医学影像成像原理-特殊MRI序列

1、SE和和GRE以外的以外的MRI序列或技术序列或技术 脂肪抑制序列 STIR FS 血管成像 三维成像 DWI 和其它fMRI脂肪饱和技术脂肪饱和技术（Fat Saturation，FS） FS的作用 如何分辨脂肪 优缺点 脂肪饱和技术（Fat Saturation），又叫频率选择脂肪预饱和技术，是临床上广泛使用的两种MRI脂肪抑制技术之一为什么要抑脂？为什么要抑脂？ 为什么说大家都说MRI就是看水分子的？ 但是脂肪也是MRI的观察组织； 脂肪的分布常规扫描 抑脂扫描常规扫描 抑脂扫描 常规扫描 抑脂MRIMRI仪器如何分辨脂肪？仪器如何分辨脂肪？ 脂肪在MRI上有两个与众不同的显著特点，其中

2、一个特点就是在同一外磁场中人体内脂质的氢质子的进动频率（进动频率（磁共振与水分子的氢质子有。 （进动频率） = = （磁旋比）. .B B（外磁场强度）B B0 0 从拉莫尔方程中我们得知原子核的进动频率主要取决于：1)1)原子核本身原子核本身的性质2)2)外磁场强度外磁场强度 后来进一步的研究表明，原子核周围电子云（由原子核所处的分子结构分子结构所决定）对有拉莫尔频率有细微的影响，这种影响同样影响同样与外磁场强度成正比与外磁场强度成正比计算水和脂质中的氢质子进动频率差 已知在1.5T磁共振成像仪中，水分子中氢质子比脂质中氢质子慢了224Hz,那么在0.5T的仪器中，二者相差多少Hz？ 下面我

3、们用一个频率范围较窄并在脂质中质子进动频率左右的射频脉冲（RF）来激励人体，看会出现什么状况 水分子中氢质子不受影响，不能吸收RF能量，即不参生共振而脂质中氢质子参生了共振，但我们并不测这次RF激励的磁共振信号，此RF就称脂肪预饱和RF 然后我们再用一个常规成像的RF：即频率范围较宽的的RF脉冲，可以同时激励脂质和水分中的氢质子。 这时脂肪中氢质子因处于共振吸收状态，不能再吸叫能量； 而水分子中氢质子则能吸收能量，从而产生共振，并可测得信号。也就是说，图像中脂质分子的信号是消失或减弱的，从而得到脂肪抑制信号问题：1.如果肪脂预饱和RF频率范围 也覆盖了水氢质子进动频率-缺点1，不利于低场机使用

4、2.如果不同部位的脂肪质子进动频率不一致会怎么样-缺点2，抑脂不均匀优点：与另一种常用STIR比较才知道。哪一张是FS图反转恢复(Inversion Recovery,IR)序列构成 :180180反转脉冲反转脉冲 + + 90激发脉冲 2个要点：一个特别的脉冲和一个特别的时间间隔 从MRI原理角度看，对照“90度激励脉冲”，思考为什么要使用“180度反转脉冲”？ 那么我们首先要回答“180度反转脉冲”会参生哪些效果一个特别的脉冲复习一下90度脉冲激励（excitation）弛豫（relaxation）活动的箭头表磁矢量180度脉冲激励以后ZZ90度脉冲激励以后未激励以前Z可以测信号吗？可以测

5、信号吗？要想在180度反转脉冲后测MR信号，应该怎么办？ 要想测信号，我们必须再用一个90度脉冲激励。 那么这样与直接用90度激励脉冲有何区别？ 我们首先来考察一下，如果在180度脉冲后不再应用任何激励脉冲情况下的relaxation过程90度脉冲作用以后relaxation180度脉冲作用以后relaxationZZTime纵向磁化矢量纵向磁化矢量与90度脉冲相比，180度脉冲能将组织的纵向弛豫差别增加1倍，也就是说T1对比增加1倍纵向磁化矢量纵向磁化矢量考虑一下有两种不同组织的情况考虑一下有两种不同组织的情况 纵向磁化量不能被直接探测到，当然纵向磁化量间的差值也不能被直接测量到。要想测这个

6、差值，必须要要再用再用90度脉冲度脉冲，而用了90度脉冲以后，这个磁化量间的差值就能被测到。结论：180反转脉冲增大了不同组织间的T1 差别（纵向弛豫差别） 问题：单独的IR序列能体现横向磁驰豫（T2 ）差别吗？纵向磁化矢量纵向磁化矢量再来看第二个要点：何时施加90度激励脉冲？即180度反转脉冲与90度激励脉冲的时间间隔，称之为翻翻转时间转时间（Time of inversion,TI）太早或太迟行不行？TI为IR序列中的关键参数IR产生的是产生的是T1对比度所以对比度所以TI的选择也与组织的选择也与组织的的T1值有关值有关IR序列的对比参数序列的对比参数常用的IR序列1、STIR即短时翻转序

7、列，ST为short time即短TI （比如在1.5T主磁场中采用150ms的翻转时间） 纵向磁化矢量纵向磁化矢量1 2 3组织1代表脂肪脂肪组织脂肪组织T1值远短值远短于其它各种人体组织的特点（即脂脉组织纵向弛豫特别快），在脂肪组织信号因较快的纵向弛豫而率先接近零点时的给予90度脉冲则脂肪的磁化量不能被测到。结论：STIR可以抑制脂肪组织信号2、FLAIR （Fluid-attenuated inversion recovery）考虑一下采用长TI的情况，比如在1.5T磁共振仪中采用2000ms的TI值纵向磁化矢量纵向磁化矢量3 2 1组织1代表脑脊液静止或缓慢流动液体T1值远大于其它人体

8、组织结论：FLAIR可以抑制液体信号磁磁共振血管成像共振血管成像 磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）具有无创伤性、操作简便、成像时间短、无需对比剂等特点。MRA 可同时显示动脉与静脉，也可分期显示各期血管像。 MRA 成像方法主要有：描述组织磁化矢量的大小，最典型的是时间飞越法；显示组织磁化矢量的方向或相位，最典型的是相位对比法。 一、时间飞越法MRA 时间飞越（TOF）法血管成像基础是静止组织的磁化饱和与充分磁化的流入血液之间关系。 二、相位对比法MRA 相位对比（PC）法MRA（简称PCA）是用磁化矢量的相位或相位差异作为信号强度以抑制背

9、景信号、突出血管信号。最常用的方法是双极梯度对流动编码。 三、对比增强MRA 对比增强MRA（CE-MRA）使用的是极短的TR 与极短的TE 的快速梯度回波序列。 目前用于CE-MRA 的序列多为三维扰相GRE，实际上利用三维超快速扰相GRE T1WI 序列进行CE-MRA，流动对成像的贡献很小，血液与其他组织的对比是由对比剂制造出来的。第八节第八节 磁共振成像的图像质量磁共振成像的图像质量 成像参数对MR 图像质量的影响 （一）组织固有参数 被检区域内组织的固有参数会影响信号强度，从而影响MR 图像质量。组织质子密度高，产生的信号强，SNR 高，如脑组织、软组织等；组织质子密度低，产生的信号

10、弱，SNR 低，如致密骨、肺等组织。具有短T1 的组织和长T2 的组织，因其在不同的加权像上信号强度较高，而所获得的SNR也较高。 （二）体素容积 每个像素的MR 信号强度是由相应体素内的组织所产生的。体素的大小又是由FOV 的大小、采集矩阵的大小及兴趣区层面厚度所决定。 FOV 大小的选择取决于被检体兴趣区组织的解剖结构和所选择的线圈。 FOV 一定时，增加矩阵的行数和列数，将使体素变小，其内包含的质子数减少，产生的信号减弱。 层面越厚，产生的信号越多，SNR 越高。但是层面越厚，其垂直于层面方向的空间分辨率越低，且部分容积效应也大。 （三）TR、TE、翻转角 1TR TR 是一个决定信号强度的因素。 2TE TE 决定着读出信号前横向磁化的衰减量。 3翻转角 翻转角控制着M0 转换为MXY 的量，并在接收线圈内感应出信号。 （四）信号激发次数 信号激励次数（NEX）也称平均次数（NSA）。SNR 与NEX1/2成正比，增加NEX 可以降低噪声对图像的影响