MRI基本成像序列PPT参考幻灯片.ppt

1、MRI基本脉冲序列,1,MR信号对比来源于组织固有对比,质子密度 T1 T2 T2* 弥散 流动 磁化传递,2,扫描序列,不同的射频脉冲、不同的梯度、在时间上的不同组合 目的：突出表现组织的固有特性，如T1、T2、弥散、流动等,3,自旋回波（spin echo）SE,自旋回波：通过180再聚焦脉冲使得自旋重新聚焦而获得的回波信号 至少需要两个射频脉冲，一个90激励脉冲，一个或多个 180再聚焦脉冲 激励脉冲可以是小余90的 例外：刺激回波，不需要180再聚焦脉冲，仅仅通过多个90脉冲获得，也是自旋回波,4,自旋回波（spin echo）时序图,5,SE形成机制,6,7,T2衰减：TE时间后SE

2、回波的最大幅度与FID信号最大幅度相比的衰减 SE回波信号：较FID信号小，因为T2衰减 SE回波衰减速度：失相位，T2*衰减 SE回波信号的优势，稳定、可靠。 因为90度脉冲关闭后，FID消失很快，马上采集则因为脉冲的干扰，信号基线很不稳定。这就是很少利用FID信号的原因,8,9,SE序列的加权图像,通过设置不同的TR、TE T1WI：短TR、短TE，信号对比主要源于T1及质子密度（PD）的不同 T2WI：长TR、长TE，信号对比主要源于T2及质子密度（PD）的不同 PDWI：长TR、短TE，信号对比主要源于质子密度（PD）的不同,10,怎样的TR、TE算长、算短呢？ 不同的序列是不同的 短

3、TR、短TET1WI 长TR、长TET2WI 长TR、短TE PDWI 为什么？,11,12,13,SE序列,T1WI 短TR 300-500 短TE 10-20 T2WI 长TR2000 长TE80 PDWI 长TR2000 短TE 10-20 MR信号：与TR、PD成正比，与TE成反比,14,扫描时间：常规SE序列、单层面时 T= TR * NPE(相位编码数)* NSA（采集次数）*层面数,15,SE序列特点,是最基本的成像序列 图像信噪比高，图像稳定性高，有利于图像的横向及纵向比较 磁敏感伪影少，因为180脉冲 成像时间长是其最大的缺陷，尤其是T2WI 射频吸收率（SAR）高,16,T

4、1时间测量：序列的各项参数不变，仅改变TR时间，不同的TR时间显示的不同T1权重，测量FID信号变化，通过计算得出组织T1时间。所用的TR越多，测量越准确。常用部分饱和序列。 T2时间测量：序列的各项参数不变，仅改变TE时间，不同的TE时间显示的不同T2权重，测量SE信号变化，通过计算得出组织T2时间。所用的TE越多，测量越准确。常用SE序列。,17,SE双回波、多回波序列,18,不同回波信号充填不同K空间 一个扫描序列可重建出两组或多组图像 不同TE的图像，如PDWI、T2WI 后面的回波信号逐渐降低，因为T2弛豫 一般都使用长TR 血管瘤“灯亮征”，多回波时，随TE延长，病灶信号逐渐相对增

5、强（较背景）,19,TSE/FSE序列,20,每个回波有不同的相位编码梯度GPE 不同TE的信号充填于同一K空间 不同TE的MR信号用于一组图像 图像的TE为有效TE，即充填于K空间中心的MR回波的TE，也就是决定图像权重的TE 选择不同的TR、有效TE可获得T1WI、PDWI、T2WI 后面的回波信号逐渐降低，因为T2弛豫,21,TSE的K空间充填,22,SE和TSE的K空间充填,23,TSE/FSE序列特点,极大降低扫描时间，减少运动伪影可能 扫描时间 = TR * NSA * NPE/Echo train length*层数 可单次激发产生一幅图像，也可多次激发 K空间节段充填 基本保持

6、了SE序列的特点，信噪比稍差，因为后面的回波因T2衰减信号降低 脂肪在TSE序列图像比SE序列信号强，在T2WI尤其明显 磁敏感伪影甚至比SE序列还要少,24,ssh-TSE，HASTE,序列：TSE，进行128次180度脉冲 获得128个回波，充填K空间128步相位线（一半K空间） 利用K空间对称的特点，使用半傅立叶技术，通过插值，单次激发重建出一幅完整的图像 速度明显提高，一般扫描1层仅需1-2秒，可屏气。不能屏气时呼吸运动伪影也不明显 图像SNR相对较差，为提高SNR，也可使用多次激发及K空间节段充填技术。 常用于水成像，及快速T2WI,25,多层面技术,在SE、TSE、GRE等序列，由

7、于TR远比TE长 为节省等待时间，采用多层面相继激发采集信号 单幅图像扫描时间不变，总的扫描时间大幅降低 最多可扫描的层面：TR/TE TSE时，T因子（回波链长）增加，最多可扫描层数降低,26,多层面技术示意图,27,28,梯度回波（FFE、GRE）,不使用180再聚焦脉冲 通过使用梯度使自旋质子失相位，然后第二个梯度（方向相反）使质子重新聚相位，从而获得的回波 MR信号以T2*方式衰减，因为磁场不均匀无法去除 激励脉冲可使用90度，或小于90度， 为节省时间，一般使用小于90度 梯度回波序列分为扰相梯度回波、稳态梯度回波两类，因为横向M处理不同,29,扰相梯度回波,在下一次射频脉冲前，使用

8、梯度脉冲破坏残余的横向M，即使用扰相梯度 在TR固定时，由于TRT1，多次射频脉冲激励后，纵向M达到相对稳定状态,30,CE-FFE T1、GRE、FLASH扰相梯度回波时序图,31,32,梯度回波特点,由于不使用180反转脉冲，磁场不均匀不能消除，MR信号以T2*衰减 使用90激励脉冲，TR、TE相对SE序列设置都要短的多 激励脉冲翻转角、TR、TE决定不同权重,33,扰相GRE不同对比权重,T1WI：短TR(30 T2*WI：长TR(500)，长TE30，小翻转角10 注意：翻转角,34,扰相GRE特点,由于不使用180反转脉冲，磁场不均匀不能消除，MR信号以T2*衰减 使用90激励脉冲，

9、TR、TE相对SE序列设置都要短的多 成像扫描时间明显减少（比SE） MR信号相对较弱，但效率相对更高 磁敏感伪影大，金属干扰图像严重 能显示磁化率不均匀的病变，如超急性血肿，脑内海绵状血管瘤，微出血灶等,35,稳态梯度回波,不使用扰相梯度破坏横向磁化矢量 使用相位重聚梯度 几次射频脉冲后，纵向M及横向M均达到相对稳定的状态，稳态 一般要求显示的组织有长T2，且TR短T2*，否则，难以形成稳态,36,FISP（FFE、GRASSE）时序图稳态自由进动,37,38,稳态平衡形成的机制,39,FISP特点,不使用扰相梯度 达到稳态时，既是纵向磁化矢量的稳态，也是横向磁化矢量的稳态 所以成像决定于T

10、1及T2（T2/T1），质子密度 为达到稳态，需TRT2*，则FISP图像与GRE一致 对流动的相位漂移敏感，导致信号衰减,40,TrueFISP、b-FFE、FIESTA真实稳态自由进动序列,41,在FISP基础上施加平衡驱动技术 即在三个梯度方向上都进行了相位补偿，即施加重聚焦梯度，所以在成像时以流动的质子不会在各个周期中产生并累积出附加相移，即该序列不会出现流动信号相失所造成的信号损失；当然涡流、湍流除外 决定信号对比：T2/T1 静态与流动的液体都可显示高信号 常用于血管显示，囊实性病变鉴别，如血管瘤与囊肿鉴别；也可用于水成像、脊髓造影 容易产生相位漂移伪影，对梯度要求高,42,PSI

11、F（时间反转稳态快速梯度回波）时序图,43,PSIF特点,稳态梯度回波序列应用时，三个射频脉冲（90度，或小于90度）后，会产生刺激回波 刺激回波是一种自旋回波 所以三个射频脉冲后，每个射频脉冲后都有一个梯度回波和一个刺激回波 FISP采集的是梯度回波 PSIF采集的是刺激回波，在射频脉冲之前，TE为负值 所以PSIF实际上是自旋回波成像，T2WI，使用很短的TR即可获得重T2WI。 使用长TRT2的话，将不能采集到信号,44,45,8球回波，刺激回波,46,47,CISS（相长相干稳态）序列，两次采集，消除true-FISP的相位漂移伪影，但扫描时间长，常用于内耳水成像等 DESS（双回波稳

12、态）序列，兼有FISP和PSIF特征，采集梯度回波及刺激回波两者，常用于软骨显示,48,GRE系列序列应用,MR血管造影 3DGRE颅脑高分辨力图像 急性颅内出血显示，尤其小灶出血，能敏感显示 腹部快速成像，扰相FFE（GRE）已常规替代SE-T1WI 用于水成像 动态增强 心脏MR分析，心脏MR电影 软骨成像,49,50,回波平面成像（EPI）,在读出编码方向连续施加梯度反转 相位编码梯度可连续施加或分别独立施加 硬件要求高，梯度场高，切换率高，一般需达到128次或256次切换/100ms 可单次激发成像，也可分多次激发成像，后者时间长，信噪比提高 单次激发成像的，TR“无限长”,51,SE

13、-EPI时序图，连续相位编码,52,SE-EPI时序图，间断相位编码,53,EPI的K空间充填,54,EPI特点,成像速度极快，可冻结生理运动，100-200ms内就能采集完成一幅图像 磁敏感性高，磁化不均处可致图像扭曲 信号对比：有效TE决定（充填K空间中心回波的TE） T1WI：与IR结合磁化准备 T2WI：SE-EPI T2*WI：GRE-EPI,55,EPI应用,不合作者、婴儿等的快速扫描 腹部屏气T2WI，因后面回波信号幅度逐渐降低，SNR较差 用多次激发、节段充填K空间，SNR提高 弥散成像，灌注成像，脑功能成像,56,EPI对硬件要求高： 梯度强度大、切换快、开关速度快（100m

14、s内开关128次、甚至256次） 梯度快速开关引起的振动强烈，减振措施 磁场均匀度高，延长T2*，保证足够SNR,57,磁化准备序列,激励脉冲前施加磁化准备脉冲 激励脉冲前使机体拥有特定宏观净磁化状态 目的：增加组织对比，抑制特定的组织信号，增加空间分辨率 与上述基本序列相结合 最常见：IR（inversion recovery）序列,58,通过设置不同TI增加组织对比,59,IR-SE序列,60,IR-TSE序列,61,0点TI = 0.693 * T1,62,IR序列应用,压水： FLAIR，1.5 T时，脑脊液T1约3000ms，使用TI为2080 ms，能达到压水目的 压脂： STIR

15、， 1.5 T时，脂肪T1约200-250ms ，使用TI为140-160ms ，达到压脂目的 增加脑灰白质的对比 增加其它特定组织对比 问题：扫描层数减少，扫描时间延长，在STIR肿部分短T1的组织可能信号衰减或无信号（接近脂肪T1时），如亚急性血肿，造影剂增强后组织,63,TFE、MP-RAGE、TurboFLASH快速梯度回波序列,使用极短的TR、TE 为保证足够的横向磁化矢量，也必须使用很小的翻转角5 -10 这样使信号对比差 为显示对比，需要磁化准备，所以也称为对比增强准备 信号对比：磁化准备脉冲不同，充填K空间中心的信号对比,64,2D-T1WI-TFE,65,3D-T1WI-TFE,66,T2WI-TFE,67,T2WI，90 180 90,68,90脉冲后FID信号 t时间后使用180反转脉冲