MRI基本成像序列

MRI基本脉冲序列MR信号对比来源于组织固有对比质子密度T1T2T2*弥散流动磁化传递扫描序列不同的射频脉冲、不同的梯度、在时间上的不同组合目的：突出表现组织的固有特性，如T1、T2、弥散、流动等自旋回波（spinecho）SE自旋回波：通过180°再聚焦脉冲使得自旋重新聚焦而获得的回波信号至少需要两个射频脉冲，一个90°激励脉冲，一个或多个180°再聚焦脉冲激励脉冲可以是小余90°的例外：刺激回波，不需要180°再聚焦脉冲，仅仅通过多个90°脉冲获得，也是自旋回波自旋回波（spinecho）时序图SE形成机制T2衰减：TE时间后SE回波的最大幅度与FID信号最大幅度相比的衰减SE回波信号：较FID信号小，因为T2衰减SE回波衰减速度：失相位，T2*衰减SE回波信号的优势，稳定、可靠。因为90度脉冲关闭后，FID消失很快，马上采集则因为脉冲的干扰，信号基线很不稳定。这就是很少利用FID信号的原因SE序列的加权图像通过设置不同的TR、TET1WI：短TR、短TE，信号对比主要源于T1及质子密度（PD）的不同T2WI：长TR、长TE，信号对比主要源于T2及质子密度（PD）的不同PDWI：长TR、短TE，信号对比主要源于质子密度（PD）的不同怎样的TR、TE算长、算短呢？不同的序列是不同的短TR、短TE——T1WI长TR、长TE——T2WI长TR、短TE——PDWI为什么？SE序列T1WI短TR300-500短TE10-20T2WI长TR2000长TE80PDWI长TR2000短TE10-20MR信号：与TR、PD成正比，与TE成反比扫描时间：常规SE序列、单层面时T=TR*NPE(相位编码数)*NSA（采集次数）*层面数SE序列特点是最基本的成像序列图像信噪比高，图像稳定性高，有利于图像的横向及纵向比较磁敏感伪影少，因为180脉冲成像时间长是其最大的缺陷，尤其是T2WI射频吸收率（SAR）高T1时间测量：序列的各项参数不变，仅改变TR时间，不同的TR时间显示的不同T1权重，测量FID信号变化，通过计算得出组织T1时间。所用的TR越多，测量越准确。常用部分饱和序列。T2时间测量：序列的各项参数不变，仅改变TE时间，不同的TE时间显示的不同T2权重，测量SE信号变化，通过计算得出组织T2时间。所用的TE越多，测量越准确。常用SE序列。SE双回波、多回波序列不同回波信号充填不同K空间一个扫描序列可重建出两组或多组图像不同TE的图像，如PDWI、T2WI后面的回波信号逐渐降低，因为T2弛豫一般都使用长TR血管瘤“灯亮征”，多回波时，随TE延长，病灶信号逐渐相对增强（较背景）TSE/FSE序列每个回波有不同的相位编码梯度GPE不同TE的信号充填于同一K空间不同TE的MR信号用于一组图像图像的TE为有效TE，即充填于K空间中心的MR回波的TE，也就是决定图像权重的TE选择不同的TR、有效TE可获得T1WI、PDWI、T2WI后面的回波信号逐渐降低，因为T2弛豫TSE的K空间充填SE和TSE的K空间充填TSE/FSE序列特点极大降低扫描时间，减少运动伪影可能扫描时间=TR*NSA*NPE/Echotrainlength*层数可单次激发产生一幅图像，也可多次激发K空间节段充填基本保持了SE序列的特点，信噪比稍差，因为后面的回波因T2衰减信号降低脂肪在TSE序列图像比SE序列信号强，在T2WI尤其明显磁敏感伪影甚至比SE序列还要少ssh-TSE，HASTE序列：TSE，进行128次180度脉冲获得128个回波，充填K空间128步相位线（一半K空间）利用K空间对称的特点，使用半傅立叶技术，通过插值，单次激发重建出一幅完整的图像速度明显提高，一般扫描1层仅需1-2秒，可屏气。不能屏气时呼吸运动伪影也不明显图像SNR相对较差，为提高SNR，也可使用多次激发及K空间节段充填技术。常用于水成像，及快速T2WI多层面技术在SE、TSE、GRE等序列，由于TR远比TE长为节省等待时间，采用多层面相继激发采集信号单幅图像扫描时间不变，总的扫描时间大幅降低最多可扫描的层面：TR/TETSE时，T因子（回波链长）增加，最多可扫描层数降低多层面技术示意图梯度回波（FFE、GRE）不使用180°再聚焦脉冲通过使用梯度使自旋质子失相位，然后第二个梯度（方向相反）使质子重新聚相位，从而获得的回波MR信号以T2*方式衰减，因为磁场不均匀无法去除激励脉冲可使用90度，或小于90度，为节省时间，一般使用小于90度梯度回波序列分为扰相梯度回波、稳态梯度回波两类，因为横向M处理不同扰相梯度回波在下一次射频脉冲前，使用梯度脉冲破坏残余的横向M，即使用扰相梯度在TR固定时，由于TRT1，多次射频脉冲激励后，纵向M达到相对稳定状态CE-FFET1、GRE、FLASH扰相梯度回波时序图梯度回波特点由于不使用180反转脉冲，磁场不均匀不能消除，MR信号以T2*衰减使用90激励脉冲，TR、TE相对SE序列设置都要短的多激励脉冲翻转角、TR、TE决定不同权重扰相GRE不同对比权重T1WI：短TR(150)，短TE10，大翻转角30T2*WI：长TR(500)，长TE30，小翻转角10注意：翻转角扰相GRE特点由于不使用180反转脉冲，磁场不均匀不能消除，MR信号以T2*衰减使用90激励脉冲，TR、TE相对SE序列设置都要短的多成像扫描时间明显减少（比SE）MR信号相对较弱，但效率相对更高磁敏感伪影大，金属干扰图像严重能显示磁化率不均匀的病变，如超急性血肿，脑内海绵状血管瘤，微出血灶等稳态梯度回波不使用扰相梯度破坏横向磁化矢量使用相位重聚梯度几次射频脉冲后，纵向M及横向M均达到相对稳定的状态，稳态一般要求显示的组织有长T2，且TR短T2*，否则，难以形成稳态FISP（FFE、GRASSE）时序图稳态自由进动稳态平衡形成的机制FISP特点不使用扰相梯度达到稳态时，既是纵向磁化矢量的稳态，也是横向磁化矢量的稳态所以成像决定于T1及T2（T2/T1），质子密度为达到稳态，需TRT2*如果TRT2*，则FISP图像与GRE一致对流动的相位漂移敏感，导致信号衰减TrueFISP、b-FFE、FIESTA真实稳态自由进动序列在FISP基础上施加平衡驱动技术即在三个梯度方向上都进行了相位补偿，即施加重聚焦梯度，所以在成像时以流动的质子不会在各个周期中产生并累积出附加相移，即该序列不会出现流动信号相失所造成的信号损失；当然涡流、湍流除外决定信号对比：T2/T1静态与流动的液体都可显示高信号常用于血管显示，囊实性病变鉴别，如血管瘤与囊肿鉴别；也可用于水成像、脊髓造影容易产生相位漂移伪影，对梯度要求高PSIF（时间反转稳态快速梯度回波）时序图PSIF特点稳态梯度回波序列应用时，三个射频脉冲（90度，或小于90度）后，会产生刺激回波刺激回波是一种自旋回波所以三个射频脉冲后，每个射频脉冲后都有一个梯度回波和一个刺激回波FISP采集的是梯度回波PSIF采集的是刺激回波，在射频脉冲之前，TE为负值所以PSIF实际上是自旋回波成像，T2WI，使用很短的TR即可获得重T2WI。使用长TRT2的话，将不能采集到信号8球回波，刺激回波CISS（相长相干稳态）序列，两次采集，消除true-FISP的相位漂移伪影，但扫描时间长，常用于内耳水成像等DESS（双回波稳态）序列，兼有FISP和PSIF特征，采集梯度回波及刺激回波两者，常用于软骨显示GRE系列序列应用MR血管造影3DGRE颅脑高分辨力图像急性颅内出血显示，尤其小灶出血，能敏感显示腹部快速成像，扰相FFE（GRE）已常规替代SE-T1WI用于水成像动态增强心脏MR分析，心脏MR电影软骨成像回波平面成像（EPI）在读出编码方向连续施加梯度反转相位编码梯度可连续施加或分别独立施加硬件要求高，梯度场高，切换率高，一般需达到128次或256次切换/100ms可单次激发成像，也可分多次激发成像，后者时间长，信噪比提高单次激发成像的，TR“无限长”SE-EPI时序图，连续相位编码SE-EPI时序图，间断相位编码EPI的K空间充填EPI特点成像速度极快，可冻结生理运动，100-200ms内就能采集完成一幅图像磁敏感性高，磁化不均处可致图像扭曲信号对比：有效TE决定（充填K空间中心回波的TE）T1WI：与IR结合磁化准备T2WI：SE-EPIT2*WI：GRE-EPIEPI应用不合作者、婴儿等的快速扫描腹部屏气T2WI，因后面回波信号幅度逐渐降低，SNR较差用多次激发、节段充填K空间，SNR提高弥散成像，灌注成像，脑功能成像EPI对硬件要求高：梯度强度大、切换快、开关速度快（100ms内开关128次、甚至256次）梯度快速开关引起的振动强烈，减振措施磁场均匀度高，延长T2*，保证足够SNR磁化准备序列激励脉冲前施加磁化准备脉冲激励脉冲前使机体拥有特定宏观净磁化状态目的：增加组织对比，抑制特定的组织信号，增加空间分辨率与上述基本序列相结合最常见：IR（inversionrecovery）序列通过设置不同TI增加组织对比IR-SE序列IR-TSE序列0点TI=0.693*T1IR序列应用压水：FLAIR，1.5T时，脑脊液T1约3000ms，使用TI为2080ms，能达到压水目的压脂：STIR，1.5T时，脂肪T1约200-250ms，使用TI为140-160ms，达到压脂目的增加脑灰白质的对比增加其它特定组织对比问题：扫描层数减少，扫描时间延长，在STIR肿部分短T1的组织可能信号衰减或无信号（接近脂肪T1时），如亚急性血肿，造影剂增强后组织TFE、MP-RAGE、TurboFLASH快速梯度回波序列使用极短的TR、TE为保证足够的横向磁化矢量，也必须使用很小的翻转角5°-10°这样使信号对比差为显示对比，需要磁化准备，所以也称为对比增强准备信号对比：磁化准备脉冲不同，充填K空间中心的信号对比2D-T1WI-TFE3D-T1WI-TFET2WI-TFET2WI，90°–180°–90°90°脉冲后－FID信号t时间后使用180°反转脉冲再一个t时间后，自旋回波该SE信号遵循T2衰减在SE信号峰最高时，再使用90°脉冲SE的横向磁化矢量转为纵向然后使用激励脉冲，进而成像纵向磁化矢量是成像基础，由于T2衰减不同，从而SE信号不同，激励脉冲使用前的基础纵向磁化矢量也不同，从而显示出T2对比（T2WI）TFE特点成像极快，基本可冻结生理运动常用于血管成像，尤其是CE-MRA选用合适的磁化准备脉冲，可快速显示较好对比的不同权重的图像用于3D脑成像用于腹部快速成像，主要T1WI