MRI常用序列及其应用

1、mri常用序列及其应用,什么是序列（sequence）?,mr信号与下列因素有关： 质子密度 t1、t2值 化学位移 相位 运动 上述每个因素对mr信号的贡献受rf脉冲的调节、所用的梯度以及信号采集时刻的控制。,mr成像过程中，rf脉冲、梯度、信号采集时刻的设置参数的组合称为脉冲序列（pulse sequence）,mri序列的分类,用射频脉冲（180度）产生回波的序列,用读出（频率编码）梯度切换产生回波的序列,同时有自旋回波和梯度回波的序列,自旋回波序列spin echo, se,梯度回波序列gradient recalled echo, gre,杂合序列 hybrid sequence,脉

2、冲激发后直接采集自由感应衰减信号,自由感应衰减序列free induction decay，fid,一、自由感应衰减序列,二、自旋回波类序列,1、自旋回波序列,自旋回波（spin echo，se）序列结构图,90度脉冲激发组织产生横向磁化矢量,se序列图,180度脉冲的作用？,90度激发脉冲关闭后，所产生的横向磁化矢量很快衰减自由感应衰减（fid）,横向磁化矢量的衰减是由于质子失相位,质子失相位的原因 质子小磁场的相互作用造成磁场不均匀（随机）真正的t2弛豫 主磁场的不均匀（恒定），后者是造成质子失相位的主要原因,1+2产生的横向磁化矢量衰减实际上为t2*弛豫,180度复相脉冲可以抵消主磁场恒

3、定不均匀造成的信号衰减，从而获得真正的t2弛豫图像,180度脉冲可使因主磁场恒定不均匀造成失相质子的相位重聚，产生自旋回波。,复相脉冲的作用模拟,t2*与t2的差别,用180度复相脉冲采集回波（mr信号）的序列称为自旋回波序列（se序列）,90,180,回波,te,tr,te：回波时间tr：重复时间,se序列结构,tr决定图像的t1成分 te决定图像的t2成分,很长的tr所有的组织t1完全弛豫剔除图像的t1弛豫差别,很短的te可基本剔除图像的t2成分,长tr（2000ms） 长te（50ms）,t2wi,t2wi,mxy,100%,时间（ms）,选择合适长的te获得最好的t2对比,t2对比,一

4、般te选择两种组织生物 t2值附近可获得最好的t2对比,短tr（200-500ms） 短te（2000ms） 短te（50ms）,长tr （2000ms） 、短te（2000ms te接近或略长于组织的t2值,左枕叶脑脓肿,set1wi,se-t1wi增强扫描,2、快速自旋回波序列,ge：fse（fast spin echo） 西门子：tse（turbo spin echo） 飞利浦： tse（turbo spin echo） 其他名称：弛豫增强快速采集 rare：rapid acquisition relaxation enhancement,se,fse,se与fse序列主要不同点,se序

5、列一次90度射频脉冲激发后只采集一个自旋回波 fse序列一次90度射频脉冲激发后采集多个自旋回波,回波1,回波2,回波5,回波4,k频率,k相位,回波3,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,180,180,90,es,etl5,有效te,tr,fse序列的结构和k空间填充,fse序列特殊参数,回波链长 echo train length，etl 90度脉冲后用180度脉冲所采集回波的数目 也称时间因子 回波间隙 echo space, es 回波链中，两个回波中点的时间间隔称为回波间隙,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,18

6、0,180,90,es,etl5,有效te,tr,fse序列回波链中各回波的强度及te不同,100%,时间（ms）,mxy,te1,te2,te3,te4,te5,回波1强度,回波2强度,回波3强度,回波4强度,回波5强度,fse序列的特点,快速成像 其他参数不变的前提下，速度增高的倍数等于etl 对磁场不均匀性不敏感 不易产生磁敏感伪影 组织对比降低 回波链中每个回波信号的te不同 图像的模糊（blurring） 回波链中每个回波的幅度不同，图像重建时会出现相位错误 脂肪组织信号强度增高 j-偶联效应 磁化转移效应造成其他组织部分饱和而信号降低 组织的t2值所有延长 延长30%左右 能量沉积

7、（sar值）增加,fse序列图像上脂肪组织信号增高,se t2wi，tr=2500毫秒te=80毫秒,fse t2wi，tr=2500毫秒te=80毫秒，etl=10,可进行t1wi、t2wi、pdwi 加权成像的原理与se序列基本相同 t1wi te最短 tr接近组织t1值 t2wi tr2000ms te 目标组织t2+30%,fse序列 的加权成像及基本对比参数,etl越长 成像越快 图像snr越低 图像t2对比越差 图像的模糊效应越重 脂肪信号越亮 sar值越高,es越小 图像对比增加 图像模糊效应减轻 允许的更长的etl 磁化转移效应增加 脂肪信号越高 sar值越高,fse序列重要参

8、数改变产生的效果,etl改变对图像对比的影响,etl=15,etl=32,etl=128,扰相gre t1wi,根据回波链长度（etl） fset1wi（etl2-4） 短回波链fset2wi （etl5-10） 中等长度回波链fset2wi （etl10-20） 长回波链fset2wi （etl20）,fse序列的分类,（1）fse-t1wi序列,由于se-t1wi图像质量好，对比佳，时间不太长，因而仍是临床上最常用的t1wi序列。fse-t1wi在临床上相对较少使用。 fse-t1wi的etl常为2-4 临床应用： 脊柱脊髓 四肢关节 心脏成像 盆腔成像,fse-t1wi的优缺点,优点：

9、比se-t1wi快速，甚至可以屏气扫描,缺点： 由于回波链的存在，图像受t2污染，t1对比降低 与gret1wi相比速度还不够快,屏气扫描23秒，etl=3,fse-t1wi的应用,fse-t1wi的应用,（2）短etl的fse-t2wi,etl=5-10 优点：快速(2-7分）、t2对比与se序列相近 缺点：运动伪影（胸腹部） 临床应用（当es较长时，es15ms）： 颅脑常规t2wi 呼吸触发或导航回波t2wi序列用于腹部成像 盆腔 骨关节,（3）中etl的fse-t2wi,etl10-20 优点： 扫描速度快（1-5分钟） 缺点： t2对比不及se或短回波链的fse-t2wi 但当es较

10、小时其t2对比仍可满足临床需求 运动伪影,临床应用 老机型或低场机，es较大时 重点显示解剖结构的部位（如脊柱、骨关节） 本身t2对比较好的器官（如前列腺） 新机型，es较短时，是全身最常用的t2wi 颅脑 腹部及盆腔 脊柱脊髓 骨关节软组织,fset2wi,etl20 有效te常大于100ms 优点：成像快(20-30s)，可屏气扫描 缺点：t2对比较差；屏气不好者仍有伪影,（4）长etl的fse-t2wi,临床应用 胸腹部的屏气t2wi 在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断 3d 水成像 其他需要重t2加权的部位,tse-t2wi, etl=29 ，屏气23秒,常规选择中短etl中等t2权重

11、（te=70-90ms） 必要时加扫长etl长te屏气序列（te=120-150ms）,呼吸触发te=84ms,屏气te=152ms,single shot fse（ss-fse） 不同公司的名称 siemensss-tse philips ssh-tse ge ss-fse,3、单次激发fse,fse,ss-fse,一次90度脉冲激发后利用连续的聚焦脉冲采集填充k空间所需的全部回波信号 只能用于t2wi，不能进行t1wi 成像参数 tr：无穷大；部分设备上设置的tr多为时间顺序上相邻两层采集开始点的时间间隔 te：通常采用很长的te 为降低sar值，聚焦脉冲角度常缩小到120-160度,单次

12、激发fse,单次激发fse聚焦脉冲角度需降低,单次激发fse所谓 “tr”,优点：快速（单层图像采集1秒以内） 缺点：软组织t2对比差，t2加权太重，除较纯的水外，其他组织的信号几乎完全衰减 用途：水成像，尤其是mrcp、mrm,单次激发fse的特点和应用,ss-fse，一次投射成像mrcp tr无穷大，te1100ms 扫描时间1秒,神经源性膀胱,ss-fse，一次投射成像mrm tr无穷大，te1100ms 扫描时间5秒,半傅立叶技术+单次激发技术+快速自旋回波 优点： 快速（1秒以内） 有效te较短（ 5t1），至少与t2wi的tr一样长。,ir序列的优点：t1对比很好 ir序列的缺点：

13、扫描时间很长（长tr） 临床应用 增加t1对比，特别是脑灰白质对比 stir脂肪抑制 t1wi，不宜用于增强扫描,ir t1wi te选择最短（全回波） tr大于2000ms 0.5t以下的设备，ti应设置在400-600ms 1.5t的设备上，ti应该设置在700900ms 3.0t的设备上，ti应该设置在8001000ms stir脂肪抑制 t1wi te选择最短（全回波） tr大于2000ms 0.5t以下的设备，ti设置在90-140ms 1.5t的设备上，ti设置在150170ms 3.0t的设备上，ti设置在170190ms,ir序列的对比参数,ir-t1wi, 冠状面 phili

14、ps公司,ir-t1wi，横断面 siemens公司,se-t1wi横断面 siemens公司,siemenstir philips ir-tse ge ir-fse,tir turbo inversion recovery,5、快速翻转恢复序列,siemenstir / tirm philips ir-tse / tir ge ir-fse / fir,tir turbo inversion recovery,2、快速反转恢复序列,ti,有效te,tr,快速反转恢复序列结构,快速自旋回波,ir-fse=180度反转脉冲+fse,time （ms）,180度脉冲后的纵向弛豫,mz,脂肪,水,肝

15、脏组织,选择不同ti抑制不同的组织,ir-tse可采用不同的ti选择性地抑制一定t1值的组织信号,tr足够长的前提下（tr5t1），抑制某种组织信号的ti值等于该组织t1的69（70）,抑制脂肪的ti225ms70%157.5ms,抑制纯水的ti3500ms702500ms,选择不同ti抑制不同的组织,脂肪抑制 （short ti inversion recovery, stir ） t2wi 黑水作用（fluid attenuated inversion recovery, flair）-t2-flair 双反转及三反转ir-fse序列 ir-fse t1wi-t1-flair,ir-fse

16、序列的临床应用,用于脂肪抑制 低场设备 偏中心部位（如肩关节等） 形态不规则的部位（如颈部软组织） 对比参数（骨关节为例） tr一般大于2000ms，至少大于1500ms etl=5-15 有效te=40-80ms 3.0 t：ti=150180ms 1.01.5 t：ti=150170ms 0.5t以下：ti=90140ms,（1）stir t2wi,stir-tse-t2wi,stir,tirt2wi stir ti150ms tr6000ms etl11 te90ms matrix256192 nex2 ta3分30秒,用于纯水样成分的抑制 颅脑最常用 暴露被脑脊液掩盖的病灶 初步判断病

17、灶的t1值是否接近于纯水 增强后flair 对比参数（骨关节为例） 有效te=100-120ms etl=20-40（ge设备无需用户设置，根据有效te设备自动设置） ti 3.0 t：22002800ms 1.01.5 t：20002500ms 0.5t以下：18002000ms tr一般大于4倍ti，至少大于3倍ti,（2）t2-flair,flair序列,tse-t2wi,flair (tir)，ti=2500ms,t2wi与t2 flair序列的比较,fse-t2wi,flair (tir),se-t1wi增强,（3）双反转或三反转fir,一般的fir序列每执行一次只使用1个180反转

18、预脉冲 可以在序列每执行一次使用2个或3个180反转预脉冲，被称为双反转或三反转脉冲技术 利用这种技术可以依据ti值的不同选择性抑制2种或3种组织的信号,多反转fir序列的应用,脑白质/灰质分离成像（双反转） 心脏及血管黑血成像（双反转） 心脏及血管黑血成像+脂肪抑制（三反转）,双反转fir序列进行脑灰白质分离成像,脑白质图成像参数: tr=14450ms，ti1=3700ms，ti2=525ms，te20ms； 脑灰质图成像参数: tr=10500ms，ti1=3400ms，ti2=325ms，te20ms。,飞利浦3.0t扫描机,双反转/三反转心脏黑血成像,双反转黑 血,三反转黑血 + 压

19、脂,t1wi,pdwi,t2wi,（4）t1-flair,fir t1wi ir+短回波链fse 利用ir预脉冲增加t1对比 fse采集缩短了采集时间 t1对比高于se但低于ir 对比参数 ti 700-900ms（3.0t） 650-750ms（1.5t） 450-500ms（0.3t） tr2.5-3倍ti 太长和太短的tr都会影响水信号的抑制 te尽量短（ 20ms）,ir t1wi,fir t1wi,se t1wi,t1-flair的组织对比,三、梯度回波类序列,gre序列是最常用的快速成像序列之一，利用梯度场的反向切换产生回波，它的序列结构特点是：短tr和小偏转角（90）,se,gr

20、e,利用小角度激发 更短的tr和te,siemensflash fast low angle shot philips ffe fast field echo ge spgr spoiled gradient recalled acquisition in steady state,1、扰相gre序列,在每个回波采集后，利用一个高强度的扰相梯度使残留的横向磁化矢量失相位。,(1)、扰相gre-t1wi,腹部屏气扰相gre-t1wi 扰相gre-2d, 扰相gre-3d mra 超快速扰相gre-3d 对比增强mra 骨关节扰相gre-2d, 扰相gre-3d-t1wi,a、腹部屏气扰相gre-

21、t1wi,临床上最常用的腹部快速t1wi序列 扫描参数： tr 80-150ms te 4.2ms左右（1.5t） 激发角度：60-90度 优点： 扫描速度快 组织t1对比好 缺点： 屏气不好有伪影,临床应用： 常规上、中腹部t1wi（肝胆胰脾肾） 抑脂扫描清楚显示胰腺 动态增强扫描,扰相gre-t1wi用于肝脏平扫和动态强化,扰相gre-t1wi肝脏动态增强扫描,扰相gre-t1wi平扫,扰相gre-t1wi 动态增强动脉期,扰相gre-t1wi显示胆固醇性结石,脂肪抑制扰相gre-t1wi清楚显示胰腺,扰相gre-t1wi,扰相gre-t1wi + fs,扰相gre-t1wi显示肾脏病变,

22、b. 扰相gre序列mra,tof-mra或pc-mra tr20-40ms te7ms 2d或3d,3d-tof mra,t2加权像,t1加权像,2d-pc mra,3d-tof hr-mra,脑血管畸形（a-vm）,c. 扰相gre-3d 对比增强mra,极短的tr、te tr: 3-10ms te: 1-3ms 极快的扫描速度 6-25秒采集15-50层，可进行屏气扫描 可采用减影技术减低背景信号,3d hr ce mra,sense nv coil-8 sense 3 centra pixel size 0.45x0.45x0.45mm slice nr 180 tr 5.4ms te

23、 2.1ms st 142”,high spatial resolution,正常手ce-mra,雷若氏病,d. 扰相gre-t1wi显示关节软骨,（2）、扰相梯度回波t2*wi,成像参数： tr 300-800ms te 1540ms 激发角度30度 临床应用： 椎间盘病变 半月板病变 陈旧出血病变,优点： 成像速度快 对关节软骨、半月板、椎间盘显示较好 有利于陈旧出血的显示 缺点： 对其他结构显示欠佳 对磁场不均匀比较敏感,弥漫性毛细血管扩张症,fse t2wi,gre t2*wi,扰相gre-t2*w用于脊柱,颈椎间盘横断面显示较好 胸、腰椎间盘显示不如tse-t2wi序列 椎管内结构显示不如tse-t2wi序列，特别是矢状面,siemens open 0.2t 扰相gre-2d-t2*wi tr640ms te36ms flip angle20,扰相gre-t2*wi显示半月板,半月板病变显示最敏感 应与se、tse相结合 关节软骨也呈高信号，但与关节液重叠，因而显示关节软骨应采用扰相gre-t1wi+脂肪抑制,半月板破裂,si