磁共振检查技术-脉冲序列.ppt

磁共振检查技术 脉冲序列 一 常用脉冲序列及其应用 第一节 二 成像参数的选择 第二节 三 流动现象的补偿技术 第二节 四 伪影的补偿技术 第二节 五 MRI对比剂的应用 第二节 六 人体各解剖部位MRI检查技术示例七 MRA的临床应用八 心脏的MR检查九 MR水成像技术及其临床应用十 MRS临床应用实例十一 功能MRI fMRI 重点讲述 简单讲述见光盘 第三节 SE脉冲序列 GRE脉冲序列 IR脉冲序列 标准IR 快速IR STIR FLAIR等 EPI技术 常用序列是MRI 基本原理 技术的重要部分 它控制着系统施加RF脉冲梯度和数据采集的方式 并因此决定图像的加权 图像质量以及显示病变的敏感性 1 常规SE脉冲序列2 FSE脉冲序列 1 常规GRE脉冲序列2 GRASS脉冲序列3 扰相GRE脉冲序列4 SSFP5 快速GRE成像序列 第一节常用脉冲序列及其应用 头部 2WI T1WI 腹部 2WI T1WI 头部MRA 腹部MRCP 本节课的主要内容 1 掌握三大基本序列 SE IR GRE 的基本成像原理 分类及特点 2 掌握三大序列 SE IR GRE 的主要的参数 如FSE的回波链 ETL IR的反转时间 TI时间 GRE的翻转角 FA 3 了解EPI序列的基本成像原理及特点 2 脉冲序列的基本成像原理涉及物理知识较多 参考 医学影像物理学 有关章节 学习脉冲序列的难点 脉冲序列的种类多 且不同生产厂家在序列的命名上各有差异 如快速自旋回波 通用公司 GE 为FSE 飞利浦 Philips 为及西门子 Siemens 为TSE 扫描序列名称 GEsigna1 5TMR脉冲序列 两个问题的回答 2 为什么水在 2WI为高信号影 脂肪为高信号影 肝为低信号影 为什么水在 1WI为低信号影 脂肪为高信号影 三组主要概念 T1及T2时间 TR及TE时间 T1WI T2WI PDWI 场强为1 0T时不同组织的弛豫时间 Mz T1 纵向弛豫时间 90 脉冲停止后 Mz达到其最终平衡状态63 的时间 T2 横向弛豫时间 90 脉冲停止后 Mxy衰减到原来值的37 的时间 M M T163 T237 核磁弛豫 90 脉冲180 脉冲 90 pulse 180 pulse 90 RF的特点 Mxy衰减快 信号难以采集 自由感应衰减 FID 180 RF的特点 1 Mxy重聚焦 信号得以采集 2 在TE 2激发 Mxy Mxy Mz Mz 去相位 复相位 一 常规SE脉冲序列1 单回波 90 RF激励脉冲 180 重聚相位脉冲 回波短TR 短TE T1WI长TR 长TE T2WI长TR 短TE PDWI2 双回波 90 RF激励脉冲 180 重聚相位脉冲 回波 PDWI 180 重聚相位脉冲 回波 T2WI 短TR 短TE T1WI长TR 长TE T2WI长TR 短TE PDWI 一 SE脉冲序列 TR repetitiontime 两个90 脉冲之间的时间为重复时间 TE echotime 90 脉冲至测量回波时间称为回波时间 MRI仪的接收线圈检测不到宏观纵向磁化矢量 Mz 而只能检测到旋转的宏观横向磁化矢量 Mxy 采集信号时组织中旋转的宏观横向磁化矢量 Mxy 越大 产生的磁共振信号越强 90 pulse Mz SE序列T1加权成像 T1WI 选择短TR短TE 如500ms 20ms 1 TR较短时 90 脉冲后T1时间较长的组织 如水 的Mz大部分尚未恢复 TE 2处 10ms 激发180 脉冲后在聚焦Mxy小 测得的信号强度较小 而T1时间较短的组织 如脂肪 则相反 2 T1WI主要反映组织间Mz的大小 受T2值影响小 主要体现T1值 Mxy FID SE信号 SE T1WI TR 560msTE 20ms SE T1WI TR 500msTE 25ms SE序列T2加权成像 T2WI 选择长TR长TE 如2500ms 100ms 1 TR较长时 90 脉冲后各种组织的Mz基本恢复 T1对图像的影响减少 2 T2长的组织 如水 在180 脉冲后在聚焦Mxy大 测得的信号强度高 T2短的组织 如骨组织 相反 Mxy Mz T2长 T2短 180 pulse SE T2WI TR 2000msTE 90ms SE T2WI TR 2000msTE 90ms SE序列质子密度加权成像 PDWI 选择长TR短TE 如2500ms 30ms 1 TR较长时 90 脉冲后各种组织的Mz基本恢复 T1对图像的影响减少 2 TE短时 T2值影响不大 这时的MR图像上信号强度差别主要由组织间质子密度不同所致 3 T2WI的第一个回波或第二个回波形成的图像就是PDWI 双回波 SE PDWI TR 2000msTE 30ms SE PDWI TR 2000msTE 25ms SE序列不同加权像与TR TE的关系 SE T1WI TR 560msTE 20ms SE T2WI TR 2000msTE 90ms SE PDWI TR 2000msTE 30ms SE序列在头部的应用 SE序列在头部T1增强的应用 SE T1WI增强 SE T1WI增强 T1FLAIR T1WI平扫 FSE T2WI平扫 单回波T1WI TR 500msTE 25ms 双回波PDWI TR 2000msTE 25ms 双回波T2WI TR 2000msTE 90ms SE序列在上腹部的应用 SE序列的优缺点 优点 图像质量高 用途广 可获得对显示病变敏感的真正T2WI T1WI显示 解剖结构 增强扫描 短T1效应 T2WI显示 病变的水肿和液体PDWI显示 效果较差 应用较少 缺点 扫描时间相对较长 SE的扫描时间 TR 相位编码次数 NEX 二 FSE脉冲序列在一次90 RF脉冲后施加多次180 重聚相位脉冲 取得多次回波 90 RF激励脉冲 180 重聚相位脉冲 回波 180 重聚相位脉冲 回波 180 重聚相位脉冲 ESP 回波间隔ETL 回波链长度 ESP 回波间隔 ESP缩短 允许更长的回波链 几何变形小 层面间隔缩短 ETL eachtrainlength 回波链长度 n ETL 个180o脉冲 FSE的扫描时间 TR 相位编码次数 ETL NEX 回波链 ETL ImageA ETL 3ImageB ETL 6ImageC ETL 12 ETL与扫描时间 扫描时间 3分40秒 扫描时间 1分55秒 扫描时间 1分钟 SE与FSE比较 SE序列一个TR时间内只产生一个回波充填于K 空间内 FSE序列一个TR时间内产生多个回波充填于K 空间内 扫描时间 TR 相位编码次数 ETL 激励次数 NEX FSE T1WI TR 400msTE 11 8msETL 3 FSE T2WI TR 4800msTE 115 3msETL 19 FSE PDWI TR 4800msTE 38 2msETL 19 短TR 短TE T1WI 长TR 长TE T2WI 长TR 短TE PDWI 具有多个再聚焦回波的自旋回波回波链 ETL 图像质量由回波间隔 ESP 决定 FSE脉冲序列特点 缩短扫描时间 FSE序列的优缺点 优点 扫描时间显著缩短 重T2成像 水成像 联合呼吸触发应用于胸腹检查 磁敏感效应差对金属不敏感 应用于有假牙 节育环的部位 缺点 ETL增大 图像模糊 磁敏感效应差对出血不敏感 流动和运动伪影增加 FSE T1WI FSE T2WI FSE T1WI FSE T2WI FSE序列可直观细致显示软骨 筋膜 韧带的成像序列 FSE序列可直观细致显示软骨 筋膜 韧带的成像序列 FSE XLFRFSE XLSSFSEFSE IRSSFSE IR FSE家族 SSFSE特点 快速扫描 应用于躁动 不合作的患者超重度T2图像 MRCP2D采集模式 2D SSFSE MRU 扫描时间 1秒 TEChangeswithSSFSE ImageA TE 423msImageB TE 740msImageC TE 1199ms TE控制着横向磁化恢复的程度 因而决定着图像的T2加权程度 二 IR脉冲序列IR脉冲序列 180 反转脉冲 90 RF激励脉冲 180 重聚相位脉冲 回波 取得良好的T1对比 主要用于获取重T1WI 给予180 脉冲之后 磁化矢量由z轴正方向翻转到负方向上 各种组织进行T1驰豫 脂肪 T1值180ms 恢复最快 某一点时 脂肪在z轴上的分量为Mz 0 此时施加90o脉冲 在xy平面上脂肪没有分量 其它组织有分量 xy平面上的分量决定信号的强度 因此 脂肪没有信号 得到的图像为脂肪抑制图像 即STIR 同理 可得到水的抑制图像 称为T2FLAIR TI为750ms时 灰白质的对比最好 称T1FLAIR 900 M 反转恢复 IR 水 IRSE RF180 SE TI 150ms 脂肪抑制 STIR TI 2100ms 水抑制 T2FLAIR TI 750ms 灰白质对比 T1FLAIR 脂肪 TI 灰白质 FSE IR RF180 FSE TI时间 timeofinversion 反转时间 从180 反转脉冲 90 RF激励脉冲的时间 90o 180o 90o TI TI 0 69T1 TR相同TI不同A 100msB 140msC 300msD 600ms TI时间 STIR1 5T 145 160ms1 0T 120 130ms05 T 90 100ms0 2T 70 90ms FLAIR1 5T 2500ms1 0T 2200ms05 T 2000ms0 2T 1500ms 脂肪抑制 水抑制 FSE IR分类 T1FLAIR TI 750ms灰白对比T2FLAIR TI 2000 2200ms水抑制STIR TI 150ms脂肪抑制 T1FLAIR SE T1WI TR 560msTE 20ms T1FLAIR T1WI TR 2190msTE 20msTI 750ms T1FLAIR FLAIR或液体衰减翻转恢复序列是FSE IR的一种 在保持T2对比度的同时抑制CSF信号 可用来观察临近CSF区域的中等T2信号病变组织 FLAIR T2FLAIR T2FLAIR TR 8002msTE 161msTI 2200ms STIR 压脂序列 TR 2000msTE 30msTI 110ms 0 5T TR 2500msTE 40msTI 110ms 0 5T TR 3400msTE 39msTI 150ms 1 5T T1FLAIR SE序列在头部T1增强的应用 T1FLAIR SE IR序列的优缺点 优点 T1对比效果好 SNR高 灰白质对比 T1FLAIR 脂肪抑制 STIR 水抑制 T2FLAIR 缺点 扫描时间相对较长 4 5min FSE IR 由于ETL 扫描时间缩短 三 GRE脉冲序列 1 常规GRE脉冲序列2 稳态GRE脉冲序列扰相GRE脉冲序列 RF破坏 SPGR T1 FFE FLASH 梯度破坏 MPGR FLASH 激励后重聚焦 GRASS FFE FastMPGR FISP激励前重聚焦 SSFP PSIF T2 FFE全部重聚焦 平衡SSFP3 快速GRE成像序列 一 常规梯度回波 GRE 序列 Signal3 T2 Decay RF G频率编码 去相位 复相位 FID FID 回波 与SE两个脉冲成像的方式不同 GRE是用单个小角度脉冲结合两个反向的梯度场来成像 它反映的驰豫主要是T2 驰豫 SE的180 脉冲逆转了T2 驰豫 反映的是T2驰豫 所以梯度序列SNR SAR都较SE小 TR TR TE GRE序列的主要参数 小角度 FA 90 或稍大于90 但不使用90 TR 使用一次小角度脉冲激励后 在净磁矢量中仍有相当多的纵向磁化被保留 明显缩短了纵向磁化恢复所需的时间 TR明显缩短 50ms TE 通过选层梯度和读出梯度的反转产生复相位 其速度远较用180 复相位脉冲快得多 使获取回波所需的TE明显缩短 5 10ms M0 Mz Mxy GRE T1WI TR 40msTE 4 1ms 70o GRE PDWI TR 40msTE 4 1ms 10o GRE PDWI TR 500msTE 20ms 20o 翻转角度和TR决定T1加权程度 TE决定T2 加权程度大翻转角度 短TR 短T2 T1WI小翻转角度 长TR 长T2 T2 WI小翻转角度 长TR 短T2 PDWI FSE T2WI TR 2000msTE 110ms GRE T2WI TR 500msTE 30ms 20o 0 5TMR 海绵状血管瘤 SE序列与GRE序列特征比较 二 稳态GRE脉冲序列 特点 是一种快速成像方法 几乎可与EPI技术相比 图像SNR和CNR高 能通过不同重聚焦回波途径增加信号量 临床适用范围较常规GRE广泛 主要特征是使用短于T2的TR FA为30 45 TR为20ms 50ms 达到稳态 Mz与Mxy共存稳定状态 FA为30 45 Mxy反馈给Mz的量达到最大 稳态GRE脉冲序列特征 各公司GRE脉冲序列对照表 1 扰相GRE脉冲序列 组成 30 45 RF 选层 读出梯度反转 去除剩余横向磁化的方法 1 RF破坏 SPGR 可用于T1WI和PDWI 液体呈低信号 血管呈高信号 2 梯度破坏 MPGR 可用于T2 WI SPGR脉冲序列图 射频脉冲rf 选层梯度Gz 相位编码Gy 频率编码Gx 数据采集 t 数据采集之后加 扰相 梯度 time T2衰减曲线 T2 衰减曲线 回波 Gx 下一次激发后 前一次激发中残存的横向磁化继续进行T2 驰豫 造成T2 对比增大 这会影响T1对比 MPGR序列 GRE和SPGR的图像对比度 GRE序列采用小的FA 20 30 和较长的TR 200 600ms 来获得T2 加权 SPGR序列采用较大的FA 30 50 和短的TR 40 60ms 来获得T1加权 GRET2 SPGRT1 肝脏动态增强扫描三期图像 3DSPGR Dual EchoFSPGR 双回波 显示脂肪肝 GRE和SPGR的图像特点及临床应用 通过缩短TR 从而大大缩短成像时间 因而适用于快速扫描和定位像 对磁场不均匀和磁化效应很敏感 因而在铁质沉积部 如基底节 亚急性出血部位 和磁敏感系数差异较大的部位 如空气 组织 骨 组织交界面 信号低 通过调节TR TE和FA可产生各种组织的对比 如T1 T2 和质子加权 SNR较低 2 激励后重聚焦 GRASS脉冲序列 组成 30 45 RF 选层 读出梯度及相位重绕梯度反转TR 20ms 50ms稳定状态 纵向磁化与横向磁化共存的状态 3 激励前重聚焦 SSFP脉冲序列 耳蜗 前庭神经 4 全部重聚焦 FIESTA 平衡SSFP GRE序列的扩展 不断密集施加小角度脉冲和成对梯度 并采集梯度回波 GRE序列的前若干次脉冲都不进行数据采集反转角 应选择适当的值 以获得最大的SNR提供T2 对比 通过调节 角也可实现T1对比 FIESTA 3DFIESTA采集时间3min53 3DFSE采集时间6min02 FIESTA的优势 肝硬化 肝右叶肝癌 右叶门静脉癌栓 FIESTAFA