磁共振成像检查技术(二)

磁共振检查技术(二）四平面回波序列（echoplanarimaging,EPI)GREEPIEPI序列的特点是一种超快速成像方法，扫描时间非常短(30-100ms)，结合超快速梯度回波序列及FSE技术。单次激发就可以完成多条K空间填充。可以与SE、GRE、IR序列结合采集图像信号，常用的是SE－EPI（RARE）。硬件要求高，梯度切换快，磁场均匀度高（高场强1.5T以上）、强大计算机软件。弥散成像（DWI）诊断超急性脑梗死鉴别细胞毒性水肿与血管源性水肿弥散张力成像(DTI)各向异向图(55个方向施加弥散梯度)视放射胼胝体压部胼胝体膝部外囊內囊丘脑清晰显示肿瘤与白质纤维束间的关系StereoscopicFusedViews最新DTI高级应用灌注成像（PWI）脑功能成像(fMRI)绘制脑功能区和非功能区•动静脉畸形,肿瘤•评估术后脑损伤的危险性神经科学(探测人脑不同功能水平)左顶叶病灶病人的视皮层功能成像定位皮层兴奋区域脑功能成像fMRI用于显示肿瘤与活动区间的关系从而制定手术计划基本脉冲序列的之间关系SEFSEFRFSESSFSEFSE-IRT1FLAIRT2FLAIRGREGRE-MSEPIGRE-SSEPISE-MSEPISE-SSEPISPGRFIESTAFSE家族SE家族EPI家族GRE家族衍生关系加速关系类比关系FSE-XL第二节成像参数的选择一、与图像质量有关的成像参数：1、信噪比（SNR）2、对比噪声比（contrasttonoiseratio,CNR）3、空间分辨率4、扫描时间（一）与图像SNR（信噪比）有关的主要成像参数：MRI信号（S）：净磁矢量在横向平面进动时在接收线圈内感应出的电流。噪声（N）来源：磁体内患者的体质结构、检查部位和设备系统固有的电子学噪声。1、质子密度影响2、体素大小的影响3、TR、TE和翻转角度4、NEX（回波次数）5、接收带宽6、线圈类型TR时间TE时间回波（单）次数接收带宽扫描野（FOV）层厚/层距层数/扫描时间距阵/回波次数成像参数选择SNR是指图像的信号强度与背景噪声强度之比。所谓信号强度是指某一感兴趣区内各像素信号强度的平均值；噪声是指同一感兴趣区等量像素信号强度的标准差。重叠在图像上的噪声使像素的信号强度值以平均值为中心而振荡，噪声越大，振荡越明显，SNR越低，图像越模糊。质子密度低的区域如致密骨、肺仅能产生低信号，因而SNR低；质子密度高的区域如脑、软组织能产生高信号，故SNR高。1、质子密度的影响SNRT1加权T2加权骨的质子密度低，产生低信号，SNR低；脑组织的质子密度高，产生高信号，SNR高。2、体素大小的影响（1）与SNR成正比：体素、FOV、层厚、像素（2）与SNR成反比：矩阵（160*160，192*192，256*256）容积较大的体素所含质子数量比容积较小的体素多，因而SNR高。SNR视野FOV（fieldofview）320mm320mm视野：X轴、Y轴方向上实际成像区域的大小FOV＝320mm×320mm10mm×10mm×8mm5mm×5mm×8mm–矩阵不变：FOV越大，体素越大。20cm40cm30mm1030mm10mm10mm×10mm×8mm301030mm105mm×5mm×8mm–FOV不变：矩阵越大，体素越小。FOV对图像SNR的影响SNRT1WI，FOV24×18cm,矩阵320×224，NEX：2，层厚6.0mm，空间分辨力相对较低，而图像SNR相对较高。同一病人T1WI，FOV16×16cm,矩阵NEX，层厚同a，空间分辨力相对较高，而图像SNR相对较低。矩阵对图像SNR的影响SNRT1WI，矩阵512×256，FOV24×18cm,NEX：1，层厚6.0mm，空间分辨力相对较高，而SNR相对较低，图像粗糙。T1WI，矩阵256×128，FOV,NEX，层厚同a，空间分辨力相对较低，而SNR相对较高，图像较细腻。3、TR、TE和翻转角的影响SNR增加TR－SNR升高；减少TR－SNR下降。增加TE－SNR下降；减少TE－SNR升高。翻转角度为90°时，产生的信号量最大，SNR最高；反之，角度越小，产生的信号量越少，SNR越低。重复时间TR停止RF后，开始T1弛豫，TR时间决定着MZ恢复的程度。而信号大小取决于信号读出时的MXY的大小，MXY的大小又依赖于翻转的MZ的大小。延长TR可以使MZ恢复的多，在下一次激励时将有更多的MXY，产生信号量多，提高图像SNR；缩短TR仅有部分MZ恢复，下一次激励时的MXY就小，产生的信号量少，降低图像SNR。TR除影响SNR外，主要决定图像的加权对比。延长TR提高图像SNR，同时会降低T1WI对比。回波时间TERF停止后，开始T2弛豫，MXY随时间逐渐减小，而回波信号的大小取决于信号读出时的MXY的大小。TE决定着读出信号前MXY的衰减量。延长TE，会使MXY的衰减的多，产生的信号少，图像SNR下降。TE还决定着图像的加权对比。缩短TE提高图像SNR的同时会降低T2加权成分，降低图像组织之间的T2对比。翻转角α翻转角控制着MZ转变为MXY的程度。α角大，由MZ翻转成的MXY就大，产生的信号就多，SNR就高。SE序列使用90º脉冲，使全部MZ均转变为MXY，而GRE序列使用小于90º的脉冲，仅使部分MZ转变为MXY。SE序列使用180º复相位脉冲，比GRE序列通过梯度反转产生的复相位更有效。即SE序列获取的信号量更多，SNR更高。SNRTR对SNR的影响SET1WI：TR＝560msTE=20ms扫描时间：1分41秒SET1WI：TR＝240msTE=20ms扫描时间：1分31秒增加TR－SNR升高；减少TR－SNR下降。SNRTE对SNR的影响增加TE－SNR下降；减少TE－SNR升高。ImageA:TE=423msImageB:TE=740msImageC:TE=1199msSNR翻转角对SNR的影响翻转角度为20°时，SNR相对较低，图像粗糙。翻转角度为85°时，SNR相对较高，图像较细腻。4、NEX对SNR的影响NEX（numberofexcitation）：也称平均次数（NSA），是每个相位编码采集数据的重复次数。采集的数据中既有S也有N，S总是发生在同一空间位置上，而N的发生具有随机性。SNR与NEX1/2成正比，增加NEX可提高图像的SNR。SNRNEX对SNR的影响NEX＝1，SNR下降扫描时间：1分24秒NEX＝4，SNR增加1倍，但扫描时间增加4倍。扫描时间：5分11秒5、接收带宽对SNR的影响SNR接收带宽：是指读出采样的频率范围或单位时间内频率编码方向的采样次数。减少接收带宽将使采样速度减慢，但接收到的噪声量相对减少，SNR增高。5、接收带宽对SNR的影响SNR接收带宽＝20.8KHZ，SNR下降接收带宽＝6.9KHZ，SNR增高接受带宽减少到一半，SNR增加40%，时间延长1倍，增加化学位移伪影。6、线圈类型的影响SNR在成像中选用的线圈合适与否直接影响信号的接收量，也影响SNR。应选择合适的线圈，并合被成像的组织位于线圈的敏感容积内。不同部位采用不同线圈实现全身成像多通道线圈为加快MR成像速度和提高图像质量提供保障8NVARRAY_A单通道头部线圈，SNR降低6、线圈类型的影响SNR8通道头部线圈，SNR升高总之，SE脉冲序列获得的SNR相对较高；矩阵越大、FOV越小、层面越薄则体素越小，SNR越低；短TR、长TE将使SNR降低；增加NEX将使SNR相对增高；选用合适的线圈可使SNR增高。（二）CNR（对比噪声比）CNR：是指图像中相邻组织、结构间SNR的差异性。CNR=SNR（A）-SNR（B）低对比分辨力：图像中可辨认的信号强度差别的最小极限影像因素：1.脉冲序列和成像参数（TR，TE，TI，FA）2.NEX，体素，接受带宽，线圈类型。SNR、CNR测量示意图方框灰色区域代表视野（FOV），白色区域代表FOV中颅脑横断面图像的成像组织区域。图a为SNR测量示意图，小虚框1和2分别代表组织区和背景区所选的感兴趣区。SNR为组织信号强度平均值与背景噪声的标准差之比，即SNR=SI1/SD2。图b为CNR测量示意图，黑圆区域代表病变，小虚框1、2、3分别代表病变、正常组织和背景所选的感兴趣区。CNR为两种组织信号强度平均值差的绝对值与背景噪声的标准差之比，即CNR=SI1-SI2/SD3。灰质白质脑脊液CNR（三）空间分辨率概念：图像中可辨认出相邻空间关系的最小物体的几何尺寸，既对细微结构的分辨力。影像因素：1.体素小—空间分辨率高。2.层厚薄—空间分辨率高。3.FOV一定，矩阵越大—空间分辨率高。4.矩阵一定，FOV越小—空间分辨率高。空间分辨率与矩阵、FOV的关系空间分辨力与矩阵、体厚的关系FOV对图像空间分辨力的影响空间分辨力T1WI，FOV24×18cm,矩阵320×224，NEX：2，层厚6.0mm，空间分辨力相对较低，而图像SNR相对较高。同一病人T1WI，FOV16×16cm,矩阵NEX，层厚同a，空间分辨力相对较高，而图像SNR相对较低。矩阵对图像空间分辨力的影响T1WI，矩阵512×256，FOV24×18cm,NEX：1，层厚6.0mm，空间分辨力相对较高，而SNR相对较低，图像粗糙。T1WI，矩阵256×128，FOV,NEX，层厚同a，空间分辨力相对较低，而SNR相对较高，图像较细腻。空间分辨力（四）扫描时间概念：完成数据采集的时间。扫描时间越长则发生运动伪影的机会越多，在连续采集方式时仅影响正在采集的层面。而在2D和3D容积采集时,将影响所有层面。如SE序列：扫描时间=TR×相位编码次数×NEXNEX对扫描时间的影响NEX＝1，SNR下降扫描时间：1分24秒NEX＝4，SNR增加1倍，但扫描时间增加4倍。扫描时间：5分11秒二、成像参数的选择图像质量与成像参数选择参数不利影响最佳SNRNEX↑矩阵↓层厚↑接受带宽↓FOV↑TR↑TE↓扫描时间↑空间分辨力↓空间分辨力↓最短TE↑，化学位移伪影↑空间分辨力↓T1加权↓T2加权↓最佳空间分辨力（方形FOV）层厚↓矩阵↑SNR↓，扫描范围↓SNR↓，扫描时间↑选择参数不利影响最短扫描时间FOV↓TR↓相位编码次数↓NEX↓容积采集层数↓SNR↓，扫描范围↓包裹伪影↑SNR↓，成像层数↓空间分辨力↓SNR↓SNR↓NEX＝2，矩阵448×256扫描时间：2分钟头部为信号较强的部位腹部为信号较弱的部位NEX＝4，矩阵384×192扫描时间：3分18秒成像参数的选择的基本原则应根据检查目的和检查部位选择合适的脉冲序列、图像信号的加权参数的扫描平面。合适的成像序列和图像信号的加权参数是获取良好SNR和CNR。在设置成像参数时，应特别注意SNR是图像质量的最重要因素。尽量采用短的扫描时间。应当注意人体不同解剖部位信号强弱的差异。第三节流动现象的补偿技术一、流动状态的主要类型：1、层流：规律、稳定的流动状态，管腔中心流速快，贴管壁处流速相对较慢。2、紊流：又称湍流，无规律的流动状态，含多种不同方向且流速随机波动的流动成分。3、涡流：层流经管腔狭窄处时产生的一种流动状态，狭窄处速加快，而在狭窄后管壁处呈漩涡状流动。4、滞流：停滞或极慢的流动。层流层流紊流狭窄涡流二、流动现象：1、时间飞越：timeofflight（TOF现象）流动质子（流体）在成像过程中，因流入或流出成像容积而引起其信号强度改变，称时间飞跃效应。包括：高流速信号缺失（highvelocitysignalloss)，进入现象（entryphenomenon).高流速信号缺失（highvelocitysignalloss)如果血流方向垂直或接近垂直于扫描层面，当施加90脉冲时，层面内血管中的血液和周围静止组织同时被激发。当施加180复相脉冲时（TE/2），层面内静止组织受到激发发生相位重聚产生回波；被90脉冲激发过的血液在TE/2时间内已经离开受激发层面，不能接受1