mr常用脈沖序列及其臨床應(yīng)用

1、醫(yī)大附一 翁強(qiáng),MRI常用脈沖序列及其臨床應(yīng)用,磁共振信號(hào)強(qiáng)度的影響因素,等水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)液體流動(dòng)化學(xué)位移T2值T1值組織的質(zhì)子密度,脈沖序列的基本概念,我們把射頻脈沖、梯度場(chǎng)和信號(hào)采集時(shí)刻等相關(guān)各參數(shù)的設(shè)置及其在時(shí)序上的排列稱為MRI的脈沖序列（pulse sequence）。,脈沖序列基本構(gòu)成,第一行是射頻脈沖，SE序列的射頻脈沖由多次重復(fù)的90?脈沖和后隨的180?脈沖構(gòu)成。第二行是層面選擇梯度場(chǎng)，在

2、90?脈沖和180?脈沖時(shí)施加。第三行是相位編碼梯度場(chǎng)，在90?脈沖后180?脈沖前施加。第四行是頻率編碼梯度場(chǎng)，必須在回波產(chǎn)生的過(guò)程中施加。第五行是MR信號(hào),SE脈沖序列的基本構(gòu)建,常用的脈沖序列,（1）自由感應(yīng)衰減類序列（2）自旋回波類序列（3）反轉(zhuǎn)恢復(fù)類序列（4）梯度回波類序列（5）平面回波序列,一、自由感應(yīng)衰減（FID）類序列,采集到的MRI信號(hào)為自由感應(yīng)衰減（FID）信號(hào)的脈沖序列統(tǒng)稱為FID類序列。

3、 MRI發(fā)展的早期，F(xiàn)ID序列曾經(jīng)在低場(chǎng)強(qiáng)的MRI儀上有較多的應(yīng)用，目前這類序列已經(jīng)很少使用。飽和恢復(fù)（saturation recovery，SR)序列采集FID信號(hào)的反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversion recovery，IR）序列,二、自旋回波類序列,采集到的MR信號(hào)是利用180?聚焦脈沖產(chǎn)生的自旋回波,自旋回波（spin echo，SE）快速自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE）,自旋回波,TE：回波時(shí)間

4、,TR：重復(fù)時(shí)間,TR決定圖像的T1成分,很長(zhǎng)的TR→,所有的組織T1完全弛豫→,剔除圖像的T1成分,,Mz（縱向磁化矢量）,,,,,,100%,50%,,,TR(ms),,,TE決定圖像的T2成分,很短的TE →,基本剔除圖像的T2成分,,,,,,100%,50%,Mxy（橫向磁化矢量）,,,TE(ms),,長(zhǎng)TR,長(zhǎng)TE,（>2000ms）,（>50ms）,,Mz（縱向磁化矢量）,,,,,,100%,50%,,,TR(m

5、s),,,,,,100%,50%,Mxy（橫向磁化矢量）,,,TE(ms),,T2WI,選擇合適長(zhǎng)的TE獲得最好的T2對(duì)比,,,,,Mxy,TE(ms),,合適長(zhǎng)的TE,,,,T2對(duì)比,一般TE選擇兩種組織T2值的平均值附近可獲得最好的T2對(duì)比,100%,短TR,短TE,（200-600ms）,（ 8-20ms ）,,Mz（縱向磁化矢量）,,,,,,100%,50%,,,TR(ms),,,,,,100%,50%,Mxy（橫向磁化矢量）,

6、,,TE(ms),,T1WI,選擇合適短的TR獲得最好的T1對(duì)比,,,,,Mxy,TE(ms),,合適短的TR,,,,T1對(duì)比,一般TR選擇兩種組織T1值平均值附近可獲得最好的T1對(duì)比,100%,,長(zhǎng)TR,短TE,（>2000ms）,（ <20ms ）,,Mz（縱向磁化矢量）,,,,,,100%,50%,,,TR(ms),,,,,,100%,50%,Mxy（橫向磁化矢量）,,,TE(ms),PDWI,SE序列的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)結(jié)

7、構(gòu)簡(jiǎn)單，信號(hào)變化容易解釋圖像的組織對(duì)比好，信噪比高對(duì)磁場(chǎng)不均勻敏感性低最常用的T1WI序列之一，較少應(yīng)用于T2WI缺點(diǎn)采集時(shí)間較長(zhǎng)體部易產(chǎn)生偽影難進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描激勵(lì)次數(shù)（NEX）常需2次以上，進(jìn)一步增加采集時(shí)間,臨床應(yīng)用,常用于顱腦、頸部、骨關(guān)節(jié)、軟組織、脊柱脊髓等部位的T1WI序列,快速自旋回波,GE: FSE(fast spin echo)西門(mén)子、飛利浦：TSE（ turbo spin echo ）,ES：回波

8、間隙,ETL：回波鏈長(zhǎng)度,,SE ____________________________________________,FSE ______________________________________________,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,90°,,,,,,,,,,,,,SE,K空間,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FSE,90°,90°,90°,

9、90°,90°,90°,90°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,,,,,,,TE1,,TE2,,TE3,FSE ____________________

10、__________________________,,,,,,,,,,,,,90°,90°,90°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,180°,,,,J-偶聯(lián),磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng),SAR↑↓體溫↑,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,FSE序列的分

11、類,FSE T1WI (ETL=2-5)短回波鏈FSE T2WI (ETL=5-10)中等回波鏈FSE T2WI (ETL=10-20)長(zhǎng)回波鏈FSE T2WI (ETL>20),根據(jù)回波鏈長(zhǎng)度（ETL）,FSE T1WI,優(yōu)點(diǎn) 采集時(shí)間縮短，甚至可以進(jìn)行屏氣掃描缺點(diǎn) 受T2弛豫污染，T1對(duì)比不如SE T1WI 模糊效應(yīng) 與GRE T1WI對(duì)比速度還不夠快,,T1對(duì)

12、比要求較低，以顯示結(jié)構(gòu)為主的部位患者耐受差，要求加快掃描速度時(shí)垂體動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描體部屏氣掃描,主要用途,短回波鏈FSE T2WI,優(yōu)點(diǎn)與SE序列相比，成像速度加快由于回波鏈較短，T2對(duì)比接近SE T2WI對(duì)磁場(chǎng)不均勻性不敏感，沒(méi)有明顯的磁敏感性偽影缺點(diǎn) 掃描速度還不夠快，用于體部成像時(shí)易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影,顱腦腹部（配合呼吸觸發(fā)和脂肪抑制技術(shù)）骨關(guān)節(jié),主要用途,中等回波鏈FSE T2WI,優(yōu)點(diǎn)

13、 掃描速度更快缺點(diǎn) ETL較長(zhǎng)，T2對(duì)比不如SE及短ETL FSE,對(duì)T2對(duì)比要求較低，主要顯示解剖結(jié)構(gòu)的部位內(nèi)在T2對(duì)比好的臟器 廣泛應(yīng)用于顱腦、耳鼻喉、脊柱脊髓、骨關(guān)節(jié)軟組織、腹盆部等,主要用途,隨著射頻功率和梯度場(chǎng)性能的提高，中等ETL的FSE序列很大程度取代短ETL的FSE成為最常用的T2WI序列,長(zhǎng)回波鏈FSE T2WI,優(yōu)點(diǎn)

14、 掃描速度快，可屏氣掃描缺點(diǎn) ETL較長(zhǎng)，圖像模糊更明顯 屏氣不好者仍有偽影,體部屏氣T2WI3D水成像,主要用途,FSE的衍生序列,快速恢復(fù)FSE（FRFSE）單次激發(fā)FSE序列（SS- FSE ）半傅里葉采集單次激發(fā)FSE序列（ HASTE ）,快速恢復(fù)FSE（FRFSE）,在回波鏈中最后一個(gè)回波采集后，再施加一個(gè)180°聚焦脈沖，但不采集回波，而是施加一個(gè)負(fù)90&

15、#176;脈沖。,單次激發(fā)FSE序列（SS- FSE ）,一次90°脈沖激發(fā)后，利用連續(xù)的聚焦脈沖采集了填充K空間的所有回波信號(hào),半傅里葉采集單次激發(fā)FSE序列（ HASTE ）,在單次激發(fā)FSE序列基礎(chǔ)加上半K空間采集技術(shù)。,______________________________________________,,,,,,,。。。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,相位編碼,三、反轉(zhuǎn)恢復(fù)類序列,我們把具有180?

16、反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的序列統(tǒng)稱為反轉(zhuǎn)恢復(fù)類序列。,180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖作用,1、增加T1對(duì)比,,2、抑制組織信號(hào),反轉(zhuǎn)恢復(fù),先施加一個(gè)180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖，在適當(dāng)時(shí)刻施加一個(gè)90°脈沖，然后馬上施加一個(gè)180°聚焦脈沖,,自旋回波,TI:反轉(zhuǎn)時(shí)間,反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversion recovery，IR）,IR序列特點(diǎn),T1對(duì)比最好掃描時(shí)間長(zhǎng),臨床應(yīng)用,一般作為T(mén)1WI序列，增加腦灰白質(zhì)T1對(duì)比,快速反轉(zhuǎn)恢復(fù),F

17、IR=TIR=IR-FSE/TSE,快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fast inversion recovery，F(xiàn)IR）,180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后跟隨一個(gè)FSE序列,,快速自旋回波,FIR序列特點(diǎn),與IR序列相比，成像速度加快T1對(duì)比提高選擇不同的TI抑制不同的組織,STIR （short TI inversion recovery ）T2WIFLAIR （fliud attenuated inversion recovery ）

18、FIR T1WI （T1 FLAIR),短反轉(zhuǎn)時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù),液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù),用于脂肪抑制,STIR T2WI,脂肪組織T1值為200-250ms，宏觀縱向磁化矢量從反向最大到0需要時(shí)間為其T1的70%,STIR序列的TI=脂肪T1 X 70%=140-175msTR>2000ms,臨床應(yīng)用,偏中心部位形態(tài)不規(guī)則部位,COR T2 FS

19、 COR STIR,AX STIR AX T2 FS,腦脊液T1值為3000-4000ms,FLAIR序列,主要用于抑制自由水（腦脊液），也稱黑水序列,FLAIR序列的TI=腦脊液T1 X 70%=2100-2800msTR至少大于3倍TI,臨床應(yīng)用,主要應(yīng)用于顱腦，為了暴露被

20、腦脊液遮蓋的病變,,,AX T2 AX T2 FLAIR,主要用于腦實(shí)質(zhì)的T1對(duì)比,FIR T1WI,AX T1 FLAIR AX T1 SE,四、梯度回波（GRE）類序列,采集到得MR信號(hào)是利用讀出梯度場(chǎng)切換產(chǎn)生的梯度回波,GRE序列

21、的基本特點(diǎn),1. 采用小角度激發(fā)，加快成像速度2.采用梯度場(chǎng)切換采集回波信號(hào)進(jìn)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序列的固有信噪比較低 5. GRE序列對(duì)磁場(chǎng)的不均勻性敏感 6.GRE序列中血流常呈現(xiàn)高信號(hào),梯度回波分類,擾相梯度回波序列穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列平衡式穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列磁化準(zhǔn)備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

22、 同時(shí)采集兩種回波的GRE序列 多回波合并的GRE序列,擾相GRE,西門(mén)子：快速小角度激發(fā)（fast low angle shot，F(xiàn)LASH）GE：SPGR（spoiled gradient recalled echo）飛利浦：T1-FFE（fast field echo）,臨床應(yīng)用,2D擾相GRE腹部屏氣T1WI2D擾相GRE T1WI雙回波用于化學(xué)

23、位移成像（同/反相位）3D擾相GRE用于顱腦T1WI利用擾相GRE T1WI序列進(jìn)行流動(dòng)相關(guān)的MR血管成像3D快速擾相GRE T1WI序列用于對(duì)比劑增強(qiáng)MRA（CE-MRA）3D擾相GRE T2 *WI序列用于磁敏感加權(quán)成像（SWI）心臟亮血成像關(guān)節(jié)軟骨成像,三維容積內(nèi)插快速擾相GRE T1WI序列,西門(mén)子：容積內(nèi)插體部檢查（VIBE）GE:肝臟容積加速采集（LAVA）飛利浦：T1高分辨力各向同性容積激發(fā)（THRIV

24、E）,優(yōu)點(diǎn):在層面較薄時(shí)可以保持較高的信噪比沒(méi)有層間距，有利于小病灶的顯示可同時(shí)兼顧臟器實(shí)質(zhì)成像和三維血管成像的需要缺點(diǎn)： 軟組織T1獨(dú)臂不如擾相GRE二維T1WI,主要用于體部的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描,平面回波成像（echo planar imaging，EPI）是在一次射頻脈沖激發(fā)后，利用讀出梯度場(chǎng)的連續(xù)正反向切換，每次切換產(chǎn)生一個(gè)梯度回波，因而將產(chǎn)生多個(gè)梯度回波組成梯度回波鏈。

25、可理解為“一個(gè)射頻脈沖激發(fā)采集多個(gè)梯度回波”，采集到的MR信號(hào)也屬于梯度回波。,五、平面回波序列,分類,按激發(fā)次數(shù)分類 單次激發(fā)EPI 多次激發(fā)EPI按準(zhǔn)備脈沖分類 GRE-EPI SE-EPI IR-EPI,主要臨床應(yīng)用,單次激發(fā)GRE-EPI T2*WI單次激發(fā)SE-EPI