mr常用脈沖序列及其臨床應用

1、醫(yī)大附一 翁強,MRI常用脈沖序列及其臨床應用,磁共振信號強度的影響因素,等水分子擴散運動液體流動化學位移T2值T1值組織的質子密度,脈沖序列的基本概念,我們把射頻脈沖、梯度場和信號采集時刻等相關各參數的設置及其在時序上的排列稱為MRI的脈沖序列（pulse sequence）。,脈沖序列基本構成,第一行是射頻脈沖，SE序列的射頻脈沖由多次重復的90?脈沖和后隨的180?脈沖構成。第二行是層面選擇梯度場，在

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

3、 MRI發(fā)展的早期，FID序列曾經在低場強的MRI儀上有較多的應用，目前這類序列已經很少使用。飽和恢復（saturation recovery，SR)序列采集FID信號的反轉恢復（inversion recovery，IR）序列,二、自旋回波類序列,采集到的MR信號是利用180?聚焦脈沖產生的自旋回波,自旋回波（spin echo，SE）快速自旋回波（fast spin echo，FSE）,自旋回波,TE：回波時間

4、,TR：重復時間,TR決定圖像的T1成分,很長的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TR,長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,選擇合適長的TE獲得最好的T2對比,,,,,Mxy,TE(ms),,合適長的TE,,,,T2對比,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對比,,,,,Mxy,TE(ms),,合適短的TR,,,,T1對比,一般TR選擇兩種組織T1值平均值附近可獲得最好的T1對比,100%,,長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,優(yōu)點結

7、構簡單，信號變化容易解釋圖像的組織對比好，信噪比高對磁場不均勻敏感性低最常用的T1WI序列之一，較少應用于T2WI缺點采集時間較長體部易產生偽影難進行動態(tài)增強掃描激勵次數（NEX）常需2次以上，進一步增加采集時間,臨床應用,常用于顱腦、頸部、骨關節(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)西門子、飛利浦：TSE（ turbo spin echo ）,ES：回波

8、間隙,ETL：回波鏈長度,,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,磁化轉移效應,SAR↑↓體溫↑,脂肪組織信號強度增高,對磁場不均勻性不敏感,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)長回波鏈FSE T2WI (ETL>20),根據回波鏈長度（ETL）,FSE T1WI,優(yōu)點 采集時間縮短，甚至可以進行屏氣掃描缺點 受T2弛豫污染，T1對比不如SE T1WI 模糊效應 與GRE T1WI對比速度還不夠快,,T1對

12、比要求較低，以顯示結構為主的部位患者耐受差，要求加快掃描速度時垂體動態(tài)增強掃描體部屏氣掃描,主要用途,短回波鏈FSE T2WI,優(yōu)點與SE序列相比，成像速度加快由于回波鏈較短，T2對比接近SE T2WI對磁場不均勻性不敏感，沒有明顯的磁敏感性偽影缺點 掃描速度還不夠快，用于體部成像時易產生運動偽影,顱腦腹部（配合呼吸觸發(fā)和脂肪抑制技術）骨關節(jié),主要用途,中等回波鏈FSE T2WI,優(yōu)點

13、 掃描速度更快缺點 ETL較長，T2對比不如SE及短ETL FSE,對T2對比要求較低，主要顯示解剖結構的部位內在T2對比好的臟器 廣泛應用于顱腦、耳鼻喉、脊柱脊髓、骨關節(jié)軟組織、腹盆部等,主要用途,隨著射頻功率和梯度場性能的提高，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,長回波鏈FSE T2WI,優(yōu)點

14、 掃描速度快，可屏氣掃描缺點 ETL較長，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FSE（FRFSE）,在回波鏈中最后一個回波采集后，再施加一個180°聚焦脈沖，但不采集回波，而是施加一個負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,半傅里葉采集單次激發(fā)FSE序列（ HASTE ）,在單次激發(fā)FSE序列基礎加上半K空間采集技術。,______________________________________________,,,,,,,。。。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,相位編碼,三、反轉恢復類序列,我們把具有180?

16、反轉預脈沖的序列統(tǒng)稱為反轉恢復類序列。,180°反轉預脈沖作用,1、增加T1對比,,2、抑制組織信號,反轉恢復,先施加一個180°反轉預脈沖，在適當時刻施加一個90°脈沖，然后馬上施加一個180°聚焦脈沖,,自旋回波,TI:反轉時間,反轉恢復（inversion recovery，IR）,IR序列特點,T1對比最好掃描時間長,臨床應用,一般作為T1WI序列，增加腦灰白質T1對比,快速反轉恢復,F

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

18、FIR T1WI （T1 FLAIR),短反轉時間反轉恢復,液體抑制反轉恢復,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需要時間為其T1的70%,STIR序列的TI=脂肪T1 X 70%=140-175msTR>2000ms,臨床應用,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,臨床應用,主要應用于顱腦，為了暴露被

20、腦脊液遮蓋的病變,,,AX T2 AX T2 FLAIR,主要用于腦實質的T1對比,FIR T1WI,AX T1 FLAIR AX T1 SE,四、梯度回波（GRE）類序列,采集到得MR信號是利用讀出梯度場切換產生的梯度回波,GRE序列

21、的基本特點,1. 采用小角度激發(fā)，加快成像速度2.采用梯度場切換采集回波信號進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序列對磁場的不均勻性敏感 6.GRE序列中血流常呈現高信號,梯度回波分類,擾相梯度回波序列穩(wěn)態(tài)自由進動序列平衡式穩(wěn)態(tài)自由進動序列磁化準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、 同時采集兩種回波的GRE序列 多回波合并的GRE序列,擾相GRE,西門子：快速小角度激發(fā)（fast low angle shot，FLASH）GE：SPGR（spoiled gradient recalled echo）飛利浦：T1-FFE（fast field echo）,臨床應用,2D擾相GRE腹部屏氣T1WI2D擾相GRE T1WI雙回波用于化學

23、位移成像（同/反相位）3D擾相GRE用于顱腦T1WI利用擾相GRE T1WI序列進行流動相關的MR血管成像3D快速擾相GRE T1WI序列用于對比劑增強MRA（CE-MRA）3D擾相GRE T2 *WI序列用于磁敏感加權成像（SWI）心臟亮血成像關節(jié)軟骨成像,三維容積內插快速擾相GRE T1WI序列,西門子：容積內插體部檢查（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:在層面較薄時可以保持較高的信噪比沒有層間距，有利于小病灶的顯示可同時兼顧臟器實質成像和三維血管成像的需要缺點： 軟組織T1獨臂不如擾相GRE二維T1WI,主要用于體部的動態(tài)增強掃描,平面回波成像（echo planar imaging，EPI）是在一次射頻脈沖激發(fā)后，利用讀出梯度場的連續(xù)正反向切換，每次切換產生一個梯度回波，因而將產生多個梯度回波組成梯度回波鏈。

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