磁共振常用脉冲序列及其临床应用 翁强ppt课件.ppt

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1、医大附一 翁强,磁共振常用脉冲序列及其临床应用,磁共振信号强度的影响因素,等水分子扩散运动液体流动化学位移T2值T1值组织的质子密度,脉冲序列的基本概念,我们把射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关各参数的设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列（pulse sequence）。,脉冲序列基本构成,第一行是射频脉冲，SE序列的射频脉冲由多次重复的90脉冲和后随的180脉冲构成。第二行是层面选择梯度场，在90脉冲和180脉冲时施加。第三行是相位编码梯度场，在90脉冲后180脉冲前施加。第四行是频率编码梯度场，必须在回波产生的过程中施加。第五行是MR信号,SE脉冲序列的基本构建,MRI脉冲序列分类

2、,（1）自由感应衰减类序列 采集的MR信号是自由感应衰减信号（2）自旋回波类序列 采集到的MR信号是利用180聚焦脉冲产生的自旋回波（3）梯度回波类序列 采集到的MR信号是利用读出梯度场切换产生的梯度回波（4）杂合序列 采集到的MR信号有两种以上的回波,一、自由感应衰减（FID）类序列,采集到的MRI信号为自由感应衰减（FID）信号的脉冲序列统称为FID类序列。 MRI发展的早期，FID序列曾经在低场强的MRI仪上有较多的应用，目前这类序列已经很少使用。饱和恢复（saturation recovery，SR)序列采集FID信号的反转恢复（inversion recovery，IR）序列,二、自

3、旋回波类序列,采集到的MR信号是利用180聚焦脉冲产生的自旋回波,自旋回波（spin echo，SE）快速自旋回波（fast spin echo，FSE）反转恢复类序列：反转恢复序列、快速反转恢复序列,自旋回波,TE：回波时间,TR：重复时间,脉冲序列相邻的两次执行的时间间隔,产生宏观横向磁化矢量的脉冲中点到回波中点的时间间隔,TR决定图像的T1成分,很长的TR,所有的组织T1完全弛豫,剔除图像的T1成分,Mz（纵向磁化矢量）,100%,50%,TR(ms),TE决定图像的T2成分,很短的TE ,基本剔除图像的T2成分,100%,50%,Mxy（横向磁化矢量）,TE(ms),长TR （2000

4、ms）,长TE （50ms）,Mz（纵向磁化矢量）,100%,50%,TR(ms),100%,50%,Mxy（横向磁化矢量）,TE(ms),T2WI,选择合适长的TE获得最好的T2对比,Mxy,TE(ms),合适长的TE,T2对比,一般TE选择两种组织T2值的平均值附近可获得最好的T2对比,100%,短TR （200-600ms）,短TE （ 8-20ms ）,Mz（纵向磁化矢量）,100%,50%,TR(ms),100%,50%,Mxy（横向磁化矢量）,TE(ms),T1WI,选择合适短的TR获得最好的T1对比,Mxy,TE(ms),合适短的TR,T1对比,一般TR选择两种组织T1值平均值附

5、近可获得最好的T1对比,100%,长TR （2000ms）,短TE （ 20ms ）,Mz（纵向磁化矢量）,100%,50%,TR(ms),100%,50%,Mxy（横向磁化矢量）,TE(ms),PDWI,SE序列的特点,优点结构简单，信号变化容易解释图像的组织对比好，信噪比高对磁场不均匀敏感性低最常用的T1WI序列之一，较少应用于T2WI缺点采集时间较长体部易产生伪影难进行动态增强扫描激励次数（NEX）常需2次以上，进一步增加采集时间,临床应用,常用于颅脑、颈部、骨关节、软组织、脊柱脊髓等部位的T1WI序列,快速自旋回波,GE: FSE(fast spin echo)西门子、飞利浦：TSE（

6、 turbo spin echo ）,ETL：回波链长度,ES：回波间隙,回波链中相邻两个回波中点之间的时间间隙,一次90脉冲激发后所产生和采集的回波数目,SE _,FSE _,90,SE,K空间,FSE,90,90,90,90,90,90,90,180,180,180,180,180,180,180,180,180,180,180,180,180,180,TE1,TE2,TE3,FSE _,90,90,90,180,180,180,180,180,180,180,180,180,J-偶联,磁化转移效应,SAR体温,脂肪组织信号强度增高,对磁场不均匀性不敏感,能量沉积增加,FSE序列的分类,F

7、SE T1WI (ETL=2-5)短回波链FSE T2WI (ETL=5-10)中等回波链FSE T2WI (ETL=10-20)长回波链FSE T2WI (ETL20),FSE T1WI,优点 采集时间缩短，甚至可以进行屏气扫描缺点 受T2弛豫污染，T1对比不如SE T1WI 模糊效应 与GRE T1WI对比速度还不够快,T1对比要求较低，以显示结构为主的部位患者耐受差，要求加快扫描速度时垂体动态增强扫描体部屏气扫描,主要用途,短回波链FSE T2WI,优点与SE序列相比，成像速度加快由于回波链较短，T2对比接近SE T2WI对磁场不均匀性不敏感，没有明显的磁敏感性伪影缺点 扫描速度还不够快

8、，用于体部成像时易产生运动伪影,颅脑腹部（配合呼吸触发和脂肪抑制技术）骨关节,主要用途,中等回波链FSE T2WI,优点 扫描速度更快缺点 ETL较长，T2对比不如SE及短ETL FSE,对T2对比要求较低，主要显示解剖结构的部位内在T2对比好的脏器 广泛应用于颅脑、耳鼻喉、脊柱脊髓、骨关节软组织、腹盆部等,主要用途,随着射频功率和梯度场性能的提高，中等ETL的FSE序列很大程度取代短ETL的FSE成为最常用的T2WI序列,长回波链FSE T2WI,优点 扫描速度快，可屏气扫描缺点 ETL较长，图像模糊更明显 屏气不好者仍有伪影,体部屏气T2WI3D水成像,主要用途,FSE的衍生序列,快速恢复

9、FSE（FRFSE）单次激发FSE序列（SS- FSE ）半傅里叶采集单次激发FSE序列（ HASTE ）,快速恢复FSE（FRFSE）,在回波链中最后一个回波采集后，再施加一个180聚焦脉冲，但不采集回波，而是施加一个负90脉冲。,单次激发FSE序列（SS- FSE ）,一次90脉冲激发后，利用连续的聚焦脉冲采集了填充K空间的所有回波信号,半傅里叶采集单次激发FSE序列（ HASTE ）,在单次激发FSE序列基础加上半K空间采集技术。,_,。,相位编码,反转恢复类序列,我们把具有180反转预脉冲的序列统称为反转恢复类序列。反转恢复序列快速反转恢复序列,180反转预脉冲作用,1、增加T1对比,

10、2、抑制组织信号,先施加一个180反转预脉冲，在适当时刻施加一个90脉冲，然后马上施加一个180聚焦脉冲,自旋回波,反转恢复（inversion recovery，IR）,TI:反转时间：180反转脉冲中点到90脉冲中点的时间间隔,IR序列特点,T1对比最好扫描时间长,临床应用,一般作为T1WI序列，增加脑灰白质T1对比,FIR=TIR=IR-FSE或IR-TSE,快速反转恢复（fast inversion recovery，FIR）,180反转预脉冲后跟随一个FSE序列,快速自旋回波,FIR序列特点,与IR序列相比，成像速度加快T1对比提高选择不同的TI抑制不同的组织,STIR （short

11、 TI inversion recovery ）T2WIFLAIR （fliud attenuated inversion recovery ）FIR T1WI （T1 FLAIR),短反转时间反转恢复,液体抑制反转恢复,用于脂肪抑制,STIR T2WI,脂肪组织T1值为200-250ms，宏观纵向磁化矢量从反向最大到0需要时间为其T1的70%,STIR序列的TI=脂肪T1 X 70%=140-175msTR2000ms,临床应用,偏中心部位形态不规则部位,COR T2 FS COR STIR,AX T2 FS AX STIR,脑脊液T1值为3000-4000ms,FLAIR序列,主要用于抑制

12、自由水（脑脊液），也称黑水序列,FLAIR序列的TI=脑脊液T1 X 70%=2100-2800msTR至少大于3倍TI,临床应用,主要应用于颅脑，为了暴露被脑脊液遮盖的病变,AX T2 AX T2 FLAIR,主要用于脑实质的T1对比,FIR T1WI,AX T1 FLAIR AX T1 SE,三、梯度回波（GRE）类序列,采集到的MR信号是利用读出梯度场切换产生的梯度回波,GRE序列的基本特点,1. 采用小角度激发，加快成像速度2.采用梯度场切换采集回波信号进一步加快了采集速度3.反映的是T2*弛豫信息而非T2弛豫信息 4. GRE序列的固有信噪比较低 5. GRE序列对磁场的不均匀性敏感

13、 6.GRE序列中血流常呈现高信号,梯度回波分类,扰相梯度回波序列稳态自由进动序列平衡式稳态自由进动序列磁化准备快速梯度回波序列其他梯度回波序列 采集刺激回波的GRE序列 同时采集两种回波的GRE序列 多回波合并的GRE序列,西门子：快速小角度激发（fast low angle shot，FLASH）GE：SPGR（spoiled gradient recalled echo）飞利浦：T1-FFE（fast field echo）,扰相梯度回波,临床应用,2D扰相GRE腹部屏气T1WI2D扰相GRE T1WI双回波用于化学位移成像（同/反相位）3D扰相GRE用于颅脑T1WI利用扰相GRE T1

14、WI序列进行流动相关的MR血管成像3D快速扰相GRE T1WI序列用于对比剂增强MRA（CE-MRA）3D扰相GRE T2 *WI序列用于磁敏感加权成像（SWI）心脏亮血成像关节软骨成像,三维容积内插快速扰相GRE T1WI序列,西门子：容积内插体部检查（VIBE）GE:肝脏容积加速采集（LAVA）飞利浦：T1高分辨力各向同性容积激发（THRIVE）,优点:在层面较薄时可以保持较高的信噪比没有层间距，有利于小病灶的显示可同时兼顾脏器实质成像和三维血管成像的需要缺点： 软组织T1对比不如扰相GRE二维T1WI,主要用于体部的动态增强扫描,平面回波成像（echo planar imaging，EPI）是在一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场的连续正反向切换，每次切换产生一个梯度回波，因而将产生多个梯度回波组成梯度回波链。 可理解为“一个射频脉冲激发采集多个梯度回波”，采集到的MR信号也属于梯度回波。,四、平面回波序列,分类,按激发次数分类 单次激发EPI 多次激发EPI按准备脉冲分类 GRE-EPI SE-EPI IR-EPI,