MRI-成像序列

1、 常规序列 自旋回波序列SE 反转恢复序列IR 快速序列 GE，FSE，EPI信号不是在90脉冲作用之后马上采集。由于质子间相互作用及主磁场不均匀性，导致 Mxy迅速下降，采集不到信号。1955年Hahn提出了一种可以在均匀度不是十分理想的磁场条件下得到横向弛豫时间T2* 的方法， 自旋回波序列是一个以90-180-180的脉冲序列， 90脉冲间隔时间TR(Time of Repetition，重复时间)， 90至回波时间TE(Time of Echo，回波时间)。FID：由90脉冲作用后直接产生的，Mxy从大到小。 Echo：180脉冲作用结果，信号(Mxy)是从小到大然后再从大到小，体现了

2、 M 相聚与相散的变化；由于Mxy是按时间常数T2指数衰减的， TE的长短决定了信号对的长短决定了信号对T2的依赖程度。的依赖程度。 RF作用后(90脉冲)，Mz开始恢复(与T1有关)，Mxy开始衰减(与T2有关)。当下一脉冲周期开始时，其初始值与上一周期结束时的状态有关。所以TR与TE的选择与MRI信号有关。 当下一序列作用时，前面序列作用后的Mz还未恢复至平衡状态。 TR的长短会影响信号纵向恢复程度的长短会影响信号纵向恢复程度。 在每个TR期间，Mz是按 T1 时间常数恢复。TR长，Mz恢复充分；TR短，Mz没有得到充分的恢复。组织R(T1短)，L(T1长)，若TR短(500ms)，R比L

3、恢复快，R的信号强，两者构成对比(T1不同造成)T1加权。TR越短，越短，T1加权比重越大；加权比重越大；TR越长，越长，T1加权越弱加权越弱。 在TE期间，信号按 T2*时间常数衰减。TE长，Mxy衰减得多；TE短，Mxy衰减得少。组织R的T2短，衰减快，L的T2长，衰减慢；用长TE (100ms)，L的衰减慢，L信号强(T2差异) T2加权。TE越短，越短，T2加权越弱；加权越弱；TE越长，越长，T2加权越强加权越强。 减少T2对图像的作用，可以使用短TR(400-600 ms)，以增强不同组织的T1对比度 TE越短越好，由于磁共振仪限制(为了避免接收线圈饱和)和定位脉冲作用，一般TE在5

4、30ms之间。短短TR、短、短TET1加权像加权像T1像特点： 组织的T1越短，恢复越快，信号就越强；组织的T1越长，恢复越慢，信号就越弱。 脑白质：300 ms 脑灰质：500 ms CSF： 2100 ms 将T1对图像的作用减少到最小。 增加TR(2000 ms)，能使T1不同的组织都能得到充分恢复，使信号对 T1的依赖性就减小。 长TE可以将组织的不同T2特性能充分体现出来，以增加图像对T2的依赖，一般TE=120ms左右。 T2长的组织，图像为强信号，如脑灰质； T2短的组织，图像为弱信号，如脑白质。一般讲：组织T1时间长者，其T2时间也较长，所以T1和T2图像一般互为反像。长长TR

5、、长、长TET2加权像加权像脑白质：95 ms脑灰质：105 msCSF： 245 ms 选取长TR(2000ms)和短TE(3040ms)，减少T1和T2对图像影响，则信号强度与组织质子密度有关。 组织质子密度相差不大，则其对比度不强(10-15)。但有较高的信噪比，用于观察细小结构的组织。长长TR、短、短TE质子密度质子密度加权像加权像图像特点： 组织的 H 越大，信号就越强； H 越小，信号就越弱。 脑白质：65 % 脑灰质：75 % CSF： 97 % (%)T1 (ms)T2 (ms)脑白质6530095脑灰质75500105脑脊液972100245 成像中，纵向磁化矢量(Mz)和横

6、向磁化矢量(Mxy)是两个相互相存的量，上一个脉冲序列的Mz恢复值，也就是下一个脉冲序列的Mxy初始值。 第一个序列的90脉冲作用时，Mz最大(Mz0)，倒向XOY平面时， Mxy也最大。由于TR有限，所以Mz恢复也有限，此后序列90脉冲作用时，Mxy在逐渐减小，约(45)个序列结束后，M才会维持在一个相对稳定的值，开始进行数据采集。将此称为预脉冲。自旋回波序列通过下列方法获得不同加权图像： T1加权： TR短(500ms)，TE短(20ms) T2加权： TR长(2000ms)，TE长(120ms)质子密度加权： TR长(2000ms)，TE短(20ms)基本SE序列 一个180脉冲只能产生

7、一个回波信号，若在一个脉冲周期内施加多个180脉冲，在每个180脉冲后，得一个回波，直到信号消失。回波之间的时间可以是相等或不等。每个回波所得到的图像性质是不同的。在一次成像中得到同一层面的不同加权性质的图像。 由于TR长(2000ms)，短TE回波与质子密度有关(CSF是灰色白，灰质为灰白，白质为灰)；随TE延长，质子密度作用逐渐减弱，而T2因素逐渐增大；当TE很长时，图像为很重的T2加权像(CSF为强信号，灰质为次强信号，而白质为灰黑色。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(

8、心脏门控和屏气)。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。 由于TE有限，SE序列的T1像质量不理想。IR序列是用来得到最佳T1像的成像序列。 IR序列是由一个180反转脉冲使 Mz0 反转，此后脉冲同SE序列。180- 90-180-Echon180脉冲反转脉冲结束后，无Mxy的存在，Mz开始恢复，等Mz过了0点后，在时刻 t=TI (Time of Inversion反转时间)，再施加一个 90脉冲(此后的脉冲方式同SE)，再施加180脉冲，就可以得到回波信号。I

9、R序列的TR一般为18002500ms，而TI=400600ms。 IR序列具有强T1对比特性； 可设定TI，饱和特定组织产生具有特征性对比图像(STIR、FLAIR)； 短 TI 对比常用于新生儿脑部成像； 采集时间长，层面相对较少。SE序列TR/TE=2000/30，60，90，120IR序列TR/TE=1500/15，TI=100，200，300，400，500IR序列TR/TE=2500/15，TI=100T1加权SE序列TR/TE=500/30 在IR恢复过程中，组织的Mz都要过0点，但时间不同。利用这一特点，对某一组织进行抑制。 如 脂 肪 ， 由 于 其 T 1 时 间 比 其

10、他 组 织 短 ， 取TI=0.69T1(T1为脂肪弛豫时间)，脂肪的信号好过0点，接收不到它的信号。突出其他组织。STIRT2膝盖矢状像(FSE脂肪抑制，小FOV，层厚3.4mm)常规Fat suppressed FSPGR liver on the 1.5T. 当T1非常长时，几乎所有组织的Mz都已恢复，只有T1非常长的组织的 Mz 接近于0，如水，液体信号被抑制，从而特出其他组织。 FLAIR(Fluid Attenuation IR) 常用于对CSF抑制。SE T2加权 FLAIR脑室水被抑制，白质信号更清楚大脑轴向像(FSE FLAIR 61/2分钟)室周损伤Periventricu

11、lar lesionsT2 FLAIRT1 FLAIR 脑部IR的T1加权可使灰白质的对比度更大。 眼眶部STIR能抑制脂肪信号，增加T2对比，使眼球后球及视神经能更好显示。 脊髓采用FLAIR技术能抑制脑脊液搏动产生的伪影，以利于显示颈、胸段脊髓病变。 肝部微小病变，使用IR能处到较好显示。 关节使用IR能同时提高水及软骨的敏感性。 MT是在标准MR成像序列中增加饱和技术方法，利用活动与运动受限制的质子之间的磁交换来获得对活动质子的信号抑制，这技术对显示肿瘤、水肿和血管等其它疾病具有良好的效果。 在生物系统中，氢核能成在两种环境中自由池(Free pool)：在自由水和一些脂类中有的质子(相

12、关时间：10-12s)，其谱线狭窄(10-100 Hz)，具有长T2(10-100ms)，峰高，称A池。 标准MRI信号主要由这个自由水池提供。结合池(Compound pool)：与蛋白质、大分子和细胞膜结合的质子(相关时间：10-8s)， 有非常宽的谱线(10-50 kHz)，峰低，称B池。 由于T2短，通常MR图像是观察不到该信号。自由水与结合水谱线共振频率相同，但具有不同带宽，质子通过“偶极-偶极交换”产生一个稳定速率的磁化交换，达到平衡。若一个池受到干扰会导致另一个池受影响(弛豫偶合)磁化传递质子的箭头向下示受激态，能产生MR信号。研究表明，化学交换不是MT主要因素，是一种物理现象。

13、MTC技术在激发前，使用一个中心频率与共振频率相差几百-几千HZ的偏振饱和脉冲，使结合水质子被饱和，能过MT作用，自由水质子的磁化被子部分饱和，其MR信号幅度会下降。MTC对脑脊液、脂肪、骨髓及流动的血液无明显饱和效应。MTC在脑部MRA或增强扫描中，可以便血管和增强组织与脑组织之间产生更大的对比。 MTC衰减不明显的组织(5%，1.5 T)： 脂肪、骨髓、流体、水肿、(快速)血液、(心室)血液、CSF、胆汁、尿液。 MTC衰减明显的组织：皮肤80% 骨骼肌肉60-80% 透明软骨70-75% 心肌50-70% 脑白质42-69% 脑灰质39-52%腱/韧带50% fibroglandular

14、(胸部)30-40%肝脏35-40% 脾25-35% 胰25-35% 肾25-35% 血管中血液15-25% 关节渗出液20%MTCNo MTC肌肉硬化(amyotrophic lateralsclerosis)，STIR+MTC技术使肌肉与脂肪同时抑制，使水肿变得清楚。反相常规(同相)同相加反相，水质子图像同相减反相，脂肪质子图像 采用带宽较窄且与脂肪共振频率的射频预脉冲，使脂肪产生饱和，然后再施加一个频带宽而大的脉冲对成像范围内的所有质子进行激励，其中脂肪已被抑制，发出的信号很弱或无信号产生，达到抑制脂肪的目的。 但此种抑制方法的缺点是由于射频脉冲的不均匀性，导致整个图像范围内对脂肪抑制的不均匀。若脂肪与肌肉信号较近时，抑制效果就差。选择与水或脂肪质子共振频率带宽一致的90脉冲激励，然后再用含有水和脂肪质子的混合带宽90脉冲激励。若预选择90脉冲带宽与脂肪质子