磁共振成像脉冲序列

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1、Scan TimeTR Phase NEX如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像T1WI：0.42562=3分24秒T2WI/PDWI：42562=30分钟!l如何使SE扫描时间缩短？回波链长度回波间隔有效回波回波回波1回波回波2回波回波5回波回波4K频率K相位回波回波390回波1回波2回波5回波4回波3180 180 180180 18090ESETL5有效TETR90回波1回波2回波5回波4回波3180 180 180180 18090ESETL5有效TETR100%时间（时间（ms）TE1TE2TE3TE4TE5回波1强度回波2强度回波3强度回波4强度回波5强度l把把90度脉

2、冲中点到填充度脉冲中点到填充K空间中心的回空间中心的回波中点的时间间隔定义为波中点的时间间隔定义为有效有效TE 如果把第一个回波填充在如果把第一个回波填充在K空间中心，空间中心，即选择很短的即选择很短的TE，将基本剔除，将基本剔除T2弛豫对图弛豫对图像对比的影响，得到的将是像对比的影响，得到的将是T1WI或或PDWI 如果把一个长回波链中的最后一个回如果把一个长回波链中的最后一个回波填充在波填充在K空间中心，即选择很长的有效空间中心，即选择很长的有效TE，得到的将是权重很重的，得到的将是权重很重的T2WI。一般一般ELT越长，图像的组织对比越低。越长，图像的组织对比越低。l第一个回波强，依次减

3、弱，所以图像模糊第一个回波强，依次减弱，所以图像模糊 lFSE可以使脂肪组织产生可以使脂肪组织产生J耦合，产生高信号。耦合，产生高信号。因而在病变也为高信号的因而在病变也为高信号的T2WI上需加上需加压脂压脂l对磁场不均匀性不敏感，但不利于一些能够对磁场不均匀性不敏感，但不利于一些能够增加磁场不均匀的病变如出血的检出增加磁场不均匀的病变如出血的检出 l回波间隙回波间隙ES如果缩短，那么各回波的如果缩短，那么各回波的TE差差别缩小，软组织对比可能提高，模糊效应减别缩小，软组织对比可能提高，模糊效应减轻轻 l增加增加ETL可增加采集速度，但是其缺点脂肪可增加采集速度，但是其缺点脂肪组织信号更高，组

4、织信号更高，SAR值更高，磁化转移效应值更高，磁化转移效应增加，可能会增加饱和并可能降低图像对比增加，可能会增加饱和并可能降低图像对比 l Tscan=TR NPhase NEX/ETL，ETL越大，扫描时间越短 ETL增加，图像模糊增加增加，图像模糊增加?22 8 14 l ESP增加，扫描时间增加，图像模糊增加增加，扫描时间增加，图像模糊增加激发角度越大，纵向弛豫所需时间越长激发角度越大，T1成分越大，T1对比越大90度脉冲能产生最大的横向磁化矢量180度脉冲产生反向的纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量40km/h50km/h翻转恢复序列结构图FID1800 脉冲

5、脉冲900 脉冲脉冲1800 脉冲脉冲1800 脉冲脉冲部分部分T1弛豫弛豫较多较多T1弛豫弛豫XYZ水抑制水抑制 T2 flair2000-23008000长长 120时间时间TITRTE不同不同TI的翻转恢复序列的翻转恢复序列脂肪抑制脂肪抑制STIR1502000短短 45增加脑灰白质增加脑灰白质对比对比 T1 flair7502000短短 25TI 时间控制组织抑制和对比时间控制组织抑制和对比TE 时间控制时间控制T2 权重权重反转恢复快速自旋回波（反转恢复快速自旋回波（FSE-IR）v最大采集层数TR/(ESP*ETLTI)v适用于TI较小的情况，如STIR（TI=150ms），TI增

6、大时最大采集层数迅速减少TIAcq.TimeTIInversion Pulse180oInversion Pulse180o90o180o180o90o180o180o180o180o180o180o180o180o180oTR纵向磁化矢量纵向磁化矢量注意注意：IR时，纵向磁化时，纵向磁化缩小缩小零零继续增长继续增长原先原先磁化量磁化量900脉冲，脉冲，TI长时间（长时间（500ms），全部组），全部组织织T1对比。对比。STIR时，纵向磁化时，纵向磁化缩小缩小零零900脉冲，脉冲，TI短时间（短时间（100ms），某种组织磁化绝对值小于），某种组织磁化绝对值小于T1值，纵向弛豫刚至零值，该组

7、织无法转到横向平值，纵向弛豫刚至零值，该组织无法转到横向平面磁化，无信号发生，图像上该组织则呈黑色（面磁化，无信号发生，图像上该组织则呈黑色（无信号）。无信号）。短反转恢复序列（短反转恢复序列（Short TI inversion recovery STIR）STIR常用于脂肪抑制。脂肪常用于脂肪抑制。脂肪T1值是值是215ms，当，当TI 150ms时，脂肪感应时，脂肪感应无信号无信号。在短。在短SE或长或长IR图像图像中看到高信号（白色），在中看到高信号（白色），在STIR中显示无信号则中显示无信号则是脂肪成份。是脂肪成份。STIR也用于抑制运动伪影。如呼吸引起的鬼影，也用于抑制运动伪影。

8、如呼吸引起的鬼影，STIR中也无信号。中也无信号。STIR显示显示T2和和T1的为影像高对比，病变与周围的为影像高对比，病变与周围组织对比明显。组织对比明显。信噪比常常比较低。信噪比常常比较低。1.对磁场的不均匀较不敏感，因而比化学饱和压脂更均匀。2.因含有T1加权而对T2对比显示不好，仅用于偏中心（肩、颈椎、骶椎）及低场强下的T2压脂。3.因抑制短T1信号而不能用于造影增强。T1 FLAIR（流体衰减反转恢复）是一个（流体衰减反转恢复）是一个T1快速反转恢复脉冲序列，这个序列在保持快速反转恢复脉冲序列，这个序列在保持 T1 对比度的同时取消对比度的同时取消CSF 信号。使用信号。使用750

9、3000ms 的较长的反转时间（的较长的反转时间（TI），），TR=2000ms可以有选择地抑制可以有选择地抑制CSF而获得而获得T1对比。对比。T1 FLAIRT1flairT1flair脉冲序列的特点脉冲序列的特点 TI750ms，TR2200ms 每一层的信息采集采用FSE-IR的连续采集模式FSE IR的数据采集模式TITRTIInversion Pulse180Inversion Pulse18090180 180 180 180180 180180 180180 18090Echo SpaceMax.EchoEffective TE#1 Slice&TI#2 Slice&TI#3

10、Slice&TI#4 Slice&TIT1flairT1flair脉冲序列的特点脉冲序列的特点 TI750ms，TR2200ms 每一层的信息采集采用FSE-IR的连续采集模式 采用插值方法使T1 Flair序列在一个TR内可以采集的层数大大增加。TR时间的选择与TI时间有配对关系，不匹配可以导致脑脊液呈灰色信号T1 Spin EchoT1 Flair信噪比高，灰白质对比强，对解剖结构的显示是其它序列无法代替的。对病变，尤其是邻近皮层的小病变的检出率优于T1W SE。T2FLAIR同样采用插值方法使压水(TI=2100)的FSE-IR序列在一个TR内可以采集的层数大大增加。.FSE Acq.S

11、lice#1FSE Acq.Slice#2FSE Acq.Slice#3TITITITR采用采用20003000 ms的长反转时间（的长反转时间（TI）可）可以有选择地抑制以有选择地抑制CSF。这与。这与120至至160 ms 的的长回波时间（长回波时间（TE）和）和10秒秒（10000 ms）的的 TR 相结合，形成了具有正常抑制相结合，形成了具有正常抑制CSF 信号信号亮度（抑制和变暗）的亮度（抑制和变暗）的T2加权图像。这些长加权图像。这些长 TI/TE/TR 反转恢复序列反转恢复序列 称为称为快速衰减反转恢快速衰减反转恢复，即复，即FLAIR。保持T2对比度的同时抑制自由水信号，突出结

12、合水信号，便于鉴别脑室内/周围高信号病灶（如多发性硬化、脑室旁梗塞灶）以及与脑脊液信号难于鉴别的蛛网膜下腔出血，肿瘤及肿瘤周围水肿等SE提高扫描速度GRE如何缩短呢？家族标志家族标志1.纵向磁化矢量稳态 100%100%50%100%50%70%100%50%70%35%100%50%70%35%65%100%50%70%35%65%32.5%60度脉冲度脉冲60度脉冲度脉冲60度脉冲度脉冲离相位梯度聚相位梯度右右左左100%50%37%20%时间（时间（ms）MxyT2*T2T2*(GRE)GRE回波SE回波 在在SE中，利用中，利用180度聚焦脉冲重聚宏观横向磁度聚焦脉冲重聚宏观横向磁化矢

13、量（化矢量（Mxy）。）。GRE由于连续使用小角度脉冲进行激发，除非由于连续使用小角度脉冲进行激发，除非TR远远大于组织的远远大于组织的T2值，否则第二个小角度值，否则第二个小角度脉冲也可以对第一个小角度脉冲产生的脉冲也可以对第一个小角度脉冲产生的Mxy进进行一定程度得行一定程度得重聚重聚，其原理类似于，其原理类似于SE中的中的180聚焦脉冲，这种重聚聚焦脉冲，这种重聚Mxy在第三个脉冲中点时在第三个脉冲中点时刻达到最大。也就是说在几个脉冲准备后每一刻达到最大。也就是说在几个脉冲准备后每一个小角度脉冲激发前，组织中都残留有稳定大个小角度脉冲激发前，组织中都残留有稳定大小小Mxy，即，即Mxy也

14、达到稳态也达到稳态。纵向磁化矢量纵向磁化矢量和和横向磁化矢量横向磁化矢量都达到稳态的都达到稳态的GRE序列也被称为序列也被称为稳态自由进动序列（稳态自由进动序列（SSFP）SSFP中，一个中，一个TR间期内组织的间期内组织的Mxy存在两种存在两种稳定的变化稳定的变化 本次小角度脉冲产生本次小角度脉冲产生Mxy，脉冲施加结束，脉冲施加结束时最大，随时间推移发生时最大，随时间推移发生FID，叫，叫SSFP-FID 本次小角度脉冲对上一次小角度脉冲所本次小角度脉冲对上一次小角度脉冲所产生的产生的Mxy进行重聚，随时间推移进行重聚，随时间推移Mxy逐渐恢逐渐恢复，在下一次脉冲来临时刻达到最大，叫复，在

15、下一次脉冲来临时刻达到最大，叫SSFP-重聚焦重聚焦 l去除去除SSFP-Refocused的的Mxy，而在，而在SSFP-FID过程中利过程中利用读出梯度场的切换采集一个梯度回波，叫用读出梯度场的切换采集一个梯度回波，叫扰相梯度扰相梯度回波序列回波序列，实际上打破了，实际上打破了GRE序列中的序列中的SSFP状态。状态。l在在SSFP过程中，利用读出梯度场的切换采集一个回波，过程中，利用读出梯度场的切换采集一个回波，但不去除但不去除SSFP-Refocused的的Mxy，让这种残留的，让这种残留的Mxy信号对以后的回波信号做出贡献，这就是信号对以后的回波信号做出贡献，这就是普通普通SSFP序

16、序列列或称为或称为稳态进动快速成像稳态进动快速成像。l去除去除SSFP-FID信号，而在信号，而在SSFP-Refocused形成过程中，形成过程中，利用读出梯度场切换采集回波信号，叫激励回波或刺利用读出梯度场切换采集回波信号，叫激励回波或刺激回波。也叫激回波。也叫反反SSFP。l既采集既采集SSFP-FID过程中的梯度回波，又采集过程中的梯度回波，又采集SSFP-Refocused过程中的刺激回波，即为过程中的刺激回波，即为双回波序列双回波序列。1、采用小角度激发，加快成像速度、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、采用梯度场切换采集回波信号进一步加

17、快了采集速度3、反映的是、反映的是T2*弛豫信息而不是弛豫信息而不是T2弛豫信息弛豫信息 4、GRE的固有信噪比较低的固有信噪比较低 5、GRE序列对磁场的不均匀性敏感序列对磁场的不均匀性敏感 l扰相梯度回波（扰相梯度回波（Spoiled GRE）l真实稳态进动快速成像（真实稳态进动快速成像（True FISP）l磁化准备梯度回波序列（磁化准备梯度回波序列（MP GRE）lSPGR序列进行加权成像，但由于施加的射频序列进行加权成像，但由于施加的射频脉冲以及产生回波的方式不同，与脉冲以及产生回波的方式不同，与SE类序列存类序列存在差别：在差别：l一般一般SE多多90度激发，因此度激发，因此T1成

18、分主要由成分主要由TR决定，但是决定，但是GRE序列中，激发角度小于序列中，激发角度小于90度，度，且激发角度随时调整，所以且激发角度随时调整，所以GRE序列的序列的T1成成分受分受TR和和激发角度激发角度双重影像双重影像l由于采用小角度激发，组织纵向弛豫所需要由于采用小角度激发，组织纵向弛豫所需要的时间缩短，因此相对的时间缩短，因此相对SE序列来说，序列来说，GRE序序列可以选用较短的列可以选用较短的TRlGRE序列的图像的横向弛豫成分（序列的图像的横向弛豫成分（T2成分）成分）也由也由TE来决定，但由于来决定，但由于GRE序列采集的回波序列采集的回波未剔除主磁场不均匀造成的质子失相位，仅能

19、未剔除主磁场不均匀造成的质子失相位，仅能反映组织反映组织T2*弛豫信息，只能得到弛豫信息，只能得到T2*WI。lSPGR T1WI：扰相：扰相GRE序列多数情况序列多数情况下用于下用于T1WI。l与与SE序列一样，需要较短序列一样，需要较短TE剔除剔除T2*影影像，而且因为读出梯度场切换所需的时像，而且因为读出梯度场切换所需的时间明显短于间明显短于180度脉冲所需要的时间，度脉冲所需要的时间，因此扰相因此扰相GRE的最短的最短TE明显短于明显短于SE序序列。列。lT1WI权重则取决于权重则取决于TR和激发角度和激发角度l保持保持TR不变，激发角度越大，不变，激发角度越大，T1权重越重；权重越重

20、；保持激发角度不变，保持激发角度不变，TR越短，越短，T1权重越重。权重越重。去除了去除了T2残留，一般用来采集残留，一般用来采集T1图像图像加入加入3D和抑脂技术后，常用来采集血管和抑脂技术后，常用来采集血管较较SE家族的序列采集速度快，常用在对时间要求家族的序列采集速度快，常用在对时间要求比较高的解剖部位。如：腹部比较高的解剖部位。如：腹部与与SE家族相比，磁敏感伪影较大，家族相比，磁敏感伪影较大，SNR低低：l临床应用：T2WI+FSSPGR T1WIFS动脉期动脉期CT动脉期动脉期2D FSPGR 2D FSPGR 用于屏气采集腹部用于屏气采集腹部T1T1图像或是进行腹图像或是进行腹部

21、多期动态增强。部多期动态增强。lFLASH-T1WI序列用于显示关节软骨可采用序列3D FSPGR3D FSPGR扫描无间扫描无间距，用于关节软骨距，用于关节软骨疾病的观察疾病的观察软骨损伤软骨损伤Fast Imaging Employing Steady State Acquisition临床应用：TR缩短时信号强度不受影响，因此可在很短的时间内运行且不产生对SNR的影响。由于三个方向上都加补偿梯度，可以消除匀速血流产生的相位差。成像速度快，对运动不敏感。图像中含有T1和T2两种对比。对水性物质显示较好，软组织对比较差。诊断软组织病变时，容易漏诊。对中心频率偏移很敏感，扫描前注意调整中心频率

22、。磁场不均匀时，容易产生带状伪影。FIESTA序列的图像特点及临床应用FIESTA显示神经耳蜗前庭神经 3D FIESTA显示内耳Courtesy of ERESA Imaging Center,Valencia,SpainMS-EPI（2）EPI-T2*WI（）l常规的FSE或FIR具有回波链，需要进行频率和相位编码，其K空间的填充轨迹为平行线对称填充l单纯的K空间放射状填充轨迹在一个TR间期采集一个回波，填充一条K空间线，在下一个TR间期频率编码梯度场方向旋转一个很小的角度采集另一个回波，旋转相应的角度填充另一条K空间线，如此反复，直至填满整个K空间，中心区域有诸多信号的重叠，但周边信号的

23、密集度较低，为保证图像的空间分辨力，K空间周边区域的信号填充需要有足够的密集度，要达到这一目标，单纯K空间放射状填充需要采集很多MRI信号，因此成像速度很慢，临床上少用。lPropeller技术则是两种技术的组合，即（FSE或FIR）+K空间放射状填充。lFSE或FIR具有ELT，在一个TR间期采集一个回波链，回波链中每一个回波需要进行频率编码和相位编码，在某个角度上平行的填充于K空间，这一组填充信息被称为Propeller（螺旋桨）的叶片或者刀锋；在下一个TR间期采集另一个回波链，这个回波链的频率编码和相位编码方向与前一个相比，已经旋转一定角度，因此需要旋转一定角度后再平行的填充于K空间，形

24、成螺旋桨的另一个叶片。l如此反复进行直至填满这个K空间，也即多个螺旋桨叶片组成一个完整的旋转螺旋桨。lPropeller技术的K空间填充轨迹是平行填充与放射状填充相结合，平行填充轨迹使K空间周边区域在较短的采样时间内具有较高信号密集度，保证图像的空间分辨力，放射状填充轨迹则使K空间中心区域有较多的信号重叠，提高了图像的信噪比并减少了运动伪影。lPropellor这种桨形填充方式，导致了K中心的数据被多次采集。这样就给我们带来了不少好处。高SNR纠正运动伪影降低金属伪影减少磁敏感伪影lPropeller技术需要复杂的数据处理。无需我们掌握。l特点：K空间中心区域有大量的信息重叠，因此图像有较高的

25、信噪比。K空间中心区域大量的信号重复，为数据的校正提供更多的机会 运动伪影不再沿着相位编码方向被重建出来，而是沿着放射状的方向被抛射到FOV以外，从而明显减轻运动伪影 由于Propeller技术采用的是FSE或FIR序列，对磁场不均匀性不太敏感，与EPI序列比较，不易产生磁敏感伪影。1、Propeller FSE T2WI 比FSE T2WI信噪比高，可以明显减轻运动伪影，临床上用于不能控制自主运动的患者，多用于颅脑检查，也可以用于腹部成像2、Propeller T2-FLAIR3、Propeller FSE DWI DWI通常采用SE-EPI序列，该序列的主要优势是高速采集，缺点是对磁场的不

26、均匀性非常敏感，有假牙伪影，由于Propeller技术采用FSE序列（不是因为Propeller，而是采用FSE序列），因此可以明显减轻磁敏感伪影，减轻金属伪影。减少运动伪影纠正金属伪影减少截断伪影 三维傅立叶（三维傅立叶（3DFT）成像施加的射频脉冲很）成像施加的射频脉冲很宽，是非层面选择性成像形式，其方法是每次宽，是非层面选择性成像形式，其方法是每次射频脉冲将受检部位全容积激发，（而不是单射频脉冲将受检部位全容积激发，（而不是单纯激发一个层面）然后，在纯激发一个层面）然后，在Gy，Gz 两个方向两个方向进行相位编码，在进行相位编码，在Gx 方向上作频率编码。由方向上作频率编码。由于比二维于比二维x，y 矩阵多叠加了一个矩阵多叠加了一个Gz值，使这值，使这些并列的二维矩阵含有些并列的二维矩阵含有 nx X ny X nz 体素形成体素形成三维矩阵，经过三个方向连续的傅立叶变换形三维矩阵，经过三个方向连续的傅立叶变换形成三维图像。成三维图像。