MRI基本成像序列

MRI基本脈沖序列2021/6/271MR信號(hào)對(duì)比來(lái)源于組織固有對(duì)比質(zhì)子密度T1T2T2*彌散流動(dòng)磁化傳遞2021/6/272掃描序列不同的射頻脈沖、不同的梯度、在時(shí)間上的不同組合目的：突出表現(xiàn)組織的固有特性，如T1、T2、彌散、流動(dòng)等2021/6/273自旋回波（spinecho）SE自旋回波：通過(guò)180°再聚焦脈沖使得自旋重新聚焦而獲得的回波信號(hào)至少需要兩個(gè)射頻脈沖，一個(gè)90°激勵(lì)脈沖，一個(gè)或多個(gè)180°再聚焦脈沖激勵(lì)脈沖可以是小余90°的例外：刺激回波，不需要180°再聚焦脈沖，僅僅通過(guò)多個(gè)90°脈沖獲得，也是自旋回波2021/6/274自旋回波（spinecho）時(shí)序圖2021/6/275SE形成機(jī)制2021/6/2762021/6/277T2衰減：TE時(shí)間后SE回波的最大幅度與FID信號(hào)最大幅度相比的衰減SE回波信號(hào)：較FID信號(hào)小，因?yàn)門(mén)2衰減SE回波衰減速度：失相位，T2*衰減SE回波信號(hào)的優(yōu)勢(shì)，穩(wěn)定、可靠。因?yàn)?0度脈沖關(guān)閉后，F(xiàn)ID消失很快，馬上采集則因?yàn)槊}沖的干擾，信號(hào)基線很不穩(wěn)定。這就是很少利用FID信號(hào)的原因2021/6/2782021/6/279SE序列的加權(quán)圖像通過(guò)設(shè)置不同的TR、TET1WI：短TR、短TE，信號(hào)對(duì)比主要源于T1及質(zhì)子密度（PD）的不同T2WI：長(zhǎng)TR、長(zhǎng)TE，信號(hào)對(duì)比主要源于T2及質(zhì)子密度（PD）的不同PDWI：長(zhǎng)TR、短TE，信號(hào)對(duì)比主要源于質(zhì)子密度（PD）的不同2021/6/2710怎樣的TR、TE算長(zhǎng)、算短呢？不同的序列是不同的短TR、短TE——T1WI長(zhǎng)TR、長(zhǎng)TE——T2WI長(zhǎng)TR、短TE——PDWI為什么？2021/6/27112021/6/27122021/6/2713SE序列T1WI短TR300-500短TE10-20T2WI長(zhǎng)TR>2000長(zhǎng)TE>80PDWI長(zhǎng)TR>2000短TE10-20MR信號(hào)：與TR、PD成正比，與TE成反比2021/6/2714掃描時(shí)間：常規(guī)SE序列、單層面時(shí)T=TR*NPE(相位編碼數(shù))*NSA（采集次數(shù)）*層面數(shù)2021/6/2715SE序列特點(diǎn)是最基本的成像序列圖像信噪比高，圖像穩(wěn)定性高，有利于圖像的橫向及縱向比較磁敏感偽影少，因?yàn)?80脈沖成像時(shí)間長(zhǎng)是其最大的缺陷，尤其是T2WI射頻吸收率（SAR）高2021/6/2716T1時(shí)間測(cè)量：序列的各項(xiàng)參數(shù)不變，僅改變TR時(shí)間，不同的TR時(shí)間顯示的不同T1權(quán)重，測(cè)量FID信號(hào)變化，通過(guò)計(jì)算得出組織T1時(shí)間。所用的TR越多，測(cè)量越準(zhǔn)確。常用部分飽和序列。T2時(shí)間測(cè)量：序列的各項(xiàng)參數(shù)不變，僅改變TE時(shí)間，不同的TE時(shí)間顯示的不同T2權(quán)重，測(cè)量SE信號(hào)變化，通過(guò)計(jì)算得出組織T2時(shí)間。所用的TE越多，測(cè)量越準(zhǔn)確。常用SE序列。2021/6/2717SE雙回波、多回波序列2021/6/2718不同回波信號(hào)充填不同K空間一個(gè)掃描序列可重建出兩組或多組圖像不同TE的圖像，如PDWI、T2WI后面的回波信號(hào)逐漸降低，因?yàn)門(mén)2弛豫一般都使用長(zhǎng)TR血管瘤“燈亮征”，多回波時(shí)，隨TE延長(zhǎng)，病灶信號(hào)逐漸相對(duì)增強(qiáng)（較背景）2021/6/2719TSE/FSE序列2021/6/2720每個(gè)回波有不同的相位編碼梯度GPE不同TE的信號(hào)充填于同一K空間不同TE的MR信號(hào)用于一組圖像圖像的TE為有效TE，即充填于K空間中心的MR回波的TE，也就是決定圖像權(quán)重的TE選擇不同的TR、有效TE可獲得T1WI、PDWI、T2WI后面的回波信號(hào)逐漸降低，因?yàn)門(mén)2弛豫2021/6/2721TSE的K空間充填2021/6/2722SE和TSE的K空間充填2021/6/2723TSE/FSE序列特點(diǎn)極大降低掃描時(shí)間，減少運(yùn)動(dòng)偽影可能掃描時(shí)間=TR*NSA*NPE/Echotrainlength*層數(shù)可單次激發(fā)產(chǎn)生一幅圖像，也可多次激發(fā)K空間節(jié)段充填基本保持了SE序列的特點(diǎn)，信噪比稍差，因?yàn)楹竺娴幕夭ㄒ騎2衰減信號(hào)降低脂肪在TSE序列圖像比SE序列信號(hào)強(qiáng)，在T2WI尤其明顯磁敏感偽影甚至比SE序列還要少2021/6/2724ssh-TSE，HASTE序列：TSE，進(jìn)行128次180度脈沖獲得128個(gè)回波，充填K空間128步相位線（一半K空間）利用K空間對(duì)稱的特點(diǎn)，使用半傅立葉技術(shù)，通過(guò)插值，單次激發(fā)重建出一幅完整的圖像速度明顯提高，一般掃描1層僅需1-2秒，可屏氣。不能屏氣時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)偽影也不明顯圖像SNR相對(duì)較差，為提高SNR，也可使用多次激發(fā)及K空間節(jié)段充填技術(shù)。常用于水成像，及快速T2WI2021/6/2725多層面技術(shù)在SE、TSE、GRE等序列，由于TR遠(yuǎn)比TE長(zhǎng)為節(jié)省等待時(shí)間，采用多層面相繼激發(fā)采集信號(hào)單幅圖像掃描時(shí)間不變，總的掃描時(shí)間大幅降低最多可掃描的層面：TR/TETSE時(shí)，T因子（回波鏈長(zhǎng)）增加，最多可掃描層數(shù)降低2021/6/2726多層面技術(shù)示意圖2021/6/27272021/6/2728梯度回波（FFE、GRE）不使用180°再聚焦脈沖通過(guò)使用梯度使自旋質(zhì)子失相位，然后第二個(gè)梯度（方向相反）使質(zhì)子重新聚相位，從而獲得的回波MR信號(hào)以T2*方式衰減，因?yàn)榇艌?chǎng)不均勻無(wú)法去除激勵(lì)脈沖可使用90度，或小于90度，為節(jié)省時(shí)間，一般使用小于90度梯度回波序列分為擾相梯度回波、穩(wěn)態(tài)梯度回波兩類，因?yàn)闄M向M處理不同2021/6/2729擾相梯度回波在下一次射頻脈沖前，使用梯度脈沖破壞殘余的橫向M，即使用擾相梯度在TR固定時(shí)，由于TR<T1，多次射頻脈沖激勵(lì)后，縱向M達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)2021/6/2730CE-FFET1、GRE、FLASH

擾相梯度回波時(shí)序圖2021/6/27312021/6/2732梯度回波特點(diǎn)由于不使用180反轉(zhuǎn)脈沖，磁場(chǎng)不均勻不能消除，MR信號(hào)以T2*衰減使用<90激勵(lì)脈沖，TR、TE相對(duì)SE序列設(shè)置都要短的多激勵(lì)脈沖翻轉(zhuǎn)角、TR、TE決定不同權(quán)重2021/6/2733擾相GRE不同對(duì)比權(quán)重T1WI：短TR(<150)，短TE<10，大翻轉(zhuǎn)角>30T2*WI：長(zhǎng)TR(>500)，長(zhǎng)TE>30，小翻轉(zhuǎn)角<10注意：翻轉(zhuǎn)角2021/6/2734擾相GRE特點(diǎn)由于不使用180反轉(zhuǎn)脈沖，磁場(chǎng)不均勻不能消除，MR信號(hào)以T2*衰減使用<90激勵(lì)脈沖，TR、TE相對(duì)SE序列設(shè)置都要短的多成像掃描時(shí)間明顯減少（比SE）MR信號(hào)相對(duì)較弱，但效率相對(duì)更高磁敏感偽影大，金屬干擾圖像嚴(yán)重能顯示磁化率不均勻的病變，如超急性血腫，腦內(nèi)海綿狀血管瘤，微出血灶等2021/6/2735穩(wěn)態(tài)梯度回波不使用擾相梯度破壞橫向磁化矢量使用相位重聚梯度幾次射頻脈沖后，縱向M及橫向M均達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，穩(wěn)態(tài)一般要求顯示的組織有長(zhǎng)T2，且TR短<T2*，否則，難以形成穩(wěn)態(tài)2021/6/2736FISP（FFE、GRASSE）時(shí)序圖

穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)2021/6/27372021/6/2738穩(wěn)態(tài)平衡形成的機(jī)制2021/6/2739FISP特點(diǎn)不使用擾相梯度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，既是縱向磁化矢量的穩(wěn)態(tài)，也是橫向磁化矢量的穩(wěn)態(tài)所以成像決定于T1及T2（T2/T1），質(zhì)子密度為達(dá)到穩(wěn)態(tài)，需TR<T2*如果TR>>T2*，則FISP圖像與GRE一致對(duì)流動(dòng)的相位漂移敏感，導(dǎo)致信號(hào)衰減2021/6/2740TrueFISP、b-FFE、FIESTA

真實(shí)穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列2021/6/2741在FISP基礎(chǔ)上施加平衡驅(qū)動(dòng)技術(shù)即在三個(gè)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(shí)以流動(dòng)的質(zhì)子不會(huì)在各個(gè)周期中產(chǎn)生并累積出附加相移，即該序列不會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)信號(hào)相失所造成的信號(hào)損失；當(dāng)然渦流、湍流除外決定信號(hào)對(duì)比：T2/T1靜態(tài)與流動(dòng)的液體都可顯示高信號(hào)常用于血管顯示，囊實(shí)性病變鑒別，如血管瘤與囊腫鑒別；也可用于水成像、脊髓造影容易產(chǎn)生相位漂移偽影，對(duì)梯度要求高2021/6/2742PSIF（時(shí)間反轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)快速梯度回波）時(shí)序圖2021/6/2743PSIF特點(diǎn)穩(wěn)態(tài)梯度回波序列應(yīng)用時(shí)，三個(gè)射頻脈沖（90度，或小于90度）后，會(huì)產(chǎn)生刺激回波刺激回波是一種自旋回波所以三個(gè)射頻脈沖后，每個(gè)射頻脈沖后都有一個(gè)梯度回波和一個(gè)刺激回波FISP采集的是梯度回波PSIF采集的是刺激回波，在射頻脈沖之前，TE為負(fù)值所以PSIF實(shí)際上是自旋回波成像，T2WI，使用很短的TR即可獲得重T2WI。使用長(zhǎng)TR>>T2的話，將不能采集到信號(hào)2021/6/27442021/6/27458球回波，刺激回波2021/6/27462021/6/2747CISS（相長(zhǎng)相干穩(wěn)態(tài)）序列，兩次采集，消除true-FISP的相位漂移偽影，但掃描時(shí)間長(zhǎng)，常用于內(nèi)耳水成像等DESS（雙回波穩(wěn)態(tài)）序列，兼有FISP和PSIF特征，采集梯度回波及刺激回波兩者，常用于軟骨顯示2021/6/2748GRE系列序列應(yīng)用MR血管造影3DGRE顱腦高分辨力圖像急性顱內(nèi)出血顯示，尤其小灶出血，能敏感顯示腹部快速成像，擾相FFE（GRE）已常規(guī)替代SE-T1WI用于水成像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)心臟MR分析，心臟MR電影軟骨成像2021/6/27492021/6/2750回波平面成像（EPI）在讀出編碼方向連續(xù)施加梯度反轉(zhuǎn)相位編碼梯度可連續(xù)施加或分別獨(dú)立施加硬件要求高，梯度場(chǎng)高，切換率高，一般需達(dá)到128次或256次切換/100ms可單次激發(fā)成像，也可分多次激發(fā)成像，后者時(shí)間長(zhǎng)，信噪比提高單次激發(fā)成像的，TR“無(wú)限長(zhǎng)”2021/6/2751SE-EPI時(shí)序圖，連續(xù)相位編碼2021/6/2752SE-EPI時(shí)序圖，間斷相位編碼2021/6/2753EPI的K空間充填2021/6/2754EPI特點(diǎn)成像速度極快，可凍結(jié)生理運(yùn)動(dòng)，100-200ms內(nèi)就能采集完成一幅圖像磁敏感性高，磁化不均處可致圖像扭曲信號(hào)對(duì)比：有效TE決定（充填K空間中心回波的TE）T1WI：與IR結(jié)合磁化準(zhǔn)備T2WI：SE-EPIT2*WI：GRE-EPI2021/6/2755EPI應(yīng)用不合作者、嬰兒等的快速掃描腹部屏氣T2WI，因后面回波信號(hào)幅度逐漸降低，SNR較差用多次激發(fā)、節(jié)段充填K空間，SNR提高彌散成像，灌注成像，腦功能成像2021/6/2756EPI對(duì)硬件要求高：梯度強(qiáng)度大、切換快、開(kāi)關(guān)速度快（100ms內(nèi)開(kāi)關(guān)128次、甚至256次）梯度快速開(kāi)關(guān)引起的振動(dòng)強(qiáng)烈，減振措施磁場(chǎng)均勻度高，延長(zhǎng)T2*，保證足夠SNR2021/6/2757磁化準(zhǔn)備序列激勵(lì)脈沖前施加磁化準(zhǔn)備脈沖激勵(lì)脈沖前使機(jī)體擁有特定宏觀凈磁化狀態(tài)目的：增加組織對(duì)比，抑制特定的組織信號(hào)，增加空間分辨率與上述基本序列相結(jié)合最常見(jiàn)：IR（inversionrecovery）序列2021/6/2758通過(guò)設(shè)置不同TI增加組織對(duì)比2021/6/2759IR-SE序列2021/6/2760IR-TSE序列2021/6/27610點(diǎn)TI=0.693*

T12021/6/2762IR序列應(yīng)用壓水：FLAIR，1.5T時(shí)，腦脊液T1約3000ms，使用TI為2080ms，能達(dá)到壓水目的壓脂：STIR，1.5T時(shí)，脂肪T1約200-250ms，使用TI為140-160ms，達(dá)到壓脂目的增加腦灰白質(zhì)的對(duì)比增加其它特定組織對(duì)比問(wèn)題：掃描層數(shù)減少，掃描時(shí)間延長(zhǎng)，在STIR腫部分短T1的組織可能信號(hào)衰減或無(wú)信號(hào)（接近脂肪T1時(shí)），如亞急性血腫，造影劑