MRI常用序列

MRI常用脉冲序列及应用基本概念•T1、T2，加权；•TR,TE,K空间;•RF(90o,180o)作用；•脂肪抑制，水抑制。基本概念•T1时间为在纵轴的磁化矢量由0增至63％时为T1弛豫时间（纵向磁化矢量）。•T2的时间为横向磁化矢量强度由最大值衰减达37％所需的时间。基本概念•相位–平面内旋转的矢量与参照轴的夹角•同相位(inphase)–多个矢量相位方向一致时•离相位(outofphase)–多个矢量相位方向不一致时基本概念•加权–在磁共振技术中为了更好的显示各种组织和病变，通过调整RF脉冲的重复时间TR、回波时间TE等来得到受检组织的特征参数，突出重点的图像（Weightedimage）。K空间•以空间频率为单位的空间坐标系所对应的抽象的频率空间.基本概念•重复时间(Therepetitiontime简称TR)指前一脉冲序列与相邻的后一脉冲序列之间的时间，以毫秒为单位。TR决定了一个RF脉冲与下一个RF脉冲之间的时间。因此TR决定了T1弛豫时间的量。基本概念•回波时间（Theechotime简称TE）指900RF脉冲至采集信号峰值之间的时间。TE决定了在信号读出前横向弛豫矢量所允许的衰减量，因此TE控制了T2的弛豫矢量。RF•90o脉冲纵向磁化矢量被转向为横向磁化矢量平面•180o脉冲纵向磁化矢量被转向至M0的反方向；失相质子在xy平面内翻转180o90o脉冲与180o脉冲(90º-t-180º)90ºPulse180ºPulseSpinEchoSignalt(TimeDelay)REPEAT脉冲序列•脉冲序列（pulsesequence）是指具有一定带宽、一定幅度的射频脉冲与梯度脉冲组成的脉冲程序。脉冲序列窄带宽脉冲主要用于选择性激励，宽脉冲用于非选择性激励（如三维成像）。而幅度反应了脉冲所具能量的大小，能量大，偏转角度大。梯度脉冲的作用主要是空间定位和信号读出。脉冲序列的作用•获得不同组织对比度：SE,FSE,T1FLAIR,SSFSE,FIESTA/FLASH,TOF,MRS•抑制某些物质信号：STIR,T2FLAIR•缩短扫描时间：SE→FSE→SSFSE•减少伪影：FSE(磁敏感伪影），EPI（运动伪影）脉冲序列的构成90°180°90°射频脉冲RF选层梯度Gs信号S相位梯度Gp读出梯度GrTE/2TE/2TRFIDEcho单回波SE序列•构成：•900RF——间隔TE/2→1800RF(复相脉冲)——间隔TE/2→回波（可测）一.自旋回波(Spin-echoSE)自旋回波序列是MR的最基本和常用序列，包括单回波SE序列和多回波回波序列。在SE序列中应用一系列有规律的900及1800RF脉冲、去间歇性的激励组织中氢质子在静磁场中的磁化矢量，改变向量方向.自旋回波自旋回波自旋回波•900RF的作用将静磁场中顺磁场排列进动的质子由初始的Z轴翻转到xy平面（Mz→Mxy）,是进动质子吸收RF能量后，由平衡状态的低能稳态位置跃到高能态位置的过程，也是质子吸收能量的过程自旋回波•横向磁化矢量从同相至去相过程•1800RF的作用当质子由聚相状态逐渐变为失相状态后,在TE／2时间点上加上一个1800RF，将横向磁化矢量来一个1800的翻转，目的是使这些失相的质子按原来的速度，以相反的方面靠拢重新达到相位的重聚(rephase）自旋回波自旋回波1800RF的作用单回波SE扫描参数名称TRTE特点PDWI1500~2500ms10~25ms质子密度↑，信号↑，质子密度↓，信号↓。T2WI1500~2500ms80~120msTE↑→T2↑→信号↑,T2↓信号↓T1WI300~600ms10~25msTR。T1↓→信号↑，T1↑→信号↓单回波SE优缺点•优点：1、显示典型的T1WI,T2WI和PDWI。T2WI优。2、对常见伪影（运动伪影和磁敏感伪影）较不敏感。•缺点：扫描时间长。特别是长TR和长TE→T2WI。•应用：T1WI显示解剖结构，T2WI对病变更敏感。多回波SE序列在一个TR周期内，于900RF脉冲后，以特定的时间间隔连续施加多个1800重聚脉冲，使Mxy产生多个回波。一次扫描获得多幅不同TE值的PDWI和T2WI。显著缩短成像时间。双回波timesignal1734516885102119136153170187204221238255272TE:timesignal1734516885102119136153170187204221238255272TE:TE1TE2自旋回波SE脉冲序列的特点•多次使用1800RF，使相位离散的质子多次重聚，从而获得多次的回波信号•有较高的信噪比（SNR），有利于显示解剖结构，Ｔ2加权像可以显示病理的改变•TR和TE分别控制了T1及T2的图像对比自旋回波图像二.快速自旋回波序列快速自旋回波（fastSpin-echo,FSE或turboSE,TSE）构成：在一个TR周期内，先发射一个900RF脉冲，再相继发射多个1800RF脉冲，形成多个自旋回波。与多回波序列类似。快速自旋回波与多回波序列相位编码数据K-空间填充图像形成MSE一个一行每个回波产生一幅图像FSE多个，彼此独立几行一组回波形成一幅图像SE多回波序列的K空间充填FSE序列的K空间充填快速自旋回波序列FSE回波链长度（echotrainlength,ETL）指每个TR内用不同相位编码采样的回波个数，也称快速系数。回波间隔时间（echotraintime,ETS）指回波链中相邻两个回波之间的时间间隔。ETS决定回波时间，关系图像对比度。有效回波时间（effectiveechotime,ETE）指回波链中最终决定图像对比的回波时间扫描参数名称TETRETL扫描时间T1WI20ms300~600ms2~61~2minT2WI90~120ms3000~5000ms8~322~3minPDWI20ms2500~4000ms8~123~4minETL↑→扫描时间↓，其它TE信号↑，对T2WI无影响，但扫描层数↓。T1WI,PDWI用小ETL。快速自旋回波9001800T2衰减曲线T2*衰减曲线ESP1800180018001800ETL：回波链长度ESP：回波间隔TEeff：有效TE?快速自旋回波的有效TEGphaseGphaseTimeMxyecho1echo2echo6TEeff1515msTEeff9090ms有效TE即相位编码梯度最小时的TE，亦即K空间中心部分对应的回波时间，它决定了FSE序列的图像对比。FSE特点•优点：1、扫描速度快于SE。2、对磁场不均匀性不敏感，磁敏感伪影少。3、运动伪影少。•缺点：T2WI脂肪信号高，与水肿难鉴别。ETL大，图像模糊。磁敏感低，对出血不敏感。多个1800脉冲，SAR高。•应用：FSE可取代SE，尤其是T2WI。重T2加权FSE作水成像。FSE序列采用屏气扫描的T2加权像腹部FSE序列屏气的重T2加权成像快速SE序列T2加权像屏气,26秒18层单次激发快速自旋回波（SSFSE）*一次激发完成一层扫描所有数据的采集——每幅图像成像不到1秒。*0.5NEX——相位编码数为正常的一半多8个，利用K空间的共轭对称性推算出另一半，SNR会降低。Singleshot,infiniteTRESPecho180echoa180echo180SSFSE的图像特点及临床应用•成像速度快，可用于屏气扫描和不能配合的患者及儿童，还可用于定位像。•回波链长，可获得重T2加权，用于水成像：MRCP、MRU。•SNR低，边缘模糊伪影严重，图像不清晰。•与EPI相比几何变形不敏感。三.反转恢复序列•反转恢复序列（InversionrecoveryIR）•构成：1800反转脉冲——900激发脉冲——复相1800脉冲IRIR序列首先施加一个1800反转脉冲，将磁化矢量M从+Z翻转-Z，磁化矢量从-z方向向+z恢复，恢复的程度取决于组织TI的长短。施加900脉冲使磁化矢量偏转到XY平面；再施加1800重聚脉冲,在TE时间内产生一个回波信号。反转恢复序列反转恢复序列反转恢复序列反转恢复序列影响IR序列信号的因素:图像的对比度主要取决于TI、TR、TE•如果900激励脉冲应用在磁化矢量向z轴方向恢复，通过xy平面后，图像的对比度主要取决于各组织正z轴方向矢量的恢复数量图像表现为重T1加权成像参数•反转时间（timeofinversion,TI）是初始1800脉冲与900脉冲之间的间隔。•TE是900脉冲与回波之间的间隔。•TR是整个序列的重复时间，两个1800脉冲的间隔。IR•TI是IR图像（T1）对比的主要决定因素（类似SE中的TR）。•IR序列主要产生T1W和PDWI图像（短TE）。长TE可产生病理加权像（T2）.•典型参数：TI=200-800ms,TR=500-2500ms,TE=20-50ms.•TI接近两种组织的T1值，缩短TE,可获得最佳T1WI.TR=3TI时，SNR好。反转恢复序列（T1加权）反转恢复序列•磁化矢量已完全向正的z轴方向恢复完毕，再施加900脉冲，水和脂肪同时都完全弛豫,图像表现为质子密度像反转恢复序列(质子加权）短时反转恢复序列(脂抑制)•ShortTIinversionrecovery，STIR在脂肪组织磁化矢量恰好从-z轴恢复至0值时（TI为转折点），施加900脉冲，该信号完全被抑制。因脂肪组织质子处于饱和状态，故不能释放出信号。可获得抑制脂肪信号的T1加权像STIRTI时间为脂肪组织的T1时间的0.6倍STIR的常用参数为：短TI120－150ms短TE10－30ms长TR2000ms不同场强下的STIR序列的TI取值场强TI（ms)1.5120-1501.0100-1300.590-1150.225-90流动衰减反转恢复序列fluidattenuatedinversionrecoveryFLAIR采用长TI和长TE，产生液体（脑脊液）信号为零的T2加权像，是水抑制成像方法。TI=0.69T1FLAIRFLAIR的常用参数为：长TI1700－2000ms长TR6000ms+根据权重的需要采用短或长的TEIR图像特点•TI时间控制组织抑制和T1对比•TE时间控制T2对比度•TR比TI长3－5倍T2FLAIR2200-25008800长120时间TITRTE不同TI的翻转恢复序列脂肪抑制STIR130-1602000短25T1FLAIR500-9002000短25STIR序列的图像特点及临床应用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。T1FLAIR序列临床应用T1SpinEchoT1FlairT1FlairT1FlairPostTIMz-Mz0增加T1对比度，可用于脑灰、白质成像。T2FLAIR序列临床应用保持T2对比度的同时抑制CSF信号，可以减少脑脊液搏动伪影并增加脑室周围高信号病变的识别。T1加权FLAIRT2加权序列比较四.梯度回波序列•梯度回波(gradientechoGRE)又称场回波（fieldecho,FE）•特点：扫描时间短，图像空间分辨率和SNR无明显下降。GRE与SE名称RFTR复相脉冲SE900长1800GREa900短反转梯度梯度回波序列•采用了小的反转角度•缩短了TR时间•采用梯度反向脉冲，取消了1800重聚脉冲，缩短了扫描时间。GRE•小角度激励技术采用小于900的小翻转角，只将部分磁化矢量翻转到横断面内，使得部分纵向磁化矢量未受干扰，仍沿着+z方向，因此只要很短的时间就可以让纵向磁化量完全恢复GRE由于MR图像信号的强度大小与MZ翻转到xy平面的MXY的大小成正相关，而MXY的大小是由激发脉冲发射时MZ的大小及其激发后翻转的角度决定的。虽然GRE序列小于900度的激发脉冲投射到xy平面的矢量比例要小于900激发脉冲，但变化较小，恢复快，能形成较大的稳态，能产生较强的MR信号，在明显缩短成像时