MR脉冲序列基础知识及临床应用讲座.ppt

,清远市人民医院影像科 唐姗姗,MR脉冲序列基础知识及临床应用,GE 脉冲序列,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,保持T2对比，加快扫描速度,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改变图像对比,T1Flair,T2Flair,GRE,SPGR,消除T2残留,FIESTA,保持稳定T2残留,EPI,提高扫描速度,提高扫描速度,加入弥散测量梯度,DW-EPI,Fast SPGR,加快扫描速度,LAVA,增加空间和时间分辨率 应用均匀的压脂 提高病变检出率,1,SE家族,SE、FSE、FSE-XL、SSFSE、FSE-IR、STIR、T1FLAIR、T2FLAIR,自旋回波序列 （Echo Spin, SE）,自旋回波（SE）,实际信号衰减曲线,time,900,1800,T2 衰减曲线,T2* 衰减曲线,回波,TE,900,TR：重复时间 TE：回波时间,TR,SE临床应用,SE序列结构简单，图像信噪比好，组织对比度好，对磁场不均匀敏感性低，磁化率伪影少，是MRI检查经典序列。用于采集T1,T2, PD加权对比度图像，所有解剖区域。 短TR（ 600 ms）、短TE（ 30 ms ）：T1加权像 长TR（1500ms）、长TE（ 60ms ）：T2加权像 长TR、短TEPD加权像,SE序列扫描时间,Scan TimeTR*Phase*NEX,如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像 T1图：0.4*256*2 = 3分24秒 T2或PD图：4*256*2 = 30分钟!,主要缺点：采集时间长，体部成像易产生伪影 目前，SE序列为获取T1WI的标准序列，较少用于T2WI和质子密度成像。,SE,FSE,提高扫描速度,快速自旋回波序列 FSE(TSE),快速自旋回波（FSE）,概念：有效TE：90脉冲到填充K空间中心 区域的时间间隔,900,T2 衰减曲线,T2* 衰减曲线,快速自旋回波（FSE）,如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像 Scan TimeTR*Phase*NEX / ETL T1图：0.4*256*2 / 3 = 1分8秒 T2或PD图：4*256*2 / 16 = 2分钟,FSE序列在90脉冲重复发射的时间间隔（ TR ）期间使用多个180脉冲，分别与不同的相位编码对应，并产生图像，明显缩短了数据采集时间。,FSE-T2WI,快速自旋回波（FSE）,缺点： 多个180脉冲所采集的回波各不相同。在重建图像的时，会出现图像的模糊。ETL越长，这种情况越严重。,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,快速自旋回波序列加强 FSE-XL,快速自旋回波加强（FSE-XL）,缩短回波间隔(echo spacing, ESP)，缩短回波时间，因而增加了T2图像清晰度。,ESP,快速自旋回波加强（FSE-XL）,FSE-XL图像比FSE清晰，扫描层数更多。 现在临床上采集T1、T2或PD的图像常规都使用FSE-XL序列，而不再使用FSE序列。,FSEXL的图像特点及临床应用,所有部位的T2,T1和PD采集都适用。,FSEXL的图像特点及临床应用,所有部位的T2,T1和PD采集都适用。,FSEXL图像特点及临床应用,所有部位的T2,T1和PD采集都适用。,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,保持T2对比，加快扫描速度,快速翻转恢复自旋回波序列 Fast Recovery FSE (FRFSE),快速翻转恢复快速自旋回波序列,快速翻转恢复快速自旋回波加强 （FRFSE-XL）,最后一个重聚焦脉冲将横向磁化相位重聚后，被其后的-90脉冲翻转到Z轴上，用来参与产生下一组回波。 与FSE比较FRSE增加了长T2组织的信号，增加了SNR及T2权重，可以采用较长的ETL。一般常规的T2图像都可以使用FRFSE-XL来采集。 不能用来采集T1图像。,FRFSE用于脊柱的PD及T2加权采集,T2WI清晰显示椎体内血管瘤，T2WI压脂进一步突出病变，显示细节。,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,保持T2对比，加快扫描速度,SSFSE,提高采集速度,单次激发自旋回波序列 Single-shot FSE，SSFSE Half-Fourier acquired single shot turbo spin echo，HASTE,SSFSE,单次RF内完成一层扫描所有数据的采集每幅图像 成像不到1秒，图像较常规图像模糊。 0.5NEX相位编码数为正常的一半，利用K 空间的共轭对称性推算出另一半，但SNR会降低。,SSFSE的图像特点及临床应用,成像速度快，可用于屏气扫描和不能配合的患者及儿童，还可用于定位像。 回波链长，可获得重T2加权，用于水成像：MRCP、MRU。 SNR低，边缘模糊伪影严重，图像不清晰。 与EPI相比几何变形不敏感。 只能用于T2WI，不能采集T1WI,SSFSE的图像特点及临床应用,SSFSE用于腹部扫描，对运动不敏感。但图像模糊。适用于呼吸不规律的病人。,SSFSE的图像特点及临床应用,SSFSE用于腹部扫描时，病变检出率小于FSE-XL+呼吸门控,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,保持T2对比，加快扫描速度,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改变图像对比,T1Flair,T2Flair,翻转恢复自旋回波序列 FSE-IR,反转恢复快速自旋回波（FSE-IR）,IR=180预脉冲+SE 适用于TI较小的情况，如STIR（TI=150ms）， TI增大时最大采集层数迅速减少,翻转恢复序列的图像特点,TI 时间控制组织抑制和对比，可采用不同的TI选择性 抑制一定T1值的组织信号 TE 时间控制T2 权重,STIR序列的图像特点及临床应用,1.该技术主要用于抑脂，由于对磁场的不均匀较不敏感，因而比化学饱和压脂（FS）更均匀 2.因含有T1加权而对T2对比显示不好，仅用于偏中心（肩、颈椎、骶椎）及低场强下的T2压脂。 3.因抑制短T1信号而不能用于造影增强。,Multi-IR序列的图像特点及临床应用,“黑血”序列(Double IR)(dark-blood prepared TSE)使心腔中的血液信号被饱和而消失，有利于观察心肌壁的病变. Triple IR(TRIM):在Double IR的基础上添加翻转恢复脉冲，抑制心包中脂肪的信号，对心肌病变的显示更为敏感。,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,保持T2对比，加快扫描速度,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改变图像对比,T1Flair,T2Flair,提高采集层数,T1FLAIR,采用插值方法使增加脑灰白质对比(TI=750)的FSE-IR序列在一个TR内可以采集的层数大大增加。,T1FLAIR序列的图像特点及临床应用,T1 Spin Echo,T1 Flair,获得更好的组织对比度-噪音比及信噪比高，灰白质对比强，对解剖结构的显示是其它序列无法代替的。,T2FLAIR,同样采用插值方法使压水(TI=2100)的FSE-IR序列在一个TR内可以采集的层数大大增加。,T2FLAIR序列的图像特点及临床应用,保持T2对比度的同时抑制自由水信号，突出结合水信号，便于鉴别脑室内/周围高信号病灶（如多发性硬化、脑室旁梗塞灶）以及与脑脊液信号难于鉴别的蛛网膜下腔出血，肿瘤及肿瘤周围水肿等,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,保持T2对比，加快扫描速度,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改变图像对比,T1Flair,T2Flair,GRE,提高采集层数,提高扫描速度,梯度回波序列 Gradient recalled echo，GRE,GRE序列特点,由于90激励脉冲改为小角度激励，纵向驰豫所需时间明显缩短，从而明显提高成像速度 由于采用反向梯度场代替180相位重聚脉冲，故不能剔除主磁场不均匀造成的质子失相位，因而获得的是组织的T2* 驰豫信息而不是T2驰豫信息，同时使用GRE序列对磁场不均匀性敏感，故容易检出造成磁场不均匀的病变，如出血等，但因此易产生磁化率伪影 血流在GRE序列上常呈高信号，不需对比剂即可显示血管结构 GRE序列SNR低于SE序列,梯度回波（GRE）序列,time,T2 衰减曲线,T2* 衰减曲线,回波,Gx,实际信号衰减曲线,梯度回波（GRE）序列,M0,由于TR时间缩短，为了防止图像出现饱和，所以使用小角度射频脉冲。 去掉180翻转脉冲，以加快扫描速度。所以对磁场不均匀很敏感。 由于TR缩短，长T2的物质的横向磁化矢量无法完全衰减，所以往往存在T2残留。,GRE序列的图像特点及临床应用,GRE序列组织对比不如FSE序列，但对于脊髓中灰白质显示优于FSE,GRE,FSE,GRE序列的图像特点及临床应用,GRE对显示关节囊形态、 观察关节软骨和含铁病变意义重大。但对于骨的水肿信号不如SE-T2和PD压脂敏感。,FSE-XL,GRE,SE,提高扫描速度,GRE,SPGR,消除T2残留,扰相梯度回波序列 Spoid Gradient Echo, SPGR(FLASH),扰相梯度回波序列（SPGR）,T2 衰减曲线,T2* 衰减曲线,回波,实际信号衰减曲线,Gx,Gz,施加扰相梯度场，去除残留Mxy,SPGR序列图像特点及临床应用,一般用来采集T1图像。 SPGR-T1WI广泛用于中上腹部脏器检查、化学位移（同/反相位）成像、TOF/PC MRA、对比增强MRA、关节软骨成像及所有的快速T1WI及动态增强扫描。T2WI用于出血病变和大关节病变（特别是半月板损伤，常作为首选序列）、颅脑T2*WI、SWI。 较SE家族的序列，采集速度快，常用在对时间要求比较高的解剖部位。如：腹部。 较SE家族，对磁敏感伪影较大，SNR低。,SPGR序列的图像特点及临床应用,DUAL SPGR(双回波）诊断脂肪肝,SE,提高扫描速度,GRE,SPGR,消除T2残留,Fast SPGR,加快扫描速度,Fast SPGR,Fast SPGR序列使用持续时间更短的激励RF脉冲以及更宽的接受带宽（能够缩短读出时间）。这样可以规定更短的TR及TE，最终缩短了总扫描时间。 与SPGR比较，SNR降低,FSPGR序列的图像特点及临床应用,T1W BH Dual Echo FSPGR 手术前影像诊断：肝脏含脂肪多血供良性肿瘤，以血管平滑肌脂肪瘤或肝腺瘤的可能性大 术后病理诊断：肝腺瘤,In phase,Out phase,FSPGR序列的图像特点及临床应用,2D FSPGR 用于屏气采集腹部T1图像或是进行腹部多期动态增强。,FSPGR序列的图像特点及临床应用,3D FSPGR(FAME)扫描肝脏3期 3D 多时相肝脏动态增强快速扫描，进一步提高分辨率，可多角度重建，有助于小病变的检出与鉴别。,SE,提高扫描速度,GRE,SPGR,消除T2残留,Fast SPGR,加快扫描速度,LAVA,增加空间和时间分辨率 应用均匀的压脂 提高病变检出率,LAVA Liver Acquisition with Volume Acceleration （肝脏三维容积快速多期动态增强成像技术 ）,采用超短TR、TE和小角度脉冲，高场MR的TR为38ms，TE通常为13ms，射频脉冲激发角度通常为1015度。 集中了多种快速采集技术，如部分K空间技术、半回波技术、并行采集技术、匙孔技术等 层厚一般较薄，高场一般为25mm。多采用容积内插重建技术，层间可有重叠，有利于三维重建（MPR）。 扫描速度快，根据参数不同，整个三维采集需要十几秒到数十秒，甚至仅需要数秒，如用于肝脏动态增强扫描，一次屏气可以进行多个时相的扫描，从而获得多动脉期的动态图像。 对硬件要求较高，多1.0T以上，高密度线圈。,LAVA的临床应用,用于对动态增强扫描时间分辨力要求不高的部位，如乳腺、体部或四肢软组织。 存在呼吸运动或对动态增强扫描的时间分辨力要求高的脏器，如胸部、肝胆脾胰、肾脏、胃肠道等。在1.5T或3.0T，每个时相的三维容积采集时间可以缩短至310s，一次屏气20s可进行双动脉期或多动脉期的扫描。,LAVA的图像特点及临床应用,动脉早期,动脉晚期,门脉早期,平衡期,SE,提高扫描速度,GRE,SPGR,消除T2残留,Fast SPGR,加快扫描速度,LAVA,增加空间和时间分辨率 应用均匀的压脂 提高病变检出率,FIESTA,保持稳定T2残留,SE,提高扫描速度,GRE,SPGR,消除T2残留,Fast SPGR,加快扫描速度,LAVA,增加空间和时间分辨率 应用均匀的压脂 提高病变检出率,平衡式稳态自由进动 (Balance SSFP) Fast Imaging Employing Steady state Acquisition FIESTA(TrueFISP),FIESTA脉冲序列,a,a,G Slice,G Phase,G Freq.,Echo,RF,在每个TR间隔的末尾对横向磁化进行重新定相，所产生的信号独立于TR。,FIESTA序列的图像特点及临床应用,具有高的T2/T1比率的自旋造影（如脑脊液、水及脂肪），同时抑制来自具有低T2/T1比率的组织（例如肌肉和心肌）的信号 TR缩短时信号强度不受影响，因此可在很短的时间内运行且不产生对SNR的影响。 成像速度快，对运动不敏感。 对水性物质显示较好，软组织对比较差。诊断软组织病变时，容易漏诊。,FIESTA序列的图像特点及临床应用,心脏电影成像：心脏功能评估、定量分析、瓣膜形态及大血管评估,FIESTA序列的图像特点及临床应用,FIESTA显示神经,耳蜗前庭神经,GRE,消除T2残留,FIESTA,保持稳定T2残留,EPI,提高扫描速度,SPGR,Fast SPGR,加快扫描速度,LAVA,增加空间和时间分辨率 应用均匀的压脂 提高病变检出率,平面回波序列 Echo Planar Imaging, EPI,EPI序列设计,在层面选择激励后，通过快速切换的梯度脉冲代替射频脉冲产生更多的回波，在较短的时间内完成所有K空间信息的采集。只要梯度切换的速率和幅度足够，在组织MR信号完成散相位前完成信号采集。 传统脉冲序列都可以与EPI的采集部相结合,平面回波（EPI）脉冲序列,EPI序列的图像特点及临床应用,EPI序列成像速度快，时间分辨率高，目前最快的MRI信号采集方式，单层图像采集时间可缩短到100毫秒。 对磁场不均匀非常敏感。 图像信噪比比常规图像差。,EPI序列的图像特点及临床应用,灌注加权成像（PWI）通过显示组织毛细血管水平的血流灌注情况，评价局部组织的活动及功能状况。对于脑梗死后的再灌注和侧枝循环的建立和开放很敏感，并用于鉴别肿瘤复发和放疗后组织坏死的早期改变，推断肿瘤的分化程度。,EPI序列的图像特点及临床应用,血氧水平依赖（BOLD）对比增强技术，被广泛用于视觉、运动、感觉、听觉以及语言中枢的研究。为术中保护脑功能区及偏瘫患者的功能恢复提供参考证据。,右手运动,弥散平面回波序列 DW-EPI,GRE,提高扫描速度,EPI,加入弥散测量梯度,DW-EPI,弥散现象,自由水 （脑脊液、 尿液）,受限水（人体 一般组织 水分子）,自由扩散,限制性扩散,弥散加权原理-SE-EPI,静止水分子,RF,slice,信号强度,弥散水分子,弥散梯度（扩散敏感梯度）,180,90,弥散的病理基础,正常组织 随机运动的水分子-低信号,细胞毒性水肿的组织 运动受限的水分子-高信号,细胞坏死崩解组织 水分子运动不受限-低信号,DW-EPI