床
• 6、进床操作按钮
  • 点按一键进床，把指示灯部位送到磁体中心
  • 长按持续进床，松开停止进床
• 7、指示灯开关
  • 用于指示所选择的成像部位
• 8、退床操作按钮
  • 使用逻辑同进床操作按钮
• 9、降床操作按钮（从2.1版本支持)
  • 操作逻辑同升床按钮

• 10、人体摆位快捷键 后移

• 11、人体摆位快捷键 前进

• 12、人体摆位快捷键 调头

• 13、人体摆位快捷键 左旋转

• 14、人体摆位快捷键 右旋转

  进退床、人体摆位演示

  

• 15、帮助信息提示
  • 可根据不同状态提示有用的帮助信息

  核磁共振成像原理仿真界面

    本页面主要完成核磁共振成像原理演示

各区块及参数说明如下：

• 1、成像参数设置区

本区参数控制成像的原始信号信息，其对成像的大小、分辨率、所选取部位的成像信号等都有影响，建议需要清楚的了解每个参数的含义。

• 2、采集重建参数区

  本区参数控制采集方式、重建参数以及其它一些对成像有影响的相关参数

  • Construct Size
    • 控制图像重建大小，也可使用1区参数控制原始成像信号来控制大小
  • Image
    • 模图像 使用k空间信号重建出来的模值显示图像
    • 相位图 使用重建信号的相位信号(虚部与实部的夹角)来显示图像
    • 实部图 使用重建信号的实部来显示图像
    • 虚部图 使用重建信号的虚部来显示图像
  • Scan Type
    • 全扫描 采集信号填充全部的K空间
    • 半扫描 只采集k空间约60%的信号数据，其余数据取对称位置的共轭值
  • Run Mode
    • 加速时间 软件运行信号的采集时间由机器的性能网络环境决定，通常比实际时间快
    • 实际时间 软件运行采集信号需要按照TE、TR参数进行等待
  • Noise
    • 模拟噪声添加
  • Homogeneity
    • 模拟磁场的不均匀性

• 3、样品选择区
  • 脑 使用脑部样品生成采集信号，可用于观察脑部头骨、灰质、白质
  • 水油样品 使用水油样品生成采集信号，可方便用于实验T1 T2加权
  • MRI 使用构造的字符生成采集信号，兴趣样品，功能可同上
• 4、K空间填充显示区

    用于演示K空间大小以及填充方式。一般K空间中心区域为样品的轮廓信号，通常比较亮；边缘为样品细节部分的信号，通常相对较暗。一般在显示器上有类似摩尔干涉样的纹路，为canvas显示像素与显示器分辨率及像素的差别造成的，是正常的。但这种花纹不表示K空间中的信号也实际按这样分布。这里按照K空间信号的模值来可视化显示的。

• 5、实时采集数据显示区

    注意核磁信号是一个无具体量纲的复数数据。通常在相位编码梯度为0附近（也就是填充步骤在NE的一半左右时，会看到信号中间区域有比较大的明显信号

• 6、图像重建显示区

    成像大小受TD\NE\重建大小决定，实际成像区域大小由1区成像参数决定。图像的明暗由采集到的成像样品的核磁决定。通常受质子密度，T1弛豫，T2弛豫，TE回波时间，TR重复时间所决定。本软件可以模拟反褶伪影、T1 T2加权等等实验

• 7、扫描按钮

    扫描按钮，点击后会先把实验参数传递到服务器，由后台生成模拟数据传输回来。因此，如果网络环境比较差，可能需要等待时间长。
    如果已经是扫描状态，再次点击会提示是否要停止扫描操作
  

  扫描停止演示

  

• 8、保存数据

    保存扫描到的K空间数据，csv文件，可自行去处理。每行代表一次相位编码下采集到的数据，每个数据由实部与虚部构成
  

  数据导出演示

  

• 9、重建

    把K空间数据按照2区参数重建图像
  

  图像重建演示

  

• 10、保存图像

    保存图像结果
  

• 11、窗宽窗位

    调节图像的窗宽窗位
  

  图像采集演示