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1、MRI序列及其临床应用,杨正汉 卫生部北京医院放射科 北京大学第五临床医学院,磁共振成像的物理学原理 磁共振信号快速采集技术 磁共振成像序列及其临床应用,什么是序列（Sequence）?,MR信号与下列因素有关： 质子密度 T1、T2值 化学位移 相位 运动 上述每个因素对MR信号的贡献受RF脉冲的调节、所用的梯度以及信号采集时刻的控制。,MR成像过程中，RF脉冲、梯度、信号采集时刻的设置参数的组合称为脉冲序列（Pulse Sequence）,激发脉冲 预脉冲 组织饱和,信号产生 Signal Production,FID Spin Echo Gradient Echo,自旋准备 Spin P
2、reparation,图像,脉冲序列的两个基本组成部分,MRI序列的分类,用射频脉冲（180度）产生回波的序列,用读出（频率编码）梯度切换产生回波的序列,同时有自旋回波和梯度回波的序列,自旋回波序列Spin Echo, SE,梯度回波序列Gradient Recalled Echo, GRE,杂合序列 Hybrid Sequence,脉冲激发后直接采集自由感应衰减信号,自由感应衰减序列Free Induction Decay，FID,自由感应衰减序列 自旋回波类序列 梯度回波类序列 杂合序列,MRI sequence tree,一、自由感应衰减序列,90度脉冲产生最大的横行磁化矢量，此时采集的
3、MR信号最强，由于T2*衰减，FID信号衰减很快，大约只有20ms时间对FID进行空间编码，因而临床上很少采用。,饱和恢复（部分饱和）序列 Saturation Recovery Partial Saturation,饱和恢复（SR）序列结构示意图,SR序列一般用于T1WI，TR决定SR序列的T1对比，选择两种组织T1值之间的TR能产生较好的T1对比。 在1.0T 1.5T的MR机上，SR-T1WI一般TR为400ms600ms,400高斯场强 部分饱和T1WI TR=125 ms；TE=20 ms,二、自旋回波类序列,自旋回波类MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波） RARE（弛豫
4、增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE） IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）,1、自旋回波序列,自旋回波（spin echo，SE）序列,SE序列的特点,目前最常用的T1WI序列 组织对比良好，SNR较高，伪影少 信号变化容易解释 最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱 腹部已经逐渐被GRE序列取代 T2WI少用SE序列（太慢、伪影重） 扫描时间2-5分钟,SE序列的临床应用图片,腕关节高分辨SET1WI,颈椎间盘突出,左枕叶脑脓肿,SET1WI,SE-T1WI增强扫描,自旋回波类MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波）
5、RARE（弛豫增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE） IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）,2、RARE序列,RARE序列,在临床上常称为快速自旋回波 TSE（turbo spin echo）(西门子，飞利浦） FSE （fast spin echo）（GE公司）,SE,FSE,回波1,回波2,回波5,回波4,K频率,K相位,回波3,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL5,有效TE,TR,FSE序列的结构和K空间填充,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回
6、波3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL5,有效TE,TR,FSE序列回波链中各回波的强度及TE不同,100%,时间（ms）,Mxy,TE1,TE2,TE3,TE4,TE5,回波1强度,回波2强度,回波3强度,回波4强度,回波5强度,FSE序列的特点,快速成像 回波链中每个回波信号的TE不同 ，从而减低了组织对比 FSE序列图像的模糊效应 脂肪组织信号强度增高 对磁场不均匀性不敏感 能量沉积增加,ETL越长 成像越快 图像SNR越低 图像T2对比越差 图像的模糊效应越重 脂肪信号越亮 SAR值越高,回波间隙越小 回波间幅度差别越小， 图像对比增加 图像模糊效应越轻 脂肪
7、信号越高 在保持对比和模糊效应的前提下，允许的ETL越长 SAR值越高,FSE序列重要参数改变产生的效果,根据回波链长度（ETL） FSET1WI（ETL2-4） 短回波链FSET2WI （ETL5-10） 中等长度回波链FSET2WI （ETL10-20） 长回波链FSET2WI （ETL20） FSE的改进序列 FSE-LX Tailored RF 快速恢复FSE（Fast Recovery FSE，FRFSE）,（1）、TSE-T1WI序列,由于SE-T1WI图像质量好，对比佳，时间不太长，因而仍是临床上最常用的T1WI序列。TSE-T1WI在临床上相对较少使用。 TSE-T1WI的ET
8、L常为2-4 临床应用： 脊柱脊髓 四肢关节 心脏成像 腹部成像（少用）,TSE-T1WI的优缺点,优点： 比SE-T1WI快速，甚至可以屏气扫描,缺点； TE时间较长，图像受T2污染，T1对比降低 与GRET1WI相比速度还不够快,正常心脏TSE-T1WI,屏气扫描23秒,ETL=3,脊柱TSE-T1WI,（2）、短ETL的FSE-T2WI,ETL=5-10 优点：快速(2-7分）、T2对比与SE序列相近 缺点：运动伪影（胸腹部） 临床应用： 颅脑常规T2WI 呼吸门控T2WI序列用于胸腹部成像，是目前最普遍采用的肝脏快速T2WI序列，其他序列的评价以此序列为参照。,（3）、中ETL的FSE
9、-T2WI,ETL10-20 优点： 扫描速度快（1-5分钟） 缺点： T2对比不及SE或短回波链的FSE-T2WI 运动伪影,临床应用： 重点显示解剖结构的部位（如脊柱、骨关节） 本身T2对比较好的器官（如前列腺）。,FSE-T2WI ETL15 Matrix512256 TA2分48秒,FSET2WI ETL15, 16,ETL=15, TA=3分49秒,膝关节后交叉韧带断裂,ETL=15, TA=3分49秒,ETL20 有效TE常大于100ms 优点：成像快(20-30S)，可屏气扫描 缺点：T2对比较差；屏气不好者仍有伪影,（4）、长ETL的TSE-T2WI,临床应用： 胸腹部的屏气T
10、2WI 在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断 呼吸触发MRCP,TSE-T2WI, ETL=29 ，屏气23秒,ETL=23 屏气扫描25秒 鉴别囊性病变与实性病变,ETL=29 屏气扫描21秒 鉴别囊性病变与实性病变,呼吸触发FSEMRCP（MIP） ETL=24，TR4-5呼吸周期，TE=250ms TA3分44秒,FSE的改进序列 在每一次90脉冲的最后一个回波采集后，施加一个负90脉冲 将残留的横向磁化矢量打到纵向 主要使FSE T2WI上长T2的结构（如脑脊液）信号强度增高，增加对比 主要用于短回波链的FSE T2WI 在采集层面足够的情况下可缩短TR,（5）、快速恢复FSE T2WI
11、,180度脉冲8个，ETL7,FSE T2WI,FRFSE T2WI,TR=2000ms，TE=100ms，Matrix448256，ETL=9 NEX=2，TA=132，FOV=24cm18cm,（6）射频放大器功率增大后对FSE的影响,90,180,180,180,180,180,90,90,180,90,180,180,180,180,ES: 12-20ms,7-15 ms,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL5,有效TE,TR,100%,时间（ms）,Mxy,TE1,TE2,TE3,TE4,TE5,回波1强度,回波2强
12、度,回波3强度,回波4强度,回波5强度,（7）、Tailored RF,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,180,180,90,Tailored RF:减少模糊效应,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,145,160,170,175,180,90,Tailored RF:减少模糊效应 （特别是FSE T1WI和PD）,PD without TRF,PD with TRF,自旋回波类MRI序列,Spin Echo，SE（自旋回波） RARE（弛豫增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE）
13、IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）,3、单次激发RARE序列,SIEMENSSS-TSE PHILIPS SS-TSE GE SS-FSE,FSE,SS-FSE,一次激发后利用连续的180度脉冲采集全部信号 优点：快速（单层图像采集1秒以内） 缺点：T2加权太重，T2对比差，除较纯的水外，其他组织的信号几乎完全衰减 用途：水成像，尤其是MRCP、MRM,SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE1100ms 扫描时间1秒,SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE1100ms 扫描时间4秒,SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE1100ms 扫描时
14、间4秒,SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE1100ms 扫描时间4秒,SS-TSE MRCP,SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE1100ms 扫描时间4秒,急性胰腺炎,神经源性膀胱,SS-RARE，一次投射成像MRM TR无穷大，TE1100ms 扫描时间5秒,4、半傅立叶采集单次激发RARE,SIEMENSHASTE PHILIPS HF-SS-TSE GE HF-SS-FSE,HASTE的K空间填充,NX,NY,半傅立叶技术+单次激发技术+快速自旋回波 优点： 快速（1秒以内） 有效TE较短（70ms），有利于肝脏成像 几乎无伪影 缺点：T2对比不及SE及呼吸门控TSE,用途： 腹部屏气T2WI（加脂肪抑制可增加对比） MRCP、MRU 颅脑、脊柱超快速T2WI（躁动病人）,HASTE-T2WI，有效TE60ms，扫描时间0.8秒,HASTE-T2WI，单层扫描时间0.8秒,HASTE-T2WI，单层扫描时间0.8秒,呼吸触发FSE-T2WI与HASTE-T2WI序列的比较,呼吸触发FSE T2WI,HF-SS-FSE T2WI,HASTE-T2WI（单层0.8秒） HASTEMRCP（19层13秒）,HASTEMRCP 21层17秒 MIP重建,SS-RARE，一次投射成像MRCP TR
