磁共振成像序列及應(yīng)用楊正漢

1、MRI序列及其臨床應(yīng)用,楊正漢衛(wèi)生部北京醫(yī)院放射科北京大學(xué)第五臨床醫(yī)學(xué)院,磁共振成像的物理學(xué)原理磁共振信號(hào)快速采集技術(shù)磁共振成像序列及其臨床應(yīng)用,什么是序列（Sequence）?,MR信號(hào)與下列因素有關(guān)：質(zhì)子密度T1、T2值化學(xué)位移相位運(yùn)動(dòng)上述每個(gè)因素對(duì)MR信號(hào)的貢獻(xiàn)受RF脈沖的調(diào)節(jié)、所用的梯度以及信號(hào)采集時(shí)刻的控制。,MR成像過程中，RF脈沖、梯度、信號(hào)采集時(shí)刻的設(shè)置參數(shù)的組合稱為脈沖序列（Pulse Sequen

2、ce）,激發(fā)脈沖預(yù)脈沖組織飽和,信號(hào)產(chǎn)生Signal Production,FIDSpin EchoGradient Echo,自旋準(zhǔn)備Spin Preparation,圖像,,,,脈沖序列的兩個(gè)基本組成部分,MRI序列的分類,用射頻脈沖（180度）產(chǎn)生回波的序列,用讀出（頻率編碼）梯度切換產(chǎn)生回波的序列,同時(shí)有自旋回波和梯度回波的序列,,自旋回波序列Spin Echo, SE,,,梯度回波序列Gradient Recall

3、ed Echo, GRE,雜合序列 Hybrid Sequence,脈沖激發(fā)后直接采集自由感應(yīng)衰減信號(hào),自由感應(yīng)衰減序列Free Induction Decay，F(xiàn)ID,,自由感應(yīng)衰減序列自旋回波類序列梯度回波類序列雜合序列,MRI sequence tree,一、自由感應(yīng)衰減序列,90度脈沖產(chǎn)生最大的橫行磁化矢量，此時(shí)采集的MR信號(hào)最強(qiáng)，由于T2*衰減，F(xiàn)ID信號(hào)衰減很快，大約只有20ms時(shí)間對(duì)FID進(jìn)行空間編碼，因而臨床上很

4、少采用。,飽和恢復(fù)（部分飽和）序列Saturation RecoveryPartial Saturation,飽和恢復(fù)（SR）序列結(jié)構(gòu)示意圖,SR序列一般用于T1WI，TR決定SR序列的T1對(duì)比，選擇兩種組織T1值之間的TR能產(chǎn)生較好的T1對(duì)比。在1.0T ~ 1.5T的MR機(jī)上，SR-T1WI一般TR為400ms~600ms,400高斯場(chǎng)強(qiáng)部分飽和T1WITR=125 ms；TE=20 ms,二、自旋回波類序列,,自旋回波類

5、MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波）RARE（弛豫增強(qiáng)快速采集）SS-RARE（單次激發(fā)RARE）HF-SS-RARE（半傅立葉采集單次激發(fā)RARE）IR（反轉(zhuǎn)恢復(fù)）TIR（快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)）,,,1、自旋回波序列,自旋回波（spin echo，SE）序列,SE序列的特點(diǎn),目前最常用的T1WI序列組織對(duì)比良好，SNR較高，偽影少信號(hào)變化容易解釋最常用于顱腦、骨關(guān)節(jié)軟組織、脊柱腹部已經(jīng)逐漸被GRE序列取代T2W

6、I少用SE序列（太慢、偽影重）掃描時(shí)間2-5分鐘,,SE序列的臨床應(yīng)用圖片,腕關(guān)節(jié)高分辨SE－T1WI,頸椎間盤突出,,左枕葉腦膿腫,SE－T1WI,SE-T1WI增強(qiáng)掃描,,自旋回波類MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波）RARE（弛豫增強(qiáng)快速采集）SS-RARE（單次激發(fā)RARE）HF-SS-RARE（半傅立葉采集單次激發(fā)RARE）IR（反轉(zhuǎn)恢復(fù)）TIR（快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)）,,,2、RARE序列,RARE序列,在臨

7、床上常稱為快速自旋回波TSE（turbo spin echo）(西門子，飛利浦） FSE （fast spin echo）（GE公司）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SE,FSE,,回波1,回波2,回波5,回波4,,,,,,,,K頻率,,K相位,回波3,90°,,,,,,,,,,,,,回波1,回波2,回

8、波5,回波4,回波3,180°,180°,180°,180°,180°,90°,,,,,,,ES,,,ETL＝5,,,,有效TE,,TR,FSE序列的結(jié)構(gòu)和K空間填充,,,90°,,,,,,,,,,,,,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180°,180°,180°,180°,180°,90°,,,,,

9、,,ES,,,ETL＝5,,,,有效TE,,TR,FSE序列回波鏈中各回波的強(qiáng)度及TE不同,,,100%,時(shí)間（ms）,Mxy,,,,,,,,,,TE1,TE2,TE3,TE4,TE5,回波1強(qiáng)度,回波2強(qiáng)度,回波3強(qiáng)度,回波4強(qiáng)度,回波5強(qiáng)度,,FSE序列的特點(diǎn),快速成像回波鏈中每個(gè)回波信號(hào)的TE不同 ，從而減低了組織對(duì)比FSE序列圖像的模糊效應(yīng) 脂肪組織信號(hào)強(qiáng)度增高 對(duì)磁場(chǎng)不均勻性不敏感 能量沉積增加,,ETL越長(zhǎng) 成像

10、越快 圖像SNR越低 圖像T2對(duì)比越差 圖像的模糊效應(yīng)越重 脂肪信號(hào)越亮 SAR值越高,回波間隙越小 回波間幅度差別越小， 圖像對(duì)比增加 圖像模糊效應(yīng)越輕 脂肪信號(hào)越高 在保持對(duì)比和模糊效應(yīng)的前提下，允許的ETL越長(zhǎng) SAR值越高,FSE序列重要參數(shù)改變產(chǎn)生的效果,,根據(jù)回波鏈長(zhǎng)度（ETL） FSE－T1WI（ETL＝2-4） 短回波鏈FSE－T2WI （ETL＝5-10） 中等長(zhǎng)度回波鏈FSE－T2WI （E

11、TL＝10-20） 長(zhǎng)回波鏈FSE－T2WI （ETL>20）FSE的改進(jìn)序列 FSE-LX Tailored RF 快速恢復(fù)FSE（Fast Recovery FSE，F(xiàn)RFSE）,（1）、TSE-T1WI序列,由于SE-T1WI圖像質(zhì)量好，對(duì)比佳，時(shí)間不太長(zhǎng)，因而仍是臨床上最常用的T1WI序列。TSE-T1WI在臨床上相對(duì)較少使用。TSE-T1WI的ETL常為2-4臨床應(yīng)用：脊柱脊髓四肢關(guān)節(jié)心臟成像腹部

12、成像（少用）,,TSE-T1WI的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 比SE-T1WI快速，甚至可以屏氣掃描,缺點(diǎn)；TE時(shí)間較長(zhǎng)，圖像受T2污染，T1對(duì)比降低與GRE－T1WI相比速度還不夠快,,正常心臟TSE-T1WI,屏氣掃描23秒,ETL=3,脊柱TSE-T1WI,（2）、短ETL的FSE-T2WI,ETL=5-10優(yōu)點(diǎn)：快速(2-7分）、T2對(duì)比與SE序列相近缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)偽影（胸腹部）臨床應(yīng)用：顱腦常規(guī)T2WI呼吸門控T2W

13、I序列用于胸腹部成像，是目前最普遍采用的肝臟快速T2WI序列，其他序列的評(píng)價(jià)以此序列為參照。,,（3）、中ETL的FSE-T2WI,ETL＝10-20優(yōu)點(diǎn)：掃描速度快（1-5分鐘）缺點(diǎn)：T2對(duì)比不及SE或短回波鏈的FSE-T2WI運(yùn)動(dòng)偽影,,臨床應(yīng)用：重點(diǎn)顯示解剖結(jié)構(gòu)的部位（如脊柱、骨關(guān)節(jié)）本身T2對(duì)比較好的器官（如前列腺）。,FSE-T2WIETL＝15Matrix＝512×256TA＝2分48秒,FSE

14、－T2WIETL＝15, 16,ETL=15, TA=3分49秒,膝關(guān)節(jié)后交叉韌帶斷裂,ETL=15, TA=3分49秒,ETL>20有效TE常大于100ms優(yōu)點(diǎn)：成像快(20-30S)，可屏氣掃描缺點(diǎn)：T2對(duì)比較差；屏氣不好者仍有偽影,（4）、長(zhǎng)ETL的TSE-T2WI,,臨床應(yīng)用：胸腹部的屏氣T2WI在肝臟用于囊性、實(shí)性病變的鑒別診斷呼吸觸發(fā)MRCP,TSE-T2WI, ETL=29 ，屏氣23秒,ETL=23

15、屏氣掃描25秒鑒別囊性病變與實(shí)性病變,ETL=29屏氣掃描21秒鑒別囊性病變與實(shí)性病變,呼吸觸發(fā)FSE－MRCP（MIP）ETL=24，TR＝4-5呼吸周期，TE=250msTA＝3分44秒,FSE的改進(jìn)序列在每一次90°脈沖的最后一個(gè)回波采集后，施加一個(gè)負(fù)90°脈沖將殘留的橫向磁化矢量打到縱向主要使FSE T2WI上長(zhǎng)T2的結(jié)構(gòu)（如腦脊液）信號(hào)強(qiáng)度增高，增加對(duì)比主要用于短回波鏈的FSE T2WI

16、在采集層面足夠的情況下可縮短TR,（5）、快速恢復(fù)FSE T2WI,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,180度脈沖8個(gè)，ETL＝7,,,FSE T2WI,FRFSE T2WI,TR=2000ms，TE=100ms，Matrix＝448×256，ETL=9NEX=2，TA=1′32″，F(xiàn)OV=24cm×18cm,（6）射頻放大器功率增大后對(duì)FSE的影響,,,,,

17、,,,,90,,180,180,180,180,180,90,,,,90,,180,90,,180,,180,,180,,180,ES: 12-20ms,7-15 ms,,,90°,,,,,,,,,,,,,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180°,180°,180°,180°,180°,90°,,,,,,,ES,,,ETL＝5,,,,有效TE,,TR,,,10

18、0%,時(shí)間（ms）,Mxy,,,,,,,,,,TE1,TE2,TE3,TE4,TE5,回波1強(qiáng)度,回波2強(qiáng)度,回波3強(qiáng)度,回波4強(qiáng)度,回波5強(qiáng)度,,（7）、Tailored RF,,90°,,,,,,,,,,,,,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180°,180°,180°,180°,180°,90°,,Tailored RF:減少模糊效應(yīng),90°,

19、,,,,,,,,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,145°,160°,170°,175°,180°,90°,,,,,,Tailored RF:減少模糊效應(yīng)（特別是FSE T1WI和PD）,,PD without TRF,PD with TRF,自旋回波類MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波）RARE（弛豫增強(qiáng)快速采集）SS-RARE（單次激發(fā)RARE）H

20、F-SS-RARE（半傅立葉采集單次激發(fā)RARE）IR（反轉(zhuǎn)恢復(fù)）TIR（快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)）,,,3、單次激發(fā)RARE序列,SIEMENS－－－SS-TSEPHILIPS－－－ SS-TSEGE－－－－－ SS-FSE,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FSE,SS-FSE,一次激發(fā)后利用連續(xù)的180

21、度脈沖采集全部信號(hào)優(yōu)點(diǎn)：快速（單層圖像采集1秒以內(nèi)）缺點(diǎn)：T2加權(quán)太重，T2對(duì)比差，除較純的水外，其他組織的信號(hào)幾乎完全衰減用途：水成像，尤其是MRCP、MRM,SS-RARE，一次投射成像MRCPTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝1秒,SS-RARE，一次投射成像MRCPTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝4秒,SS-RARE，一次投射成像MRCPTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝4秒,SS-RARE

22、，一次投射成像MRCPTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝4秒,SS-TSE MRCP,SS-RARE，一次投射成像MRCPTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝4秒,急性胰腺炎,神經(jīng)源性膀胱,,SS-RARE，一次投射成像MRMTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝5秒,4、半傅立葉采集單次激發(fā)RARE,SIEMENS－－HASTEPHILIPS－－ HF-SS-TSEGE－－－－ HF-SS-FSE,

23、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,HASTE的K空間填充,,,NX,NY,,,,,,,,,,,,,,,,,,,半傅立葉技術(shù)+單次激發(fā)技術(shù)+快速自旋回波優(yōu)點(diǎn)：快速（1秒以內(nèi)）有效TE較短（<70ms），有利于肝臟成像幾乎無(wú)偽影缺點(diǎn)：T2對(duì)比不及SE及呼吸門控TSE,用途：腹部屏氣T2WI（加脂肪抑制可增加對(duì)比）MRCP、MRU顱腦、脊柱超快速T2WI（躁動(dòng)病人）,HASTE-T2WI，有效TE＝60ms，掃描時(shí)間

24、0.8秒,HASTE-T2WI，單層掃描時(shí)間0.8秒,HASTE-T2WI，單層掃描時(shí)間0.8秒,呼吸觸發(fā)FSE-T2WI與HASTE-T2WI序列的比較,,呼吸觸發(fā)FSE T2WI,HF-SS-FSE T2WI,HASTE-T2WI（單層0.8秒）HASTE－MRCP（19層13秒）,HASTE－MRCP21層17秒MIP重建,SS-RARE，一次投射成像MRCPTR無(wú)窮大，TE＝1100ms掃描時(shí)間＝4秒,膽總管下端結(jié)石,

25、SS-TSE Projection MRCP,HASTE T2WIMRCP Raw Image,,HASTE MRCP,Raw Image,膽總管癌,,HASTE-T2WI（單層0.8秒）HASTE－MRCP（15層11秒）,HASTE用于顱腦T2WI,TSE-T2WI,HASTE-T2WI,,IR-HASTE T1WI,超快速T1WI單層采集時(shí)間小于1秒用于不能合作的病人T1對(duì)比較差空間分辨低,,,,,,,,IR-HAST

26、E的K空間填充,,,NX,NY,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,IR-HASTE T1WITI = 800msTE = 20 msTA= 600 ms,自旋回波類MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波）RARE（弛豫增強(qiáng)快速采集）SS-RARE（單次激發(fā)RARE）HF-SS-RARE（半傅立葉采集單次激發(fā)RARE）IR（反轉(zhuǎn)恢復(fù)）TIR（快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)）,,,5、翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列,SIEM

27、ENS－－IRPHILIPS－－ IRGE－－－－ IR,IR ＝ Inversion Recovery,激發(fā)角度越大，縱向弛豫所需時(shí)間越長(zhǎng)激發(fā)角度越大，T1成分越大，T1對(duì)比越大90度脈沖能產(chǎn)生最大的橫向磁化矢量180度脈沖產(chǎn)生反向的縱向磁化矢量,Time （ms）,縱向磁化矢量,,,,90度脈沖后的縱向弛豫,與90度脈沖相比，180度脈沖能將組織的縱向弛豫差別增加1倍，也就是說T1對(duì)比增加1倍,,,,,,,,,40

28、km/h,50km/h,1小時(shí)后,2小時(shí)后,,,,,,,翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列結(jié)構(gòu)圖,,,TI,,,TE,,,TR,IR = 180°預(yù)脈沖＋SE,,SE序列的T1對(duì)比決定于TR，選用的TR接近于組織的T1值可獲得較好的T1對(duì)比。IR序列的T1對(duì)比決定于TI，選用的TI接近于組織的T1值可獲得更好的T1對(duì)比。與SE序列一樣，IR序列應(yīng)選用盡量短的TE盡量剔除T2弛豫對(duì)圖像對(duì)比的影響。IR序列中，TR應(yīng)盡量長(zhǎng)（TR－TI >

29、5T1），至少與T2WI的TR一樣長(zhǎng)。,IR序列的優(yōu)點(diǎn)：T1對(duì)比很好IR序列的缺點(diǎn)：掃描時(shí)間很長(zhǎng)（長(zhǎng)TR）臨床應(yīng)用：增加T1對(duì)比，特別是腦灰白質(zhì)對(duì)比，尤其適用于嬰兒的腦T1WI,IR-T1WI, 冠狀面Philips公司,IR-T1WI，橫斷面Siemens公司,SE-T1WI，橫斷Siemens公司,自旋回波類MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波）RARE（弛豫增強(qiáng)快速采集）SS-RARE（單次激發(fā)RARE）

30、HF-SS-RARE（半傅立葉采集單次激發(fā)RARE）IR（反轉(zhuǎn)恢復(fù)）TIR（快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)）,,,6、快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列,SIEMENS－－TIRPHILIPS－－ IR-TSEGE－－－－ IR-FSE,TIR ＝ Turbo Inversion Recovery,翻轉(zhuǎn)恢復(fù)與TSE-T2WI的結(jié)合,,,TI,Time （ms）,180度脈沖后的縱向弛豫,縱向磁化矢量,,,,脂肪,水,肝臟組織,,IR-TSE可采用不同的TI

31、選擇性地抑制一定T1值的組織信號(hào),抑制某種組織信號(hào)的TI值等于該組織T1的69％（70％）,抑制脂肪的TI＝225ms×70%＝157.5ms,抑制純水的TI＝3500ms×70％＝2500ms,臨床應(yīng)用：脂肪抑制(short TI inversion recovery, STIR)，特別適用于低場(chǎng)強(qiáng)MR黑水作用(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)T1WI F

32、LAIR,注意：IR-TSE序列需要采用較長(zhǎng)的TR,FLAIR序列,TSE-T2WI,,FLAIR (TIR)，TI=2500ms,STIR-TSE-T2WI,STIR,TIR－T2WISTIRTI＝150msTR＝6000msETL＝11TE＝90msMatrix＝256×192Nex＝2TA＝3分30秒,T1WI FLAIR,FIR T1WIIR+短回波鏈FSE利用IR增加T1對(duì)比TI 750ms（1

33、.5T）TI 500ms（0.3T）TR>1500ms（低場(chǎng)）TR>2000ms（高場(chǎng)）TE盡量短（< 20ms）T1對(duì)比高于SE但低于IR,,IR T1WI,FIR T1WI,SE T1WI,三、梯度回波類序列,GRE序列是最常用的快速成像序列之一，利用梯度場(chǎng)的反向切換產(chǎn)生回波，它的序列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：短TR和小偏轉(zhuǎn)角（<90°）,SE序列中的90°脈沖產(chǎn)生最大的橫向磁化矢量，縱向磁化矢

34、量為0，T1弛豫需要化很長(zhǎng)的時(shí)間才能產(chǎn)生足夠的縱向磁化矢量供下一次90°脈沖激發(fā)（較長(zhǎng)的TR）。GRE序列采用小角度如20°脈沖進(jìn)行激發(fā)，可產(chǎn)生34％的橫向磁化矢量，而縱向磁化矢量保持原來(lái)的94％，下一個(gè)脈沖進(jìn)行激發(fā)前就有足夠的縱向磁化矢量。,GRE序列中，下一個(gè)RF脈沖激發(fā)前的縱向磁化矢量由下列兩部分構(gòu)成：前一次脈沖繼發(fā)后殘留的縱向磁化矢量TR間期內(nèi)T1弛豫恢復(fù)的縱向磁化矢量,GRE序列的穩(wěn)態(tài)（Steady

35、State）,MZ越小，縱向弛豫越快。每一次激發(fā)， MZ進(jìn)一步縮小，但縱向弛豫也同時(shí)進(jìn)一步加快。數(shù)個(gè)脈沖后，這兩種相反的過程將達(dá)到平衡（穩(wěn)態(tài)）。自此，每次脈沖繼發(fā)后， MZ保持相同。,,,,,,,,,,,,,平衡態(tài),第一次激發(fā)后,第二次激發(fā)前,第二次激發(fā)后,第三次激發(fā)前,第三次激發(fā)后,,第四次前：63.5%第四次后：31.75%第五次前：63%……,,離相位梯度,聚相位梯度,,,,,離相位梯度,聚相位梯度,,,右,右,左,左

36、,?,,,,時(shí)間（ms）,Mxy,T2*,T2,T2*(GRE),GRE回波,SE回波,,,,梯度回波類序列,擾相梯度回波（Spoiled GRE）真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像（True FISP）磁化準(zhǔn)備梯度回波序列（MP GRE）,,,1、擾相梯度回波,SIEMENS－FLASHfast low angle shotPHILIPS－ FFEfast field echoGE－－－ SPGRspoiled gradien

37、t recalled acquisition in steady state,在每個(gè)回波采集后，利用一個(gè)高強(qiáng)度的擾相梯度使殘留的橫向磁化矢量失相位。,(1)、FLASH-T1WI,腹部屏氣FLASH-T1WIFLASH-2D, FLASH-3D MRA超快速FLASH-3D 對(duì)比增強(qiáng)MRA骨關(guān)節(jié)FLASH-2D, FLASH-3D-T1WI,,A、腹部屏氣FLASH-T1WI,臨床上最常用的腹部快速T1WI序列掃描參數(shù)：TR

38、80-150msTE 4.2ms左右（1.5T）激發(fā)角度：60-90度優(yōu)點(diǎn)：掃描速度快組織T1對(duì)比好缺點(diǎn)：屏氣不好有偽影,臨床應(yīng)用：常規(guī)上、中腹部T1WI（肝膽胰脾腎）抑脂掃描清楚顯示胰腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描,,FLASH-T1WI用于肝臟平掃和動(dòng)態(tài)強(qiáng)化,FLASH-T1WI顯示膽固醇性結(jié)石,,脂肪抑制FLASH-T1WI清楚顯示胰腺,FLASH-T1WI,FLASH-T1WI + FS,,FLASH-T1WI顯示腎臟病變,

39、,利用2D擾相梯度回波T1WI進(jìn)行肝臟動(dòng)態(tài)增強(qiáng),造影劑Gd-DTPA0.2ML/KG3ML/SECOND高壓注射器或手推,掃描時(shí)刻動(dòng)脈期15-17秒門脈期50-70秒平衡期3-5分鐘延時(shí)掃描（具體）,,K空間及其填充,填充K空間中央?yún)^(qū)域的相位編碼線決定圖像的對(duì)比填充K空間周邊區(qū)域的相位編碼線決定圖像的解剖細(xì)節(jié),,試注2毫升平均主動(dòng)脈峰值時(shí)間18秒（11-27秒）注射15毫升造影劑需要5秒造影劑主動(dòng)脈到肝臟2秒

40、上肢靜脈注射15毫升造影劑后肝臟動(dòng)脈期的平均峰值時(shí)間T＝18+5+2＝25秒FLASH T1WI 覆蓋全肝掃描時(shí)間約為20秒，其K空間中心編碼線采集的時(shí)間為掃描開始后10秒。,,,,5,18,2,,,,,,25,,,,,20,,K空間中心采集,肝臟動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描三期圖像,FLASH-T1WI肝臟動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描,FLASH-T1WI平掃,FLASH-T1WI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)動(dòng)脈期,,T2WI+FS,SPGR T1WI＋FS,動(dòng)脈期,CT動(dòng)脈期,

41、,,,,,利用FLASH－T1WI進(jìn)行的化學(xué)位移成像,化學(xué)位移成像（chemical shift imaging）也稱同相位反相位成像（in-phase / out-of-phase imaging）基本原理： 水分子中的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率與脂肪分子（甲基）中的氫質(zhì)子存在差異，后者比前者慢3.5PPM左右（約為147Hz/T）。 根據(jù)所選用的TE不同，這兩種氫質(zhì)子出現(xiàn)周期性的同相（有協(xié)同作用）或反相（相互抵消作用）。,

42、,不同場(chǎng)強(qiáng)的MR機(jī)采用不同的TE進(jìn)行化學(xué)位移成像,Out-of-phase圖像產(chǎn)生的效應(yīng),水脂混合組織的信號(hào)明顯減低，程度明顯大于普通的脂肪抑制技術(shù)純脂肪組織幾乎不受影響勾邊現(xiàn)象，臟器邊界更為清晰,勾邊效應(yīng)的產(chǎn)生,化學(xué)位移成像的臨床應(yīng)用,檢出病變組織的脂肪（水脂混合組織）脂肪肝診斷與鑒別診斷含脂肝癌腎上腺腺瘤血管平滑肌脂肪瘤清楚顯示器管的輪廓,,肝細(xì)胞癌脂肪化生,CT-C,Out-of-phase,In-phase,右腎

43、上腺腺瘤,In-phase,Out-of-phase,,B. FLASH序列MRA,TOF-MRA或PC-MRATR＝20-40msTE＝7ms2D或3D,3D-TOF MRA,,T2加權(quán)像,T1加權(quán)像,2D-PC MRA,T2加權(quán)像,T1加權(quán)像,3D-TOF MRA,3D-TOF HR-MRA,腦血管畸形（A-VM）,C. FLASH-3D 對(duì)比增強(qiáng)MRA,極短的TR、TETR: 3-10msTE: 1-3ms極快

44、的掃描速度6-25秒采集15-50層，可進(jìn)行屏氣掃描可采用減影技術(shù)減低背景信號(hào),,正常手CE-MRA,雷若氏病,D. FLASH-T1WI顯示關(guān)節(jié)軟骨,掃描參數(shù)TR: 300-800msTE: 10ms左右翻轉(zhuǎn)角度：60度FLASH-T1WI序列用于顯示關(guān)節(jié)軟骨可采用二維或三維序列加用脂肪抑制技術(shù)更有利于軟骨的顯示,,（2）、擾相梯度回波T2*WI,成像參數(shù)：TR 300-800msTE 15~40ms激發(fā)角度&l

45、t;30度臨床應(yīng)用：椎間盤病變半月板病變陳舊出血病變,優(yōu)點(diǎn)：成像速度快對(duì)關(guān)節(jié)軟骨、半月板、椎間盤顯示較好有利于陳舊出血的顯示缺點(diǎn)：對(duì)其他結(jié)構(gòu)顯示欠佳對(duì)磁場(chǎng)不均勻比較敏感,,FLASH-T2*W用于脊柱,頸椎間盤橫斷面顯示較好胸、腰椎間盤顯示不如TSE-T2WI序列椎管內(nèi)結(jié)構(gòu)顯示不如TSE-T2WI序列，特別是矢狀面,,Siemens OPEN 0.2TFLASH-2D-T2*WITR＝640msTE＝36m

46、sFlip angle＝20°,FLASH-T2*WI顯示半月板,半月板病變顯示最敏感應(yīng)與SE、TSE相結(jié)合關(guān)節(jié)軟骨也呈高信號(hào)，但與關(guān)節(jié)液重疊，因而顯示關(guān)節(jié)軟骨應(yīng)采用FLASH-T1WI+脂肪抑制,,梯度回波類序列,擾相梯度回波（Spoiled GRE）真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像（True FISP）磁化準(zhǔn)備梯度回波序列（MP-GRE）,,,SIEMENS－True FISPPHILIPS－ Balance FFE

47、GE－－－ FIESTA Fast Imaging Employing Steady State Acquisition,在層面選擇方向、相位編碼方向及頻率編碼方向3個(gè)方向都利用反向梯度進(jìn)行相位重聚，達(dá)到縱向磁化矢量和橫向磁化矢量真正的穩(wěn)態(tài)。,很短的TR、TE和很大的翻轉(zhuǎn)角TR:2-8msTE:1-4ms翻轉(zhuǎn)角：40-80度對(duì)比決定于T2*/T1,優(yōu)點(diǎn)：組織結(jié)構(gòu)顯示好血管都呈均勻高信號(hào)液體顯示為很高信號(hào)成像速度

48、快（0.5－10秒）缺點(diǎn)：軟組織T2對(duì)比差磁化敏感偽影,顱腦超快速成像腹部結(jié)構(gòu)成像心血管電影3D采集用于內(nèi)耳水成像3D超快速采集用于無(wú)創(chuàng)性冠脈成像,臨床應(yīng)用：,True FISP－T2*WI應(yīng)用于顱腦,Siemens 1.5TTR＝10msTE＝3msThickness＝6mmMatrix＝512×512NEX＝2TA＝10秒,,True FISP T2*WI在腹部的應(yīng)用,,FIESTA-CINE

49、vs. FASTCINE.,FASTCINE,FIESTA-CINE,long axis views,short axis view,,,Images courtesy of Franz Volhard Klinik, Berlin, Germany,EXIT,HOME,PREVIOUS,,,INNOVATIONS inCardiovascular MR,Dr. Daisy ChienSiemens Medical Solution

50、sErlangen, Germany,4th Generation Technique:3D TrueFISP of the Coronary Artery,Dr. Debiao Li, Northwestern University, Chicago,3D Volumetric Coverage in 20 sec,,3D True-FISP in a Breath-holdNon-enhancementResolution:

51、 1.0 ? 0.7 ? 2.0 mm3,V. Deshpande, D. Li, NWU, Chicago,Visualization of Anomalous Coronary Artery,Courtesy of Northwestern University Hospital, Chicago,Richard McCarthy, MD, Debiao Li, PhD, NWU,MRA

52、 conventional angiography,Comparison: MRA vs. Conventional Angio,梯度回波類序列,擾相梯度回波（Spoiled GRE）真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像（True FISP）磁化準(zhǔn)備快速梯度回波序列（MP-RAGE）,,,4、磁化準(zhǔn)備快速梯度回波Magnetization Prepared Rapid Gradient Echo

53、 （MP-RAGE）,SIEMENS－Turbo FLASHPHILIPS－ TFEGE－－－ Rapid SPGR / FGRE,可用于T1WI或T2WI，T1WI常用。預(yù)脈沖決定對(duì)比，預(yù)脈沖后用小角度超快速激發(fā)和采集。Flip angle 10°TR＝2-10msTE＝1-3ms,Turbo-FLASH T1WIT1對(duì)比決定于180&#

54、176;脈沖后的有效TI優(yōu)點(diǎn)：快速（<1秒）缺點(diǎn)：T1對(duì)比較差臨床應(yīng)用：顱腦快速成像心肌灌注腎臟灌注肝臟灌注,,Stenosis in a branch vesselof the circumflex coronary artery,,,Myocardial Viabilityfast and robustdetection of infarcts,Northwestern University, Chicag

55、o,Viability Study,MR can predict which patient will benefit from revascularization,New Ischemic Heart Disease Examination,Clinical Predictive Value in Patient Management,Transmural Extent of Hyperenhancement,Wall Motion

56、 Improvement,New England Journal of Medicine, Feb 19 issue,Stress MR,Courtesy of ERESA Imaging Center, Valencia, Spain,雙腎冠狀面Turbo FLASH T1WI,肝臟Turbo FLASH T1WI,,正常犬肝實(shí)質(zhì)門脈血流灌注圖及凈增信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線,注藥20周實(shí)質(zhì)灌注圖及灌注曲線,20周常規(guī)MRI和大體標(biāo)本,,

57、顱腦3D MP-RAGE T1WI,自由感應(yīng)衰減序列自旋回波類序列梯度回波類序列雜合序列,MRI sequence tree,,,,四、雜合序列和EPI及其他相關(guān)序列,1、雜合序列Hybrid Sequence,快速自旋梯度回波序列（TGSE）,SIEMENS－TGSETurbo Gradient Spin EchoPHILIPS－ GRASEGradient and Spin EchoGE－－－ GSE

58、 Gradient and Spin Echo,自旋回波與梯度回波結(jié)合,優(yōu)點(diǎn)：與相應(yīng)的TSE序列相比，速度進(jìn)一步加快對(duì)磁場(chǎng)不均勻性較敏感，有利于出血的顯示,缺點(diǎn)：T2對(duì)比不如TSE磁化率敏感偽影,臨床主要用于顱腦和骨關(guān)節(jié)的T2WI,GRASE序列采集的圖像,TGSE一次激發(fā)產(chǎn)生12個(gè)自旋回波， 24梯度回波TR＝3000，TE＝90，NEX＝2Matrix＝512×512掃描時(shí)間＝1分21秒,,

59、2、平面回波成像序列Echo Planar Imaging（EPI）,回波平面成像（echo planar imaging，EPI）是目前最快的MRI信號(hào)采集方式，單層圖像的信號(hào)采集時(shí)間可縮短到100毫秒以內(nèi)梯度回波的一次激發(fā)采集多個(gè)回波的形式。普通梯度回波為一次脈沖激發(fā)后利用梯度線圈反向切換一次采集一個(gè)梯度回波；EPI是在一次脈沖激發(fā)后依靠梯度線圈的連續(xù)反向切換，采集一連串梯度回波信號(hào),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

60、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,GRE,EPI,EPI可分為多次激發(fā)（Multi shot）EPI單次激發(fā)（Single shot）EPI,MS－EPI是在一次脈沖激發(fā)后利用讀出梯度線圈的連續(xù)反向切換采集多個(gè)梯度回波信號(hào)，填充部分K空間。通過多次如此重復(fù)激發(fā)和采集完成整個(gè)K空間的填充。,SS-EPI是在一次脈沖激發(fā)后利用讀出梯度線圈的連續(xù)反向切換，采集填充整個(gè)K空間所需的全部梯度回波信號(hào)。,,,,,,,,,

61、,,,,,,,,SS-EPI,MS-EPI,MS-EPI與RARE,一次激發(fā)后利用讀出梯度線圈的反復(fù)切換采集多個(gè)梯度回波信號(hào)，填充部分K空間與自旋回波類的RARE技術(shù)相對(duì)應(yīng)不同點(diǎn)是多次激發(fā)EPI采集的為梯度回波，RARE采集的為自旋回波,RARE,MS-EPI,SS-EPI與SS-RARE,一次激發(fā)后利用讀出梯度線圈的反復(fù)切換采集所有梯度回波信號(hào)，填充全部K空間與自旋回波類的SS-RARE技術(shù)相對(duì)應(yīng)不同點(diǎn)是SS-EPI采集的為梯

62、度回波，SS-RARE采集的為自旋回波,EPI技術(shù)僅僅是MR信號(hào)的采集方式，而非MRI掃描序列。EPI必須結(jié)合特定的激發(fā)脈沖才能成為真正的MRI序列EPI序列的對(duì)比和權(quán)重決定于預(yù)脈沖,,,,,,,,,,,,,,,預(yù)脈沖是翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，則得到T1加權(quán)的EPI圖像,(1)、EPI-T1WI（IR-EPI）,180 90,180 90,180 90,IR-EPI T1WI主要用于心肌灌注加權(quán)成像采用短回波鏈的多次激發(fā)IR-EP

63、I,FastCard-ET First Pass Bolus Perfusion Imaging: Perfusion Deficit - Ischemia,,EXIT,HOME,NEXT,PREVIOUS,Images courtesy of ICT, Woodbury, NY, USA,MR perfusion imaging during stress and at rest using FastCard-

64、ET acquisition Total exam time 20min Ischemic region observed in the inferioseptal wall Results confirmed by Nuclear and Cath examinations,,Stress,Rest,,MR Stress Perfusion Study Ischemic Region Caused

65、by RCA Disease,EXIT,HOME,NEXT,PREVIOUS,Nuclear,Cath,,,,,,預(yù)脈沖為單個(gè)900射頻脈沖則得到GRE-EPI圖像,（2）EPI-T2*WI（GRE-EPI）,90°,GRE-EPI T2*WI的臨床應(yīng)用：腦 fMRI 腦灌注加權(quán)成像,,熱痛覺刺激腦功能成像,超急性期腦梗塞發(fā)病2小時(shí),,,,,,,90° 180°,（3）EPI-T2WI（SE-E

66、PI）,,預(yù)脈沖是SE序列，所得到的稱為SE-EPI圖像,SE-EPI-T2WI的臨床應(yīng)用：顱腦（不能配合的病人）、腹部T2WI成像（T2對(duì)比優(yōu)于其他屏氣T2WI，但偽影較重）水分子擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）Diffusion Tensor Imaging,SE-EPI-T2WI用于顱腦,常規(guī)T2WI,SE-EPI T2WI,SE-EPI-T2WI用于肝臟,擴(kuò)散加權(quán)成像,擴(kuò)散加權(quán)

67、成像診斷超急性期腦梗塞,Diffusion Tensor Imaging,FLAIR,DWI,ADC,DTI,T2WI,DTI,Healthy Volunteer,Dr. Ma, PLA301, Beijing,富血供病變?cè)诘蚥值DWI上的表現(xiàn),（4）SE序列線掃描技術(shù)DWI,常用于低場(chǎng)強(qiáng)MR儀的DWI以橫斷面為例90°激發(fā)脈沖施加在橫斷面（層面選擇）180°復(fù)相脈沖施加在此平面的垂直平面（層面選擇）在180

68、°脈沖的前后加上一對(duì)擴(kuò)散敏感梯度180°脈沖施加平面的一系列層面選擇代替相位編碼,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SE線掃描DWI序列顯示急性腦梗塞,,T1WI,FLAIR,DWI,（5）PRESTO序列,Principles of echo shifting with a train of observation（PRESTO） 短回波鏈的多次激發(fā)EPI＋回波位移技術(shù)用于彌補(bǔ)單次激發(fā)GRE-

69、EPI的長(zhǎng)回波鏈帶來(lái)的不足主要用于首過灌注加權(quán)成像由于回波鏈移位，TE > TR,,,,,,,單次激發(fā)EPI的缺點(diǎn)回波鏈長(zhǎng)回波之間差別大在首過峰時(shí)后面的回波幾乎為零SNR和空間分辨降低,,,,,,,,,,,,,,,TR,,,,,TE,在X、Y、Z三個(gè)方向都施加位移梯度正方向（白色）梯度面積為反方向（黃色）梯度面積的2倍,PRESTO序列的優(yōu)點(diǎn),與單次激發(fā)GRE-EPI比較回波鏈短，圖像質(zhì)量提高反映對(duì)比劑首過峰時(shí)更