磁共振成像检查技术(二)ppt课件.ppt

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1、,磁共振检查技术(二）,四 平面回波序列（echo planar imaging,EPI),GRE,EPI,EPI序列的特点,是一种超快速成像方法，扫描时间非常短(30-100ms)，结合超快速梯度回波序列及FSE技术。单次激发就可以完成多条K空间填充。可以与SE、GRE、IR序列结合采集图像信号，常 用的是SEEPI（RARE）。硬件要求高，梯度切换快，磁场均匀度高（高场 强1.5T以上）、强大计算机软件。,弥散成像（DWI）,诊断超急性脑梗死鉴别细胞毒性水肿与血管源性水肿,弥散张力成像(DTI),各向异向图(55 个方向施加弥散梯度),视放射,胼胝体压部,胼胝体膝部,外囊,內囊,丘脑,清晰

2、显示肿瘤与白质纤维束间的关系,Stereoscopic Fused Views,最新DTI高级应用,灌注成像（PWI）,脑功能成像(fMRI),绘制脑功能区和非功能区动静脉畸形,肿瘤评估术后脑损伤的危险性神经科学(探测人脑不同功能水平),左顶叶病灶病人的视皮层功能成像,定位皮层兴奋区域,脑功能成像,fMRI用于显示肿瘤与活动区间的关系从而制定手术计划,基本脉冲序列的之间关系,SE,FSE,FRFSE,SSFSE,FSE-IR,T1FLAIR,T2FLAIR,GRE,GRE-MSEPI,GRE-SSEPI,SE-MSEPI,SE-SSEPI,SPGR,FIESTA,FSE家族,SE家族,EPI家

3、族,GRE家族,衍生关系,加速关系,类比关系,FSE-XL,第二节 成像参数的选择,一、与图像质量有关的成像参数：1、信噪比（SNR）2、对比噪声比（contrast to noise ratio,CNR）3、空间分辨率4、扫描时间,（一）与图像SNR（信噪比）有关的主要成像参数：MRI信号（S）：净磁矢量在横向平面进动时在接收线圈 内感应出的电流。噪声（N）来源：磁体内患者的体质结构、检查部位和 设备系统固有的电子学噪声。1、质子密度影响 2、体素大小的影响 3、TR、TE和翻转角度 4、NEX（回波次数）5、接收带宽 6、线圈类型,TR时间TE时间回波（单）次数接收带宽扫描野（FOV）层厚

4、/层距层数/扫描时间距阵/回波次数成像参数选择,SNR是指图像的信号强度与背景噪声强度之比。所谓信号强度是指某一感兴趣区内各像素信号强度的平均值；噪声是指同一感兴趣区等量像素信号强度的标准差。重叠在图像上的噪声使像素的信号强度值以平均值为中心而振荡，噪声越大，振荡越明显，SNR越低，图像越模糊。,质子密度低的区域如致密骨、肺仅能产生低信号，因而SNR低；质子密度高的区域如脑、软组织能产生高信号，故SNR高。,1、质子密度的影响,SNR,T1加权,T2加权,骨的质子密度低，产生低信号，SNR低；脑组织的质子密度高，产生高信号，SNR高。,2、体素大小的影响,（1）与SNR成正比：体素、FOV、层

5、厚、像素（2）与SNR成反比：矩阵（160*160，192*192，256*256）,容积较大的体素所含质子数量比容积较小的体素多，因而SNR高。,SNR,视野 FOV（field of view）,320mm,320mm,视野：X轴、Y轴方向上实际成像区域的大小,FOV320mm320mm,10mm10mm8mm,5mm5mm8mm,矩阵不变：FOV越大，体素越大。,10mm10mm8mm,5mm5mm8mm,FOV不变：矩阵越大，体素越小。,FOV对图像SNR的影响,SNR,T1WI，FOV 2418cm,矩阵320224，NEX：2，层厚6.0mm，空间分辨力相对较低，而图像SNR相对较

6、高。,同一病人T1WI，FOV 1616cm,矩阵NEX，层厚同a，空间分辨力相对较高，而图像SNR相对较低。,矩阵对图像SNR的影响,SNR,T1WI，矩阵512256，FOV2418cm,NEX：1，层厚6.0mm，空间分辨力相对较高，而SNR相对较低，图像粗糙。,T1WI，矩阵256128，FOV,NEX，层厚同a，空间分辨力相对较低，而SNR相对较高，图像较细腻。,3、TR、TE和翻转角的影响,SNR,增加TRSNR升高；减少TRSNR下降。增加TESNR下降；减少TESNR升高。翻转角度为90时，产生的信号量最大，SNR最高；反之，角度越小，产生的信号量越少，SNR越低。,重复时间T

7、R,停止RF后，开始T1弛豫，TR时间决定着MZ恢复的程度。而信号大小取决于信号读出时的MXY的大小，MXY的大小又依赖于翻转的MZ的大小。延长TR可以使MZ恢复的多，在下一次激励时将有更多的MXY，产生信号量多，提高图像SNR；缩短TR仅有部分MZ恢复，下一次激励时的MXY就小，产生的信号量少，降低图像SNR。TR除影响SNR外，主要决定图像的加权对比。延长TR提高图像SNR，同时会降低T1WI对比。,回波时间TE,RF停止后，开始T2弛豫，MXY随时间逐渐减小，而回波信号的大小取决于信号读出时的MXY的大小。TE决定着读出信号前MXY的衰减量。延长TE，会使MXY的衰减的多，产生的信号少，

8、图像SNR下降。TE还决定着图像的加权对比。缩短TE提高图像SNR的同时会降低T2加权成分，降低图像组织之间的T2对比。,翻转角,翻转角控制着MZ转变为MXY的程度。角大，由MZ翻转成的MXY就大，产生的信号就多，SNR就高。SE序列使用90脉冲，使全部MZ均转变为MXY，而GRE序列使用小于90的脉冲，仅使部分MZ转变为MXY。SE序列使用180复相位脉冲，比GRE序列通过梯度反转产生的复相位更有效。即SE序列获取的信号量更多，SNR更高。,SNR,TR对SNR的影响,SET1WI：TR560msTE=20ms扫描时间：1分41秒,SET1WI：TR240msTE=20ms扫描时间：1分31

9、秒,增加TRSNR升高；减少TRSNR下降。,SNR,TE对SNR的影响,增加TESNR下降；减少TESNR升高。,Image A:TE=423 msImage B:TE=740 msImage C:TE=1199 ms,SNR,翻转角对SNR的影响,翻转角度为20时，SNR相对较低，图像粗糙。,翻转角度为85时，SNR相对较高，图像较细腻。,4、NEX对SNR的影响,NEX（number of excitation）：也称平均次数（NSA），是每个相位编码采集数据的重复次数。采集的数据中既有S也有N，S总是发生在同一空间位置上，而N的发生具有随机性。SNR与NEX1/2成正比，增加NEX可提

10、高图像的SNR。,SNR,NEX对SNR的影响,NEX1，SNR下降扫描时间：1分24秒,NEX4，SNR增加1倍，但扫描时间增加4倍。扫描时间：5分11秒,5、接收带宽对SNR的影响,SNR,接收带宽：是指读出采样的频率范围或单位时间内频率编码方向的采样次数。减少接收带宽将使采样速度减慢，但接收到的噪声量相对减少，SNR增高。,5、接收带宽对SNR的影响,SNR,接收带宽20.8KHZ，SNR下降,接收带宽6.9KHZ，SNR增高,接受带宽减少到一半，SNR增加40%，时间延长1倍，增加化学位移伪影。,6、线圈类型的影响,SNR,在成像中选用的线圈合适与否直接影响信号的接收量，也影响SNR。

11、应选择合适的线圈，并合被成像的组织位于线圈的敏感容积内。,不同部位采用不同线圈实现全身成像,多通道线圈为加快MR成像速度和提高图像质量提供保障,8NVARRAY_A,单通道头部线圈，SNR降低,6、线圈类型的影响,SNR,8通道头部线圈，SNR升高,总之，SE脉冲序列获得的SNR相对较高；矩阵越大、FOV越小、层面越薄则体素越小，SNR越低；短TR、长TE将使SNR降低；增加NEX将使SNR相对增高；选用合适的线圈可使SNR增高。,（二）CNR（对比噪声比）,CNR：是指图像中相邻组织、结构间SNR的差异性。CNR=SNR（A）-SNR（B）低对比分辨力：图像中可辨认的信号强度差别的最小极限影

12、像因素：1.脉冲序列和成像参数（TR，TE，TI，FA）2.NEX，体素，接受带宽，线圈类型。,SNR、CNR测量示意图 方框灰色区域代表视野（FOV），白色区域代表FOV中颅脑横断面图像的成像组织区域。图a为SNR测量示意图，小虚框1和2分别代表组织区和背景区所选的感兴趣区。SNR为组织信号强度平均值与背景噪声的标准差之比，即SNR=SI1/SD2。图b为CNR测量示意图，黑圆区域代表病变，小虚框1、2、3分别代表病变、正常组织和背景所选的感兴趣区。CNR为两种组织信号强度平均值差的绝对值与背景噪声的标准差之比，即CNR=SI1-SI2/SD3。,灰质,白质,脑脊液,CNR,（三）空间分辨率

13、,概念：图像中可辨认出相邻空间关系的最小物体的几何尺寸，既对细微结构的分辨力。影像因素：1.体素小空间分辨率高。2.层厚薄空间分辨率高。3.FOV一定，矩阵越大空间分辨率高。4.矩阵一定，FOV越小空间分辨率高。,空间分辨率与矩阵、FOV的关系,空间分辨力与矩阵、体厚的关系,FOV对图像空间分辨力的影响,空间分辨力,T1WI，FOV 2418cm,矩阵320224，NEX：2，层厚6.0mm，空间分辨力相对较低，而图像SNR相对较高。,同一病人T1WI，FOV 1616cm,矩阵NEX，层厚同a，空间分辨力相对较高，而图像SNR相对较低。,矩阵对图像空间分辨力的影响,T1WI，矩阵512256

14、，FOV2418cm,NEX：1，层厚6.0mm，空间分辨力相对较高，而SNR相对较低，图像粗糙。,T1WI，矩阵256128，FOV,NEX，层厚同a，空间分辨力相对较低，而SNR相对较高，图像较细腻。,空间分辨力,（四）扫描时间,概念：完成数据采集的时间。扫描时间越长则发生运动伪影的机会越多，在连续采集方式时仅影响正在采集的层面。而在2D和3D容积采集时,将影响所有层面。如SE序列：扫描时间=TR相位编码次数NEX,NEX对扫描时间的影响,NEX1，SNR下降扫描时间：1分24秒,NEX4，SNR增加1倍，但扫描时间增加4倍。扫描时间：5分11秒,二、成像参数的选择,图像质量与成像参数,N

15、EX2，矩阵448256扫描时间：2分钟,头部为信号较强的部位,腹部为信号较弱的部位,NEX4，矩阵384192扫描时间：3分18秒,成像参数的选择的基本原则,应根据检查目的和检查部位选择合适的脉冲序列、图像信号的加权参数的扫描平面。合适的成像序列和图像信号的加权参数是获取良好SNR和CNR。在设置成像参数时，应特别注意SNR是图像质量的最重要因素。尽量采用短的扫描时间。应当注意人体不同解剖部位信号强弱的差异。,第三节 流动现象的补偿技术,一、流动状态的主要类型：1、层流：规律、稳定的流动状态，管腔中心流速快，贴管壁处流速相对较慢。2、紊流：又称湍流，无规律的流动状态，含多种不同方向且流速随机

16、波动的 流动成分。3、涡流：层流经管腔狭窄处时产生的一种流动状态，狭窄处速加快，而在狭 窄后管壁处呈漩涡状流动。4、滞流：停滞或极慢的流动。,层流,层流,紊流,狭窄,涡流,二、流动现象：1、时间飞越：time of flight（TOF现象）流动质子（流体）在成像过程中，因流入或流出成像容积而引起其信号强度改变，称时间飞跃效应。包括：高流速信号缺失（high velocity signal loss)，进入现象（entry phenomenon).,高流速信号缺失（high velocity signal loss),如果血流方向垂直或接近垂直于扫描层面，当施加90脉冲时，层面内血管中的血液和

17、周围静止组织同时被激发。当施加180复相脉冲时（TE/2），层面内静止组织受到激发发生相位重聚产生回波；被90脉冲激发过的血液在TE/2时间内已经离开受激发层面，不能接受180脉冲，不产生回波；,而此时层面内血管中为TE/2时间内新流入的血液，没有经过90脉冲的激发，仅接受180脉冲的激发也不产生回波，因而血管腔内没有MR信号产生而表现为“黑色”，也叫流空。在一定范围内，TE/2越长，层面越薄，流空效应越明显。,流空效应示意图 用浅灰色表示静止组织；虚线范围表示扫描层面；白色表示血管内血流，血流方向垂直于扫描层面。,流空效应,动静脉流空效应FSE序列,FSE序列显著,流空效应,GRE序列不显著

18、,进入现象（entry phenomenon),如果血流垂直于或基本垂直于扫描层面，同时所选用的TR比较短，这样层面内静止组织的质子群因没有足够的时间发生充分的纵向弛豫，出现饱和现象，即不能接受新的脉冲激发产生足够大的宏观横向磁化矢量，因而信号发生衰减。,而对于血流来说，总有未经激发的质子群流入扫描层面，经脉冲激发后产生宏观磁化矢量，产生较强的信号，与静止组织相比表现为高信号。流入增加效应既可以出现在梯度回波序列，也可出现在自旋回波序列。,该效应与流动质子受到的激励次数有关，因此长TR、薄层面、流速快、流动方向与层面选择方向相反时，流动质子受到的激励次数少，流动相关增强显著；反之，不显著。,梯

19、度回波序列上血流信号示意图 虚线范围表示梯度场和接受线圈的有效区域；浅灰色表示静止组织；深灰色区域表示扫描层面；白色表示血管内血流，血流方向垂直于扫描层面。,流入增强效应GRE序列,FSE T2WI血流为低信号,FSE T1WI血流为高信号,二、流动现象：2、体素内去相位（intra-voxel dephasing)：在同一体素内同时含有流动质子和静止质子或流动质子间速度、方向不一致时，则体素内质子间将出现相位差。层流引起的去相位可补偿，紊流引起的去相位则不能补偿。,流动运动伪影,斜行进入成像层面的流动质子，在受到RF脉冲激励后至信号采集之间的TE期间内位置发生了变化，引起空间编码错位。血管内

20、搏动性血流引起的血管重影，这种伪影总是发生在相位编码方向上而与血流方向无关，称生重像伪影或相位错位。,重像伪影,空间编码错位,三、流动现象的补偿：1、梯度磁距重聚相位（静脉和较小动脉内的血流）2、预饱和（血流和脑脊液显示为低信号的T1WI及 PDWI）3、偶数回波重聚相位(用于T2WI),梯度磁距重聚相位(gradient moment rephasing),又称流动补偿，用于补偿沿某一梯度场方向流动质子的体素内相位离散。方法：通过选层梯度和/或读出梯度的极性变化作为补偿梯度，使流动质子的相位变化为零面重聚相位，即同一体素内流动质子与静止质子相位相同，体素产生高信号。,梯度磁矩重聚相位,梯度磁

21、矩重聚相位,预饱和,预置饱和（presaturation），是最常用的饱和技术。它是对某一区域的全部组织在射频脉冲激发前预先施加非选择性预饱和射频脉冲，使其纵向磁化全部被饱和。随后立即进行目标区的激发及数据采集，使被饱和区的组织无法产生磁共振信号。为达到预饱各效果，应根据质子流动方向决定预饱和容积的位置。例如，在腹部横段面成像时，预饱和带设置于成像容积的上方和/或下方，可使来自上方的动脉血和来自下方的静脉血被预饱和，无信号产生，不再产生血管搏动伪影。,预饱和,2D-TOF MRV,3D-TOF MRA,肝右叶癌并发门脉癌栓,血管造影显示门脉与肿瘤的关系,偶数回波重聚相位（even echo erphasing),SE序列中，获取偶数回波可减少体素内相位离散的影响。质子被激励后于第一次回波时引起信号丢失，在第二次回波时血液的相位重新恢复的过程。这种现象只发生在相对称的回波中，并且仅在层流中明显，在涡流时很弱。,奇数回波,偶数回波,Thank You,