磁共振成像脉冲序列

MR Application TeamMR Application Team 王宏磊王宏磊 MR MR Application Application SpecialistSpecialist MRI PMRI Pulse Sequenceulse Sequence 磁共振成像脉冲序列磁共振成像脉冲序列 2 什么是什么是序列序列 (Sequence) ?(Sequence) ? MRMR信号与下列因素有关：信号与下列因素有关： ■质子密度质子密度 ■T1T1、、T2T2值值 ■化学位移化学位移 ■相位相位 ■运动运动 上述每个因素对上述每个因素对MRMR信号的贡献受信号的贡献受RFRF脉冲脉冲、、使用的梯度使用的梯度以及以及 信号采集时刻信号采集时刻的控制 3 MRMR成像过程中，成像过程中，RFRF脉冲、梯度、信号采集时刻脉冲、梯度、信号采集时刻的设置参数的的设置参数的 组合称为组合称为脉冲序列脉冲序列 (Pulse Sequence)(Pulse Sequence) 脉冲序列产生图像脉冲序列产生图像 4 激发激发脉冲脉冲 预预脉冲脉冲 信号产生信号产生 Signal Signal ProductionProduction FIDFID Spin EchoSpin Echo Gradient EchoGradient Echo 自旋准备自旋准备 Spin Spin PreparationPreparation 傅立叶转换傅立叶转换 MRIMRI发展发展 常规成像常规成像 第一代 1981年 快速快速成像成像 第二代 1989年 功能功能成像成像 第三代 1995年 第四代 2005年 无（低）伪影成像无（低）伪影成像 以SE家族为代表， 解决了常规软组织成像的问题 GRE家族为代表，解决了 动态扫描及血管成像问题 以EPI家族为代表， 掀起了功能研究的热潮 以PROPELLER家族为代表,开创 了无（低）伪影成像的广阔的 空间 ••• •••••• ••• 6 自旋回波序列家族自旋回波序列家族 ■Spin EchoSpin Echo ■Fast SEFast SE ■FSEFSE- -XLXL ■FRFSEFRFSE- -XLXL ■FSEFSE- -IRIR ■T1FLAIRT1FLAIR ■T2FLAIRT2FLAIR ■STIRSTIR ■SSFSESSFSE ■SSFSESSFSE- -IRIR 自旋回波序列自旋回波序列- -Spin Echo(SE)Spin Echo(SE) time 900 1800 T2 T2 衰减曲线衰减曲线 T2* T2* 衰减曲线衰减曲线 回波回波 TE 900 实际信号衰减曲线实际信号衰减曲线 两个概念两个概念 TRTR TETE 自旋回波序列自旋回波序列- -Spin Echo(SE)Spin Echo(SE) Key Key PointPoint ■射频射频回波回波 ■组织组织对比度决定于对比度决定于TRTR、、TETE ■组织组织对比良好，对比良好，SNRSNR较高，伪影较高，伪影较少较少 ■对对磁场磁场不均匀不敏感不均匀不敏感 ■T2WIT2WI、、PDWIPDWI时间时间长长 8 Scan Time=Scan Time=TRTR××PhasePhase××NEXNEX 采集一个采集一个256256××256, NEX=2256, NEX=2的图像的图像 ■T1WI: 0.4T1WI: 0.4××256256××2=32=3分分2424秒秒 ■T2WI/PDWI: T2WI/PDWI: 4 4××256256××2 2 ≈ ≈ 3434分钟分钟!!!!!! ••• ••• 9 SE FSE 提高扫描速度提高扫描速度 10 快速快速自旋回波序列自旋回波序列- -FSEFSE 几几个概念个概念 ETLETL ESES 有效有效TETE 900 1800 T2 T2 衰减曲线衰减曲线 T2* T2* 衰减曲线衰减曲线 1800 1800 1800 1800 快速快速自旋回波序列自旋回波序列- -FSEFSE Key Key PointPoint ■回波回波链链 (ETL)(ETL) ■回波间隔回波间隔 (ES)(ES) ■有效有效回波时间回波时间 ■一个一个TRTR间期，填充间期，填充k k空间多条线，时间空间多条线，时间比比SESE序列序列快快 ■ETLETL太长，图像太长，图像模糊模糊 12 SE FSE 提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL 减小图像模糊减小图像模糊 13 FSEFSE FSEFSE- -XLXL 回聚脉冲振幅增加回聚脉冲振幅增加，回，回聚脉冲持续时间明显缩短聚脉冲持续时间明显缩短，缩短回波，缩短回波间隔，间隔， 缩短缩短TRTR时间时间，因而增加了，因而增加了T2T2图像图像清晰度；描清晰度；描层数增加，替代层数增加，替代FSEFSE 序列。

序列 快速快速自旋回波加强序列自旋回波加强序列- -FSEFSE- -XLXL 快速快速自旋回波加强序列自旋回波加强序列- -FSEFSE- -XLXL Key Key PointPoint ■更更长的回波链长的回波链 ■更更短的回波间隔及回波时间短的回波间隔及回波时间 ■增加增加扫描层数扫描层数 15 快速快速自旋回波加强序列自旋回波加强序列- -FSEFSE- -XLXL 16 所有部位的所有部位的T2,T1T2,T1和和PDPD采集都采集都适用适用 快速快速自旋回波加强序列自旋回波加强序列- -FSEFSE- -XLXL 17 SE FSE 提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL 减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL 保持保持T2T2对比，加快扫描速度对比，加快扫描速度 18 快速翻转自旋回波序列快速翻转自旋回波序列- -FRFSEFRFSE 长长T2T2信号信号 time 1800 900 1800 1800 1800 1800 900 -900 1800 短短T2T2信号信号 -900 快速翻转自旋回波序列快速翻转自旋回波序列————FRFSEFRFSE Key Key PointPoint ■更更短的短的TRTR ■增加增加效率效率 ■MzMz差别比较小，一般只用于差别比较小，一般只用于T2WIT2WI或或PDWIPDWI 快速翻转自旋回波序列快速翻转自旋回波序列————FRFSEFRFSE 21 SE FSE 提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL 减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL SSFSE 22 提高采集速度提高采集速度 保持保持T2T2对比，加快扫描速度对比，加快扫描速度 单次激发快速自旋回波序列单次激发快速自旋回波序列- -SSFSESSFSE 1. 1. 一一次激发完成一层扫描所有数据的采集，每幅次激发完成一层扫描所有数据的采集，每幅 图像成像图像成像不到不到1 1秒，图像较常规图像秒，图像较常规图像模糊模糊 2. 2. 部分部分K K空间填充空间填充(0.5NEX)(0.5NEX)，相位编码数为正常的，相位编码数为正常的 一半，一半，利用利用K K空间空间的共轭对称性推算出另一半，的共轭对称性推算出另一半，SNRSNR 会会降低降低 ………… T2 T2 衰减曲线衰减曲线 单次激发快速自旋回波序列单次激发快速自旋回波序列- -SSFSESSFSE Key Key PointPoint ■快速快速（单层图像采集（单层图像采集1 1秒以内）秒以内） ■T2T2权重重，权重重，SNRSNR低，低，模糊模糊 ■水水成像，尤其是成像，尤其是MRCPMRCP、、MRMMRM 24 SSFSESSFSE，，一次投射成像一次投射成像MRCPMRCP TRTR无穷大，无穷大，TETE＝＝1100ms1100ms，，扫描时间＝扫描时间＝4 4秒秒 单次激发快速自旋回波序列单次激发快速自旋回波序列- -SSFSESSFSE 25 SE FSE 提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL 减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL 保持保持T2T2对比，加快扫描速度对比，加快扫描速度 SSFSE 提高采集速度提高采集速度 FSE-IR 改变图像对比改变图像对比 T1Flair T2Flair STIR 26 反转恢复快速自旋回波序列反转恢复快速自旋回波序列 27 ■IRIR- -FSEFSE ■STIRSTIR ■T1 FLAIRT1 FLAIR ■T2 FLAIRT2 FLAIR 180°° 180°° 180°° 90°° FIDFID Echo TI TE TR IRIR- -SE/FSE SE/FSE = = 180180°°预预脉冲＋脉冲＋SE/FSESE/FSE 反转恢复快速自旋回波序列反转恢复快速自旋回波序列 IRIR- -FSEFSE Time (ms) 纵 向 磁 化 矢 量 纵 向 磁 化 矢 量 9090度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫 与与9090度脉冲相比，度脉冲相比，180180度脉冲能将组织的纵向弛豫差别增加度脉冲能将组织的纵向弛豫差别增加1 1倍，倍， 也就是说也就是说T1T1对比增加对比增加1 1倍倍 Time Time ( (msms) ) 180180度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫 纵 向 磁 化 矢 量 纵 向 磁 化 矢 量 29 30 Time Time ( (msms) ) 180180度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫 纵 向 磁 化 矢 量 纵 向 磁 化 矢 量 STIRSTIR FLAIRFLAIR SE FSE 提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL 减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL 保持保持T2T2对比，加快扫描速度对比，加快扫描速度 SSFSE 提高采集速度提高采集速度 FSE-IR 改变图像对比改变图像对比 T1Flair T2Flair STIR GRE 33 提 高 扫 描 速 度 提 高 扫 描 速 度 34 梯度回波序列家族梯度回波序列家族 ■GREGRE ■SPGRSPGR ■FIESTAFIESTA 梯度回波序列梯度回波序列- -GREGRE timetime   T2 T2 衰减曲线衰减曲线 T2* T2* 衰减曲线衰减曲线 回波回波 G Gx x 实际信号衰减曲线实际信号衰减曲线 M 0 36 梯度回波序列家族梯度回波序列家族— —GREGRE Key Key PointPoint ■场场回波，回波，T2T2* * ■扫描扫描速度快，图像对比度取决于翻转速度快，图像对比度取决于翻转角和角和TRTR时间时间 ■磁场磁场不均匀不均匀敏感敏感 ■TRTR短，短，T2T2残留残留 GRE 消除消除T2T2残留残留 SPGR 37 扰相梯度回波序列扰相梯度回波序列- -SPGRSPGR   T2 T2 衰减曲线衰减曲线 T2* T2* 衰减曲线衰减曲线 回波回波 实际信号衰减曲线实际信号衰减曲线 G Gx x G Gz z 扰相梯度扰相梯度 当当TRTR组织的组织的T2T2时时 39 扰相梯度回波序列扰相梯度回波序列— —SPGRSPGR Key Key PointPoint ■场加入扰相梯度，消除场加入扰相梯度，消除T2T2残留残留 ■一般一般用于采集用于采集T1WIT1WI ■加入加入3D3D和脂肪抑制，可用于血管和脂肪抑制，可用于血管成像成像 GRE 消除消除T2T2残留残留 SPGR Fast SPGR 加快扫描速度加快扫描速度 40 41 快速扰快速扰相梯度回波序列相梯度回波序列— —FSPGRFSPGR ■节节段性段。