磁共振序列及技術(shù)

1、自旋回波序列類1. SE （常規(guī)自旋回波序列）（Spin Echo）(西門子也稱SE)根據(jù)TR的TE的不同組合，可得到T1加權(quán)像（T1WI ）， 質(zhì)子加權(quán)像（PDWI），T2加權(quán)像（T2WI）。T1WI 現(xiàn)正在廣泛使用于日常工作中，而 PDWI和T2WI因掃描時間太長幾乎完全被快速SE取代。2. FSE （快速自旋回波序列）（Fast Spin Echo）（歐洲廠家西門子和飛利浦以“turbo”來表示快速，故稱之為TSE（Turbo Spin Echo）該序列的優(yōu)點(diǎn)是（1）速度快，圖像對比不降低，所以現(xiàn)在尤其在T2加權(quán)成像方面幾乎已經(jīng)完全取代了常規(guī)SE序列而成為臨床標(biāo)準(zhǔn)序列。（2）與常規(guī)SE序

2、列一樣，對磁場的不均勻性不敏感； 該序列的缺點(diǎn)有（1）如采集次數(shù)不變，S/N有所降低，一般多次采集；（2）T2加權(quán)像上脂肪信號比常規(guī)SE像更亮，顯得有些發(fā)白，易對圖像產(chǎn)生干擾，解決的方法主要是用化學(xué)法或STIR序列進(jìn)行脂肪抑制；（3）當(dāng)ETL8以后，圖像高頻部分缺失，導(dǎo)致一種濾波效應(yīng)產(chǎn)生模糊，常在相位編碼方向上出現(xiàn)圖像的細(xì)節(jié)丟失；（4）RF射頻能量的蓄積；（5）磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)等。3.SS-FSE （單次發(fā)射快速SE）（Single shot FSE RARE）（西門子稱SS-TSE）4.HASTE （半傅里葉單發(fā)射快速SE序列）（half-fourier acquisition single-s

3、hot turbo spin-echo）（西門子也稱HASTE）該序列的有效回波時間可較短，例如80ms，提高了信噪比和組織對比。HASTE序列應(yīng)用越來越廣泛，除用于不能配合檢查的患者外，還因速度快，在腹部成像中應(yīng)用較多。如用于不能均勻呼吸又不能屏氣的病例，磁共振胰膽管成像（MRCP）、磁共振尿路成像（MRU）、肝臟掃描中增加囊性病變與實(shí)性病變的對比、顯示腸壁增厚和梗阻性腫塊、腫塊表面和腸壁受侵犯情況、MR結(jié)腸造影等。 5.FRFSE (fast recovery) （快速恢復(fù)快速自旋回波序列）（西門子為TSE-Restore）（1）在實(shí)際工作中，經(jīng)常會遇到T2WI掃描時TR不能降低，但掃描層

4、次卻較少的場合，比如脊柱，頸椎矢狀位等，此時梯度的工作周期遠(yuǎn)未接近100%， 此時采用FRFSE序列，減少TR，可提高工作效率，或改善圖像質(zhì)量（增加采集次數(shù)）。 (2)在實(shí)際工作中，例如1.5T MR頭顱掃描時TR常選2500ms，但選擇FRFSE后，TR可短至1300ms，圖像質(zhì)量并無明顯降低。 使用方法：西門子公司機(jī)器的TSE有兩種，一種是普通TSE；另一種是TSE-Restore。在參數(shù)調(diào)整界面的“contrast”卡中勾選“Restore Magn.”項(xiàng)，如不勾選，即為普通TSE6.IR （inversion recovery）（反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列）（西門子也稱IR）7.FIR ( fast

5、 inversion) （快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列）（西門子稱作TIR/IR-TSE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列引入RARE技術(shù)，提高了掃描速度。但這里有一問題應(yīng)引起注意。在FIR（或TIR）成像過程中，水平X軸上方有“magnitude detection”與X軸下方“phase sensitive detection”呈對應(yīng)關(guān)系。如檢到X軸下方組織信號，但在圖像上以其幅度絕對值來表示，可以想像，圖像中只有相當(dāng)于X軸水平的信號值是最低的，圖像中無物體的空白背景處應(yīng)該呈低信號黑色。這時西門子公司將此序列稱之為TIRM（turbo inversion recovery (modulus) magnitude）；而如同

6、樣的信號不以幅度絕對值來表達(dá)，而是以實(shí)際的值來顯示，此時圖像背景仍然相當(dāng)于X軸水平的信號值，但卻是灰色（即中等信號），成像組織中的信號有可能低于背景的信號，此時稱之為TIR Real。8. FIR-T1WI ( fast inversionT1WI)（快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)T1加權(quán)序列）(西門子稱IR-TSE T1WI)9. STIR （Short TI Inversion Recovery） （短反轉(zhuǎn)時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)）（西門子也稱STIR）TI（(time of inversion)反轉(zhuǎn)時間在1.5T MRI上約130ms，使得脂肪組織返至x0y平面時成像，即成為脂肪抑制序列。10.FLAIR (flui

7、d attenuated inversion recovery) （液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)），（黑水，自由水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)）西門子也稱(FLAIR) 在1.5T MRI 上TI約2000-2500ms，令自由水呈低信號，而結(jié)合水仍是較高信號，突出炎癥、腫瘤等組織。11.Dual IR-FSE （雙反轉(zhuǎn)快速自旋回波序列）（西門子稱為Dual IR-TSE） 施加兩個反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖，并調(diào)整兩個TI，突出某一組織。（1）如抑制腦脊液和腦白質(zhì)，突出腦灰質(zhì)信號；或抑制腦脊液和腦灰質(zhì)，突出腦白質(zhì)信號。（2）心血管黑血（Black Blood）主要技術(shù)，第一個是非層面選擇反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖，第二個為層面選擇反轉(zhuǎn)脈沖將成像層面的

8、磁化矢量偏轉(zhuǎn)回到原始平衡位，經(jīng)過一定時間（即TI）之后施加90激勵射頻脈沖并成像，層面內(nèi)心肌組織有信號，層面內(nèi)有信號的血液因流出成像平面而不能成像，層面外被反轉(zhuǎn)的血液此刻其磁化矢量恰至零位，也無信號，產(chǎn)生所謂黑血效應(yīng)。此技術(shù)可再加一選擇性脂肪反轉(zhuǎn)脈沖抑制脂肪信號，稱為三反轉(zhuǎn)FSE序列，對心臟腫瘤、心包和心肌病變的鑒別診斷具有重要意義。12. Propeller（periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction螺旋槳技術(shù),GE）（西門子稱為Blade，刀鋒技術(shù)）應(yīng)用于FSE及FIR，一個回波鏈

9、在低K空間采集，下一回波鏈則在頻率編碼和相位編碼都旋轉(zhuǎn)一定角度的低K空間采集。最后的結(jié)果是（1）整個K空間內(nèi)，低K空間有大量信息重疊，圖像S/N必然較高；（2）運(yùn)動偽影不再沿相位編碼方向被重建，而是沿放射狀被拋射到FOV之外；（3）整個過程需復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。 該技術(shù)（1）可在頭顱，腹部減少運(yùn)動偽影，（2）也可在FSE-EPI 彌散加權(quán)成像（DWI）中減少磁敏感偽影和金屬偽影。梯度回波序列類13.擾相GRE（gradient recalled echo），西門子稱 快速小角度激發(fā) (fast low angle shot, FLASH）一使用方法：西門子直接選序列，但在該序列參數(shù)設(shè)置界面的對比（

10、contrast）卡中選上“RF spoil”選項(xiàng) ，可增加擾相效果。二擾相GRE的臨床應(yīng)用：（1）上腹部T1WI，可加脂肪抑制，結(jié)合屏氣技術(shù)，圖像對比良好，還可行三期動態(tài)增強(qiáng)掃描。（2）關(guān)節(jié)軟骨T1WI，短TE (10ms) 時，透明軟骨呈高信號，而纖維軟骨、韌帶、肌腱、關(guān)節(jié)液、骨及骨髓均呈低信號。（3）脊柱、大關(guān)節(jié)和出血病變T2WI，較敏感（4）同相位反相位成像即化學(xué)位移成像：脂質(zhì)和水中的質(zhì)子的進(jìn)動頻率略有不同，脂肪中質(zhì)子稍快，二者差別約3.5ppm，相當(dāng)于150Hz/T。在1.0T場強(qiáng)下每3.33ms發(fā)生一次同相或反相。導(dǎo)致既含水又含脂質(zhì)的像素的信號周期性降低?；瘜W(xué)位移成像的應(yīng)用：反相位

11、像上水脂混合組織信號衰減明顯，純脂肪組織信號沒有明顯衰減，脂肪組織臟器呈現(xiàn)出勾邊效應(yīng)。臨床上判斷腎上腺結(jié)節(jié)是否為腺瘤（因其含脂質(zhì)），脂肪肝診斷與鑒別診斷，判斷肝局灶性病灶內(nèi)是否含脂質(zhì)，并有助于腎臟或肝臟血管平滑肌脂肪瘤的診斷和鑒別診斷。（5）TOF法MR血管成像，例如2D或3D椎動脈成像，心臟的亮血成像。（6）對比劑增強(qiáng)MRA（CE-MRA），T1WI像上注射對比劑后一定時期內(nèi)，含對比劑的血液的T1值變短（呈高信號），甚至短于脂肪組織。通過MIP、MPR、VR及SSD等后處理方法得到血管像，實(shí)用中應(yīng)掌握MRI參數(shù)、對比劑注射時間，劑量以及用脂肪抑制技術(shù)或蒙片減影技術(shù)來消除脂肪組織信號等。（7）

12、三維擾相GRE T2*WI 序列用于磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI) 該序列實(shí)質(zhì)上是3D FLASH T2WI(如上述)，采用較長TE（對磁場不均勻敏感），小角度。但該方法需同時采集兩種圖像。因MR信號經(jīng)解調(diào)之后可得幅度和相位兩個信息，一般只對其中幅度信息成像到強(qiáng)度圖像即平時所常用的圖像（或稱幅度圖像）。另一種是相位圖像。將相位圖校正，并與強(qiáng)度圖疊加即得到磁敏感加權(quán)像。血紅蛋白及其降解產(chǎn)物（分氧合血紅蛋白、去氧血紅蛋白、正鐵血紅蛋白和含鐵血黃素四種狀態(tài)）中以去氧血紅蛋白和含鐵血黃素表現(xiàn)的磁敏感性較強(qiáng)。非血紅蛋白鐵（鐵蛋白）和鈣化也表現(xiàn)較強(qiáng)

13、的磁敏感性。它們均可加快MR信號的去相位，造成T2*縮短，信號減低。根據(jù)這一機(jī)制SWI在臨床上可用于腦創(chuàng)傷、小血管畸形、腦血管病等診斷以及MR功能成像（主要是BOLD）研究。14.三維容積內(nèi)插快速擾相GRE 其本質(zhì)是T1加權(quán)的三維擾相GRE，西門子公司稱為“容積內(nèi)插體部檢查”（volume interpolated body examination, VIBE）；該序列的要點(diǎn)是:（1）：使用小角度的激發(fā)脈沖（10-15 ）、超短TR（3-8ms）、極短的TE（1-3 ms）（2）：采用多通道線圈，并行采集以提高S/N（3）容積內(nèi)插重建技術(shù)，可以較少的數(shù)據(jù)量得到較多的圖像，提高了速度。（4）加入

14、了脂肪抑制，減少腹部脂肪信號的干擾。（5）3D采集S/N高，可行各方向重建（6）用于無需屏氣的軟組織動態(tài)增強(qiáng)掃描，如乳腺、體、四肢等。（7）用于胸腹部屏氣動態(tài)增強(qiáng)掃描 15.普通SSFP（steady state free precession，普通穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動）；（西門子稱為穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像fasst imaging with steady state precession, FISP）（） 用相位重聚的方法使剩余磁化穩(wěn)定在一定水平，并使剩余磁化保留至下一個周期，這樣得到的回波信號要高于用擾相法得到的信號。如組織T2*較長，用短TR和大時，可得到比FLASH更強(qiáng)的信號。此信號與T2/T1相關(guān)

15、。所以像尿液、腦脊液這樣的長T2物質(zhì)，在FISP像上顯得更亮。此類序列用于TOF法血管造影效果較好（但目前更多地被擾相GRE序列所取代）。該序列中長TR 2D T2*加權(quán)和3D都可用于大關(guān)節(jié)（如膝關(guān)節(jié)半月板、軟骨等）檢查。16Balance-SSFP 平衡式SSFP，（普通穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動 平衡式普通穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動）（西門子稱為真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像 True FISP） TrueFISP 序列的特點(diǎn)是在三個梯度方向上都進(jìn)行了相位補(bǔ)償，即施加重聚焦梯度，所以在成像時以恒定速度流動的質(zhì)子不會在各個周期中產(chǎn)生并累積出附加相移，即該序列不會出現(xiàn)流動信號相失所造成的信號損失。所以適合從CSF（腦脊液）或慢速流動

16、的血液中獲得很強(qiáng)的信號。與其它的穩(wěn)態(tài)不相干梯度回波序列相比，TrueFISP 的信噪比和對比度都要高出很多。正是由于TrueFISP 序列的這種特性，它特別適合用于心臟定位及動態(tài)成像、神經(jīng)系統(tǒng)成像，內(nèi)耳及關(guān)節(jié)的高分辨率成像等。尤其是心臟成像，TrueFISP 所顯示的心肌與血流的對比度，是目前其他序列所不能比擬的，因而得以廣泛的應(yīng)用。序列對比：FLASH 類 FISP 類 TrueFisp 類對比度T2* T2* T2/T1 信噪比低中高但是, TrueFISP圖像不是真正的T2 加權(quán)，應(yīng)是T1/T2加權(quán)像。與普通的梯度回波相比，TrueFISP 圖像的信噪比和對比度都要高得多，而成象時間則要

17、短得多，將近相差10 倍。但與真正的T2 加權(quán)圖相比，腦脊液與周圍組織的對比度要明顯高于T2 加權(quán)像。所以該序列常用于顯示液體和軟組織之間的對比，而不適用于實(shí)質(zhì)性臟器內(nèi)部實(shí)性病變的檢查。 TrueFISP 圖像是T1/T2加權(quán)TrueFISP 脈沖序列的應(yīng)用因?yàn)門rueFISP 序列具有成像速度快，流體的對比度高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合心臟動態(tài)成像。也可以用于血管造影、脊髓造影、腹部成像、關(guān)節(jié)成像等。17.雙激發(fā)Balance-SSFP（雙激發(fā)普通穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動） (西門子稱為constructive interference in the steady state, CISS,) 實(shí)際上是用兩次射頻激

18、勵但相位編碼方向不同，得到兩組TrueFISP像，將其合二為一，可消除條紋狀偽影，多以3D模式用于內(nèi)耳水成像、腦神經(jīng)及脊神經(jīng)根的顯示等。CISS（相長相干穩(wěn)態(tài)）序列和DESS （雙回波穩(wěn)態(tài)）序列都是在TrueFISP 序列的基礎(chǔ)上演化而來，CISS 序列適用于內(nèi)耳迷路的三維成像，而DESS 序列則更適用于關(guān)節(jié)成像，二者均具有很高的信噪比和亞毫米級的空間分辨率，對比強(qiáng)烈。 18.二維IR-FGRE T1W1，（2D inversion recovery fast gradient recalled echo）二維反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速梯度回波T1加權(quán)(西門子又稱Turbo FLASH T1WI) 在前述梯

19、度回波序列中，如進(jìn)一步使TR、TE變短，顯然可以縮短采集時間，但短TR和短TE使信號對比不足，為解決這一問題，采用了一種與上述反轉(zhuǎn)恢復(fù)SE類似的思路，使用了稱之為磁化準(zhǔn)備脈沖的方法來增加MR信號的對比特征。這一類序列即是所謂的磁化準(zhǔn)備快速梯度回波（magnetization prepared fast gradient recalled echo, MP-FGRE）。掃描速度極快，單層圖像采集時間為1s甚至更短。 19三維IR-FGRE T1WI （3D inversion recovery fast gradient recalled echo T1WI ）(三維翻轉(zhuǎn)恢復(fù)快速梯度回波T1WT

20、)（ 西門子稱為 MP-RAGE）20 SR-FGRE T1WI（saturation recovery fast gradient recalled echo）（飽和恢復(fù)快速梯度回波）（西門子稱為Turbo FLASH(SR Prepulse)）21. T2- FGRE (t2 prepared fast gradient recalled echo ) （T2準(zhǔn)備快速梯度回波） （西門子稱為Turbo FLASH T2WI）22. PSIF 翻轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動成像 此序列為西門子公司稱謂。該序列從時序安排上看，它與FISP（見15）正好相反，所以給它命名為PSIF。但PSIF對流動的液體引起

21、的去相位非常敏感，表現(xiàn)為低信號，只有靜止的液體表現(xiàn)為明亮的高信號。利用這一特點(diǎn)該序列過去成功地用于MRCP、脊髓造影MRM、內(nèi)耳和各組顱神經(jīng)的顯示，但現(xiàn)在主要用于大關(guān)節(jié)的三維T2WI上。23. DESS（dual echo steady state）(雙回波穩(wěn)態(tài)進(jìn)動成像)(西門子同DESS) 它是將FISP和PSIF合二為一而成，現(xiàn)3D DESS 序列多用于大關(guān)節(jié)的3D成像，并可能仍是雙頜成像的標(biāo)準(zhǔn)序列。24 MEDIC(multiple-echo data image combination)（多回波合并成像）（西門子同MEDIC) 一次小角度射頻脈沖激發(fā)后采集多個梯度回波（3-6個），然后將這些回波合并，以提高S/N。目前主要是T2*WI，用于頸椎的顯示椎間盤和脊髓的灰白質(zhì)、膝關(guān)節(jié)、脊神經(jīng)根等?；夭ㄆ矫娉上耦?5EPI：回波平面成像（echo planar imaginga）（西門子同稱EPI） 它有減小磁場不均勻的作用，可高速地獲取T2、T1像，掃描時間大約是FSE的四分之一。 現(xiàn)在EPI序列之所以應(yīng)用越來越廣泛，關(guān)鍵是成像速度的