磁共振基本序列-及-不同厂家磁共振常用序列

•基本脉冲序列及原理•各主流厂家不同序列名列表•列表中各族群序列成像规律基本脉冲序列3脉冲序列定义所谓脉冲序列（pulsesequence），就是具有一定带宽、一定幅度的射频脉冲与梯度脉冲的有机组合。a.自旋回波序列b.梯度回波序列c.反转恢复序列脉冲序列分类梯度周期与成像时序最后一个成像周期第一个成像周期echoFIDTETRRF(射频激励脉冲)(层面选择梯度）zGyGxG(相位编码梯度）(频率编码梯度）射频（RF）接收信号tttttt09001802019/12/1345900及其1800射频脉冲900180090090018001800相位编码脉冲（Gpe）频率编码梯度或层选梯度（Gro）回波信号（echo）自由感应衰减信号（FID）脉冲序列时序图中常用的符号（元素）脉冲序列参数1.时间参数a.重复时间（TR,repetitiontime）是指脉冲序列执行一遍所需要的时间，也是从一个RF激励脉冲出现到下一个周期同一脉冲出现所经历的时间。TR是扫描速度的决定因素，也是图像对比度（T1、T2和质子密度对比度）的主要控制因子。2019/12/137b.回波时间回波时间（TE，echotime）是指从第一个RF脉冲到回波信号产生所需要的时间。在多回波序列中，RF脉冲至第一个回波信号出现的时间称为TE1，至第二个回波信号的时间叫做TE2。以此类推。TE和TR共同决定图像的对比度。c.反转时间在反转恢复脉冲序列中，1800反转脉冲与900激励脉冲之间的时间间隔称为反转时间（TI，inversiontime）。TI的长短对最终的信号和图像对比度影响很大。一般，对于压制脂肪信号，可以选短TI进行扫描，而脑灰质、脑白质一般选用较长的TI值。2019/12/1382.分辨率参数a.扫描矩阵：序列参数中的扫描矩阵（matrix）具有双重含义。1）规定了显示图像的行和列，即确定了图像的大小2）限定扫描层面中体素的个数，同时指出层面的相位编码步数,扫描矩阵越大，图像分辨率越高（其他参数确定时）。b.FOVFOV（fieldofview）是指实施扫描的解剖区域，简称为扫描野。因此，FOV是一个面积的概念，一般情况下，选定FOV为正方形。FOV的大小以所用线圈的有效容积为限。当扫描矩阵选定之后，FOV越大，体素的体积就越大，使空间分辨率随之降低。2019/12/1393.层面厚度层面厚度（slicethickness）是成像层面在成像空间第三维方向上的尺寸。层厚越厚，体素体积就越大，结果导致更高的SNR和更低的空间分辨率。4.层间距层间距（slicegap）又叫层距，是指两个相邻层面间的距离。层间距过小，可能出现层间交替失真（crosscontaminationorinterferencebetweenslices）一般将层距与层厚之比称为层面系数。2019/12/13105.其他参数a.翻转角：在RF脉冲的激励下，宏观磁化强度矢量M将偏离静磁场B0的方向，其偏离的角度称之为翻转角（flipangle）或射频翻转角。其大小由激励电磁波的强度（能量）所决定。增大RF脉冲的强度或宽度，可以使翻转角变大。常用的翻转角有1800和900两种，分别称为1800和900脉冲。在梯度回波等快速成像序列中，经常采用所谓的小角度（lowflipangle）激励技术，系统的恢复时间较快，因而能够有效提高成像速度。2019/12/1311b.信号平均次数信号平均次数（NSA，numberofsignalaveraged）又叫信号采集次数（NA，numberofacquisition）或激励次数（NEX，numberofexcitations）。它是指每个相位编码步中信号收集的次数。当NSA1时，序列采用叠加平均的办法对每次收集到的信号进行处理，以提高图像的SNR，显然，NEX越大，所需的扫描时间越长。2019/12/13126.快速成像序列的参数a.回波链长度回波链长度（ETL，echotrainlength）是快速成像序列的专用参数，所谓ETL是指扫描层中每个TR时间内用不同的相位编码来采样的回波数。如图所示回波链长度为3的快速自旋回波序列。TRecho1echo2echo3900180018001800900RFechoGpe图.快速自旋回波序列（ETL=3）2019/12/1313b.回波间隔时间回波间隔时间（ETS，echotrainspacing）是指快速自旋回波序列回波链中相邻两个回波之间的时间间隔。ETS决定序列回波时间的长短，因而关系到图像对比度。2019/12/1314图像加权12/13/201915MRIoftheBrain-SagittalT1ContrastTE=14msTR=400msT2ContrastTE=100msTR=1500msProtonDensityTE=14msTR=1500ms12/13/201916MRIoftheBrain-AxialT1ContrastTE=14msTR=400msT2ContrastTE=100msTR=1500msProtonDensityTE=14msTR=1500ms17所谓的加权就是“突出”的意思在任何序列图像上，信号采集时刻横向的磁化矢量越大，MR信号越强。T1加权像：短TR、短TE，T1像特点：组织的T1越短，恢复越快，信号就越强；组织的T1越长，恢复越慢，信号就越弱。T2加权像：长TR、长TE，T2像特点：组织的T2越长，恢复越慢，信号就越强；组织的T2越短，恢复越快，信号就越弱。质子密度加权像：长TR、短TE，图像特点：组织的质子密度越大，信号就越强；质子密度越小，信号就越弱。2019/12/1318常规脉冲序列a.反转恢复序列b.自旋回波序列c.梯度回波序列2019/12/1319自旋回波脉冲序列1）自旋回波及其产生自旋回波（SE，spinecho）脉冲序列是指以900脉冲开始，后续以1800相位重聚焦脉冲，以获得有用信号的脉冲序列。在1950年，NMR领域中卓越的科学家、时域NMR的创始人汉恩（E.L.Hahn）第一个观测到了自旋回波现象。当时他所用的脉冲序列为：900－τ－900－τ－FID，之后，900脉冲被1800脉冲取代。自旋回波属于一种能量守恒的散焦－聚焦过程，也可以称为散相－重聚过程2019/12/1320xxxxyyyy（a）核磁矩受900脉冲激励后同其他核磁矩一起倒向y轴（b）在不均匀场△Bi中该核磁矩获得了△ωiτ的相位（a）1800脉冲使核磁矩的相位成了－△ωiτ（a）τ时延后该核磁矩与其他核磁矩在y轴重聚图.自旋回波产生过程中单一磁矩的相位变化900脉冲激励失相开始失相过程1800脉冲重聚相位重聚过程自旋回波形成图.质子群的相位重聚2019/12/13212）自旋回波序列的时序TRTE/2T’TIRF(激发)GSSRF（信号）GpeGro9001800900echoFID图.基本自旋回波脉冲序列TE预备脉冲相位重聚脉冲或复相脉冲2019/12/13223）自旋回波信号的波形因素及其影响因素回波信号的幅度和带宽受磁场均匀性、组织本征T2的影响。FIDFIDFIDechoechoecho9001800900TE/2TE（d）磁场均匀性一致时短T2组织使信号的衰减加快（b）磁场均匀性一定时信号的衰减决定于T2的长度（c）磁场均匀性变差时信号持续时间变短（a）SE序列的RF激励1/T2图.磁场均匀性、组织本征T2对自旋回波信号波形（包络）的影响2019/12/1323（4）自旋回波信号的应用如果用FID信号来测量T2，得到的只是受磁场非均匀性影响的T2﹡，而它比组织的本征横向弛豫时间T2短的多，从FID测得的T2﹡中很难进一步分辨出T2。而自旋回波信号被广泛用来测量T2。9001800180018000τ2τ3τ4τ5τ6τtRF0τ2τ3τ4τ5τ6τ1/T2﹡echo1echo2echo31/T2图.用自旋回波技术测定T2的原理S（t）24（5）自旋回波序列的图像特征SE序列的信号强度至少取决于氢质子密度、T1和T2弛豫时间、TR及TE等五个参数。TR1TR2对比度1对比度2短T1组织长T1组织（a）TR与T1对比度的关系M0MZM0MZTE1TE2tt短T2组织长T2组织（b）TE与T2对比度的关系对比度1对比度2由上图（a）可知，当TR较短时（如图中的TR1），T1值不同的组织很容易分辨。当TR较长时（如图中的TR2），无论长T1组织还是短T1组织都已经基本恢复，这种情况下，二者的信号差就小。由图（b）可知，取较长的TE（图中的TE2）时，不同T2值的组织比取较短TE（图中TE1）时易分辨。2019/12/1325（6）自旋回波序列族在实际应用中，根据成像质量和速度的不同要求，又发展了许多以SE为基础的扫描脉冲序列，形成了所谓的自旋回波序列族（spinechosequencefamily）。按照序列产生回波数的多少，可以分为单回波SE序列、双回波SE序列和多回波SE序列（CPMG序列，由Meiboom和Gill对Carr-Purcel法改进）按照成像周期中激励层面的多少，可分为单层面SE序列和多层面SE序列按照成像速度的快慢，可以分为基本SE序列、快速SE序列此外，还可以联合其他技术，形成所谓的复合序列。26反转恢复脉冲序列反转恢复（IR，inversionrecovery）脉冲序列是在1800RF脉冲的激励下，先使成像层面的宏观磁化强度矢量M翻转至主磁场的反方向，并在其弛豫过程中施以900重聚脉冲，从而检测FID信号的脉冲序列。2019/12/13TR900RFGSSGpeechoGro180018001800TITE/2TE/2T’2019/12/1327激发过程和信号检测原理1800900MM0-M000.51.01.51.55t(a).M的激发及恢复M0-M0tT12T13T14T15T16T1（b）M的恢复与T1的关系M002019/12/1328反转恢复脉冲序列的信号特点反转恢复序列的信号不仅与T1弛豫时间和质子密度有关，还与序列参数TI和TR有关。在TI一定、TR足够长时，信号强度因组织的T1不同而不同，即此时序列表现出高度的T1敏感性。因此，IR序列可以用来产生较大的T1对比度。M0-M0T12T13T14T15T16T1MZT1较短的组织T1居中的组织T1较长的组织图.反转恢复脉冲序列组织T1对比度的形成02019/12/1329STIR(ShortTIinversionRecovery)ShortTI,tosuppressfatsignalATIof150-175msachievesfatsuppressionalthoughthisvaluevariesatdifferentfieldstrengths,(140msfor1.5Tscanner).Figure5-8belowshowsthataSTIRsequenceusesashortTItosuppressthesignalfromfatinaT2weightedimage.FLAIR(FLuidAttenuatedInversionRecovery)LongTI,tosuppressliquidsignalATIofapproximately2000msachievesCSFsuppressionat1.5T2019/12/13304.梯度回波脉冲序列（1）梯度回波及其产生所谓梯度回波（GRE，gradientecho）就是通过有关梯度场方向的翻转而产生的回波信号。梯度回波又叫场回波（fieldecho），它与自旋回波的主要区别在于二者产生回波的激励方式不同，另外，所有的SE序列都是以一个900脉冲开始，而GRE序列总是以一个小于900的RF脉冲开始。也就是说后者是小角度激励。在GRE序列中，RF激发脉冲一结束，便在读出梯度（频率编码）方向上施加一个先负后正的梯度场。习惯上将梯度脉冲的方向变化称为梯度翻转（gradientreversal）。因此，质子群先