磁共振成像序列及参数选择

《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术磁共振成像序列及参数选择《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术磁共振成像序列《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术脉冲序列的概念：在磁共振成像过程中采用组合式的多个脉冲先后依次进行激发，这种脉冲组合称为脉冲序列。脉冲序列的作用：①控制着系统施加射频脉冲、梯度和数据采集的方式，②决定图像的加权、图像质量以及对病变显示的敏感性。脉冲序列的结构：①射频脉冲②层面选择梯度场③相位编码梯度场④频率编码梯度场（读出梯度场）⑤ＭＲ信号。脉冲序列的概念《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术脉冲序列的种类脉冲序列的种类种类很多，临床常用的有三种：自旋回波（SE）脉冲序列；反转恢复（IR）脉冲序列；梯度回波（GRE）脉冲序列。各厂家命名不同《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术脉冲序列名称对照通用电气飞利浦西门子自旋回波SESESE快速自旋回波FSEFSETSE梯度回波GREFEGRE稳态梯度回波FEISTAB-FFETrueFISP扰相梯度回波SPGRT1FFEFLASH《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术自旋回波（SE）脉冲序列类型：标准单回波脉冲序列（常规SE脉冲序列）；标准双回波和多回波脉冲序列；快速自旋回波（FSE）脉冲序列；多层面SE（MSE）脉冲序列等。常用：①常规SE脉冲序列②快速自旋回波（FSE）脉冲序列。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术常规SE脉冲序列结构：该序列先使用一次90°RF激励脉冲，继而施加一次180°复相位脉冲使质子相位重聚，产生自旋回波信号。从90°脉冲开始至下一次90°脉冲的时间间隔为重复时间（RepetitiontimeTR）；从90°脉冲开始至获取回波的时间间隔为回波时间（echotimeTE）。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术参数与图像加权关系短TR、短TE获得T1WI长TR、长TE获得T2WI长TR、短TE获得PDWI《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术常规SE脉冲序列优缺点优点:图像质量高；用途广；可获得对显示病变敏感的T2WI缺点：扫描时间相对较长（扫描时间=TR×相位编码次数×激励次数（NEX））《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术常规SE脉冲序列应用价值临床用途最广泛的标准成像序列，适用于绝大多数MRI检查。T1WI具有较高的信噪比（signaltonoiseratioSNR），适于显示解剖结构，也是增强检查的常规序列。T2WI易于显示水肿和液体，有利于显示病变；PDWI常可较好地显示出血管结构《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术T1WIT2WI《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术快速自旋回波（FSE）脉冲序列结构：FSE脉冲序列在一次90°脉冲后施加多次180°复相位脉冲，取得多次回波并进行多次相位编码，使扫描时间大为缩短。在一个TR期间内，由多次180°脉冲组成回波链（echotrain），180°脉冲次数称为回波链长度（echotrainlength;ETL）或快速系数（turbofactor）。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术优点：扫描时间显著缩短，使T2信号成分增加，易于显示病变。缺点：流动和运动伪影增加；在T2WI上脂肪信号高难与水肿鉴别；快速系数大时信号成份复杂，图像模糊；磁敏感效应降低对出血不敏感。与SE区别主要是T2加权脂肪信号高。FSE脉冲序列优缺点《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术反转恢复（IR）脉冲序列结构：首先使用一次180°反转脉冲使全部质子的净磁化矢量反转180°，继而当质子的纵向磁化恢复一定时间后，施加一次90°脉冲使已恢复的纵向磁化翻转为横向磁化，以后再施加一次180°复相位脉冲，取得SE。从180°反转脉冲开始至90°脉冲开始的时间间隔为反转时间（timeofinversion;TI）。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术反转恢复序列（IR）特点：T1对比最佳，明显高于SET1WI；一次反转仅采集一个回波，且TR很长，扫描时间较长。可用作STIR和FLAIR，《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术STIR脉冲序列序列特点：是选择特殊的TI值，恰好使脂肪质子的纵向磁化恢复到0点时施加90°脉冲，因此在90°脉冲后脂肪质子无横向磁化而无信号产生。主要用于脂肪抑制。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术FLAIR脉冲序列其原理与脂肪抑制(STIR)类似，只不过所选取TI不同，脂肪的反转时间短，而水的反转时间长在图像表现为自由水被抑制呈低信号，而结合水不被抑制仍为高信号。FLAIR用于T2WI和PDWI中抑制脑脊液的高信号，使与脑脊液相邻的长T2病变显示得更清楚。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术Case3患者男性，59岁。T1FLAIR示高信号病变，T2以及T2FLAIR显示病变范围增大,说明病变周围脑实质水肿明显。诊断：亚急性出血ClinicalapplicationofPulseSequence《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术基本思想：通过频率编码梯度（读出梯度）的反向使用来形成回波，它不需要180重聚焦脉冲。目的：缩短成像时间。种类：常规GRE序列；扰相GRE脉冲序列；稳态自由进动（SSFP）；快速GRE成像序列；平面回波成像（EPI）脉冲序列等。梯度回波（GRE）脉冲序列《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术常规GRE序列结构：序列一般由一次＜90°的小角度RF激励脉冲和读出梯度的反转构成。读出梯度的反转用于克服梯度场带来的去相位，使质子相位重聚产生回波。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术参数与图象加权关系大角度、短TR、短TE获得T1WI小角度、长TR、长TE获得T2*WI小角度、长TR、短TE获得PDWI《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术常规GRE序列优缺点及应用优点：扫描时间缩短；增加了对出血的敏感性；进行流动血液成像；能量沉积减少。缺点：信噪比较低；增加了对外磁场的敏感性和磁化率伪影。应用：用于屏气腹部单层面快速扫描、用于屏气腹部单层面快速扫描、动态增强扫描、血管成像、关节病等。动态增强扫描、血管成像、关节病等。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术常规GRE序列与常规SE序列比较激发角度：GRE小于90°；SE=90°相位重聚：GRE频率编码梯度的反转（-GX→+GX）；SE=180°。图像加权：翻转角度、TR、TE决定GRE图像加权；TR、TE决定SE图像加权。T2对比：GRET2*对比（无消除外磁场非均匀性）；SE真正T2对比（消除外磁场非均匀性）GRE比SE扫描时间明显缩短。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术扰相GRE脉冲序列目前临床上应用最广泛的GRE序列•原理:又称为破坏残余横向磁化强度GRE脉冲序列，它是通过RF扰相技术或梯度扰相技术消除残余横向磁化矢量。•命名:GE公司—SPGR;西门子—FLASH;飞利浦--T1-FFE。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术扰相GRE脉冲序列加权成像：T1WI、T2*WI、PDWI。临床应用：①二维扰相GRE腹部屏气T1WI；②二维扰相GRET1WI双回波序列用于化学位移成像；③三维扰相GRE用于颅脑T1WI；④流动相关MR血管成像；⑤3D-CEMRA；⑥心脏亮血成像；⑦扰相GRET1WI用于关节软骨成像；⑧二维扰相GRET2*WI序列用于大关节及出血病变；⑨三维扰相GRET2*WI序列用于SWI；⑩其他如垂体动态增强及骨软组织的增强扫描等。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术二维扰相二维扰相GREGRE腹部屏气腹部屏气T1WIT1WI增强扫描增强扫描《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术平衡式SSFP（balanceSSFP）序列（真实稳态自由进动）原理：在层面选择、相位编码、读出方向上均施加一个与相应的空间编码梯度场大小相同，方向相反的梯度场，使SSFP-Refocused达到真正的稳态。命名：GE公司—FEISTA西门子—TrueFISP飞利浦—B-FFE《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术balanceSSFP临床应用①心脏结构成像;②冠脉成像③大血管病变的检查④利用3DbalanceSSFP序列进行水成像如内耳及脊髓造影⑤胆道及门静脉的病变检查⑥尿路占位性病变检查⑦胃肠道占位性病变检查《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术GEGE公司公司——FEISTAFEISTA《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术平面回波成像技术（EPIechoplanarimagining）EPI是目前最快的MRI技术，它在一次RF激发后在极短的时间内（30—100ms）连续采集一系列回波信号，用于重建一个平面MR图像。其与SSFSE相似，只不过在RF激发后用梯度快速振动来产生回波链。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术EPI临床应用及优缺点EPI只是一种数据采集读出模式，它可与所有常规成像序列进行组合产生不同的图像对比，如SE/EPI等。应用：心脏成像、腹部成像、流动成像、功能成像等。优点：扫描时间极短而图像质量相当高，可最大限度地去除运动伪影。缺点：对设备要求极高如梯度切换率等，尚不能替代常规成像序列。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术成像参数选择及意义《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术重复时间（repetitiontime；TR）：从第一个RF激发脉冲出现到下一周期同一脉冲出现时所经历的时间间隔。TR延长，T2权重增加，TI权重减少，信噪比提高，可允许扫描的层数增多，但扫描时间延长。TR缩短，T1对比越大。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术重复时间（TR）：SE序列的TR是指相邻两个90”脉冲中点间的时间间隔；梯度回波的TR是指相邻两个小角度脉冲中点之间的时间间隔；反转恢复序列中见是指相邻两个180”反转预脉冲中点间的时间间隔；在单次激发序列（包括单次激发快速自旅回波和单次激发EPI）中，由于只有一个90”脉冲激发，TR等于无穷大。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术回波时间（echotime；TE）：指从激发脉冲与产生回波之间的间隔时间。TE延长，T2权重增加。T1权重减少。信噪比降低。SE序列的TE是指90“射频脉冲到自旋回波中点的时间间隔；梯度回波中指小角度脉冲中点到梯度回波中点的时间间隔。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术TETR90°90°180°180°回波回波《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术翻转角：是指在射频脉冲的作用下，组织的宏观磁化矢量偏离平衡状态的角度。射频脉冲能量(脉冲的强度和持续时间)越大偏转角越大。MRI常用的偏转角为90”、180”和梯度回波序列的小角度。GRE序列采用小于20”翻转角，可以得到T2＊加权像，大于80“可以得到T1加权像。《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术YXYXYX30脉冲90脉冲180脉冲翻转角《医学影像检查技术》第八章磁共振检查技术反转时间（inversiontime；TI）：反转恢复脉冲序列中，180“反转脉冲中点与90”激励脉冲中点之间的时间。短反转时间反转恢复序列（shortTIinversionrecovery，STIR）的TI为80－120ms。可抑制脂肪。中等反转时间反转恢复序列TI200－800ms（GE公司称为TIFLAIR，TI值750ms）可以获得脑灰白质对比度高的T1WI图像。长反转时间反转恢复脉冲序列TI为1500－2500ms，与SE或FSET2加权相结合，形成液体衰减反转恢复脉冲序列（fluidattenuatedinversionrecovery，FLAIR），可用于T2加权像抑制脑脊液呈低信号。《医学影像检