《医学影像信息学》课件-20自旋回波序列

医学影像信息学1.自旋回波序列简介自旋回波（spinecho,SE）序列是MR成像的经典序列，其他序列结构和特点均需要与SE序列比较，因此我们首先学习SE序列。SE序列的特点是在90°激发脉冲后，利用180°聚相脉冲剔除主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减。180°聚相脉冲纠正磁场不均匀造成的质子失相位的前提是主磁场的不均匀是恒定的。也就是说甲处磁场强度略高于乙处，这种差别是保持不变的。180度聚相脉冲产生的回波称为自旋回波。2.自旋回波序列的构成SE序列是由1个90°激发脉冲和随后的1个180°聚相脉冲组成，一次90°激发脉冲施加后仅能产生一个MR信号（自旋回波）。由于相位编码的需要，一幅256×256的MR图像需要不同的相位编码梯度场编码并采集256个回波方能完成K空间填充，也就是说需要进行256次90°和180°的脉冲重复。如图是SE序列结构示意图，图中分别标注了回波时间TE和重复时间TR。3.自旋回波序列的加权成像相邻两次90°激发脉冲的时间决定了纵向弛豫差别，而这个时间正是SE序列中的TR。如图a所示，若选用的TR很长，那么在每一次90°脉冲激发时（向下空心箭头所示），两种组织的纵向磁化矢量都回到平衡状态，因此采集到的MR信号几乎不受组织纵向弛豫的影响。TR决定了T1权重，TR越长，T1权重越轻，T1对比越差。90°激发脉冲到采集回波之间的时间间隔决定了横向弛豫差别，而这个时间正是SE序列中的TE。如图b所示，若选用的TE很短，那么每一次90°脉冲产生的横向磁化矢量还没有来得及衰减产生差别就采集了MR信号（向下空心箭头所示），则采集到MR信号几乎不受组织横向弛豫的影响。TE决定了T2权重，TE越长，T2权重越重，T2对比越强。3.自旋回波序列的加权成像SE序列T1WI选用最短的TE，一般为8~20ms。根据所需要的T1权重选用不同的TR,TR一般为200~600ms。在一定范围内，TR越短T1权重越重。SE序列中选择很长的TR消除组织纵向弛豫对比，选择不同的TE可得到不同权重的T2WI，TE一般为50~150ms，TE越长T2权重越重。需要注意的是，TR的延长会成比例地增加信号采集时间，因此TR不宜过长，0.5T以下的低场机，TR选择1500~2000ms。在1.0T~1.5T的MRI，TR一般为2000~2500ms。采用长TE、短TE可得到质子密度加权成像。4.自旋回波序列的特点①序列结构比较简单，信号变化容易解释；②图像具有良好的信噪比；③图像的组织对比良好；④对磁场的不均匀敏感性低，因而磁化率伪影很轻微；⑤利用SE序列进行T1WI，采集时间一般仅需要2～5分钟。（1）SE序列的优点4.自旋回波序列的特点①90°脉冲能量较大，纵向弛豫需要的时间较长，需采用较长的TR（特别是T2WI），且一次激发仅采集一个回波，因而序列采集时间较长，T2WI常需要十几分钟以上；②由于采集时间长，体部磁共振成像时容易产生伪影；③采集时间长，因而难以进行动态增强扫描；④为减少伪影，NEX常需要2以上，进一步增加了采集时间。（2）SE序列的缺点5.自旋回波序列的衍生序列多回波SE序列是磁共振成像（MRI）中一种基于自旋回波原理的多回波采集技术，通过在一个射频（RF）激励脉冲后施加多个180°重聚脉冲，生成多个回波信号。每个TR内获得一个特定的相位编码数据，填空K空间一行，由于TE不同，最终可获得多幅不同加权的图像。多回波SE序列可用于多回波多切片（MEMS）成像，可在一个TR内进行多层采集，提高效率。快速自旋回波（fastspin-echo,FSE）序列也是在一个TR周期内首先发射一个90°射频脉冲，然后相继发射多个180°射频脉冲，形成多个自旋回波。与多回波SE不同的是，每个TR内获得彼此独立的不同相位编码数据，即每个回波所要求的相位编码梯度大小不同，采集的数据可填充K空间多行。因此，FSE序列的扫描时间是常规SE序列扫描时间的ETL分之一。总结与思