研究生学位班《MRI常用成像序列》.ppt

12:54:40,1,MRI常用脉冲序列及其应用,郑 婷 泸州医学院影像诊断与技术学教研室,12:54:40,2,内容提要,简单复习上次课内容 射频脉冲与脉冲序列的概念 常用脉冲序列及其应用介绍 SE序列 IR脉冲序列 GRE脉冲序列 FSE EPI序列,12:54:40,3,,简单复习,什么是自旋？ 什么是进动？ 什么是进动频率？ 什么是驰豫？ 什么是纵向驰豫？ 什么是横向驰豫？ 什么是纵向驰豫时间？ 什么是横向驰豫时间？ 什么是共振？ 什么是MRI信号？,12:54:40,4,,射频脉冲和脉冲序列,射频脉冲(radio frequency pulse, RF)是一个短促的电磁波向病人发射RF的目的是要扰乱沿外磁场方向宁静进动的质子当RF频率与质子的进动频率相同时，将发生质子的能级跃迁（能量交换）共振 脉冲序列：由一系列具有特定强度和作用时间的射频脉冲所组成的序列称为脉冲序列，它的作用就是如何有效获得MR信号，这种信号可在Gz、Gf和Gp 的帮助下实现空间的定位，形成图像 选择不同的脉冲重复时间TR、回波时间TE和射频脉冲角度可形成多种不同的脉冲序列 脉冲序列决定了将从组织中能得到什么样的信号。

12:54:40,5,脉冲序列的种类：,自旋回波SE （Spin Echo）(Multi-SE) 反转回波IR （Inversion Recovery）(STIR) 梯度回波GRE （Gradient Echo) (SPGR-Spoiled Gradient Echo) 快速自旋回波FSE （Fast Spin Echo） 快速恢复快速自旋回波FRFSE （Fast Recovery Fast Spin Echo） 快速自旋回波反转恢复FSEIR （FSE Inversion Recovery） 快速自旋回波水抑制反转恢复FSE Flair and T1 Flair (FSE Fluid Attenuated Inversion Recovery） 快速梯度回波FGRE(Fast GRE) FSPGR (Fast SPGR) 单次激发快速自旋回波SSFSE(Single Shot Fast Spin Echo） 单次激发快速自旋回波反转恢复SSFSE-IR （ Single Shot FSE Inversion Recovery）,12:54:40,6,回波平面成像EPI （Echo Planar Imaging) SE-EPI（自旋回波回波平面成像） IR-EPI（反转恢复回波平面成像） GRE-EPI（梯度回波回波平面成像 Flair-EPI（液体衰减反转恢复回波平面成像） DW-EPI(扩散加权回波平面成像） 螺旋扫描（Spiral Scan/GRE or SPGR) 实时螺旋扫描+（iDrive pro plus)实时交互成像功能 白血技术CINE Cine GRE / Cine SPGR Cine PC(Phase Contrast ) Fastcard (Fast Cardiac Gating ) FIESTA(The Fast Imaging Employing Steady state Acquisition 黑血技术 Double IR FSE （双重反转恢复快速自旋回波）血液抑制序列 Triple IR FSE （三重反转恢复快速自旋回波）血液+脂肪抑制序列,脉冲序列的种类：,12:54:40,7,新扫描脉冲序列,FGRET REAL TIME DTI 弥散张量成像 BOLD 血氧水平依赖 TRIP 脑功能 FAIR 动脉质子自旋标记 PRESS-CSI 定点分辨选择波谱法 PROBE 3D波谱 PROPELLER 螺旋桨采集 VIBRANT 高分辨率乳腺增强采集 LAVA 肝脏容积多期增强成像 TRICKS （MRDSA）实时血管成像 MR Echo 实时心脏成像 SWI 磁敏感加权成像,12:54:40,8,自旋回波序列(SE),构成：自旋回波序列由“90-180”脉冲组成,12:54:40,9,自旋回波序列(SE),90脉冲的作用：先用一个90脉冲使纵向磁化倾斜90，获得横向磁化，90脉冲使宏观磁矩Mo翻转到XY平面，随即产生一个自由感应衰减(free induction decay，FID)MR信号。

FID太靠近强大的90脉冲（FID持续时间极短仅510ms ），要获得早期振幅较大的“纯”FID信号实际上是不可能的，它必然混入90脉冲的成分(因二者皆为无线电波)12:54:40,10,自旋回波序列(SE),180脉冲的作用： 在某一时间（1/2TE）后，额外施加一个180脉冲，使质子在相反方向上进动，再等1/2TE时间，质子再次接近同相，引起较强的横向磁化，致使再次出现较强的信号，这就是自旋回波或简称回波12:54:40,11,180 脉冲的作用,12:54:40,12,什么是TR/TE？,TR：指重复一个脉冲所需的时间，亦即两次激励脉冲之间的间隔时间（time to repeat） TE：指从激励脉冲到采集MR信号（回波）之间的时间（time to echo） 选择不同的TR、TE，会形成不同加权的MR图像 TR、TE是磁共振设备的非常重要的两个参数12:54:40,13,MRI图像的加权,,T1加权像(T1WI) 短TR(<500ms) 短TE(<25ms) T2加权像(T2WI) 长TR(1500-2500ms) 长TE(90-120ms) 质子密度加权像(PdWI） 长TR(1500-2500ms) 短TE(15-25ms),12:54:40,14,什么是T1加权（T1W）像,图像上组织间信号强度的差别（图像对比度）主要由T1不同所形成的成像方法。

短TR、短TE的自旋回波序列形成T1W像T1WI: TR:500ms TE:25ms,12:54:40,15,什么是T2加权（T2W）像,图像上组织间信号强度的差别（图像对比度）主要由T2不同所造成的成像方法长TR、长TE的自旋回波序列造成T2W像T2WI: TR:2500ms TE:100ms,12:54:40,16,什么是质子密度加权像,图像上组织间信号强度的差别（图像对比度）主要由自旋质子密度不同所造成的成像方法长TR、短TE的自旋回波序列造成质子密度加权像P(H)WI: TR:2500ms TE:20ms,12:54:40,17,SE序列组织的信号强度（S）,TR,T1,,TE,T2,f(H)为氢质子密度函数； g(V)为流速的函数，稳态组织的g(V)=1 T1越短-------信号越强，T1越长-------信号越弱 T2越长-------信号越强，T2越短-------信号越弱 氢质子密度越大，信号越强,SSE =f(H)g(V)(1e )e,可用Bloch方程表示：,12:54:40,18,炎症，水肿，囊性变，恶性肿瘤组织等因具有较长T1、T2弛豫时间， T1加权像呈低信号（黑色），T2加权图像呈较高的信号（白色），脂肪信号为中等信号（灰色），骨骼，韧带因T2值短呈黑色低信号。

病变组织的MRI信号改变,12:54:40,19,SE中的扫描时间,扫描时间 = TR Ny NEX Ny ：相位编码数 NEX：number of excitation激励次数,12:54:40,20,T1加权像： TR越短，T1对比越强，但信号下降； TE越短，T2影响越小，信号强度越高 T2加权像： TR越长，T1影响越小； TE越长，则T2加权越重，但信号下降SE序列图像的特点,12:54:40,21,SE序列特点, 优点 1. 结构简单，信号变化容易解释 2. 图像具有良好的信噪比 3. 图像组织对比良好 4. 对磁场的不均匀敏感性 低，磁化率伪影很轻微 缺点 1. 较长的TR 2. 90度射频脉冲能量大 3. T2WI成像时间长 4. 运动伪影多见 5. 不宜进行动态增强扫描,12:54:40,22,MR影像中组织或病灶的对比度（或信号强度）不是固定不变的，随扫描参数而变化选用不同的TR，TE 时间值可获得不同的 T1，T2，PD加权像 随TR或TE 的增加，组织的信号强度会发生逆转对比现象，如：短TR，TE，脂肪高信号，脑脊液低信号 延长TR，TE，脂肪变成低信号，脑脊液成为高信号。

小结,12:54:40,23,SE一般应用于2D成像中 脑、眼眶、听神经、关节、软骨、韧带、肌肉、 胸部、心脏、腹部、盆腔、脊柱、四肢 观察解剖结构特别好，在胸腹部成像中应抑制运动(心脏门控和屏气)SE序列的临床应用,12:54:40,24,5,图15：常规MRI扫描清楚显示左侧额颞部病灶，且根据典型的血管流空信号以及MRA，不难做出A-V畸形的诊断12:54:40,25,垂体瘤,,,,,,12:54:40,26,脑膜瘤,,,,,,12:54:40,27,12:54:40,28,90度脉冲之后，连续施加180度脉冲产生多次回波回波之间的时间可以是相等或不等随TE时间延长，T2 加权作用越来越明显，（失相位重聚再失相位再重聚） 但自旋回波信号强度随TE时间延长而越来越弱，图像信噪比也越来越差一般临床常用四个回波TE 时间在120ms以上称为重加权像SE多回波脉冲序列（MultiSpin echo）,12:54:40,29,双回波,,,time,,s i g n a l,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1 7,3 4,5 1,6 8,8 5,1 0 2,1 1 9,1 6 3,1 7 0,1 8 7,2 0 4,2 2 1,2 3 8,2 5 5,2 7 2,TE:,,,,,time,,s i g n a l,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1 7,3 4,5 1,6 8,8 5,1 0 2,1 1 9,1 3 6,1 5 3,1 7 0,1 8 7,2 0 4,2 2 1,2 3 8,2 5 5,2 7 2,TE:,,TE1,TE2,15 3,12:54:40,30,30,80,120,170,12:54:40,31,SE多层面成像,为了有效地利用时间，可在回波产生之后，下一次90脉冲到来之前去激发其它层面产生回波信号并重建图像，这种方法称为SE多层面成像法。

多回波SE序列： 每个回波需要读出梯度的配合12:54:40,32,12:54:40,33,由两个时间间隔TR的90度脉冲构成 90度脉冲后，质子磁化向量翻转到XY平面，脉冲停止，质子磁化向量逐渐向Z轴恢复，在未达到最大饱和值之前，于重复时间TR施加第二次90度脉冲，使其再次翻转XY平面，然后开始测量FID信号 连续的90度脉冲形成多次的FID信号PSR序列信号强度取决于组织T1值和N（H）值，短TR图像偏重T1像，长TR形成PD像部分饱和脉冲序列 （Partial saturation recovery，PSR）,12:54:40,34,12:54:40,35,序列的构成：其过程是先发射一个1800射频脉冲（反转脉冲），间隔TIms，再发射一个900脉冲和1800射频脉冲，然后测量MR信号 1800脉冲到900脉冲之间经过的时间称反转时间（ Inversion time TI ）反转恢复脉冲序列 （Inversion recovery IR）,IR=RF180 + SE,12:54:40,36,,,,,,,,,,1800 脉冲,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,900 脉冲,1800 脉冲,,,,,1800 脉冲,部分T1弛豫,较多T1弛豫,X,Y,Z,T1=150, 脂肪抑制 T1=2100, 水抑制 T1=750, 灰白质对比,12:54:40,37,IR序列具有强T1对比特性； 不同T1组织间信号对比随TI时间值发生变化，可设定TI，饱和特定组织。