磁共振成像序列及应用-.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,MRI,常用序列及其应用,杨正汉,卫生部北京医院放射科,北京大学第五临床医学院,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,1、自旋回波序列,自旋回波（,spin echo，SE）,序列结构图,激发脉冲,层面选择梯度,频率编码梯度,相位编码梯度,MR,信号,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定不均匀造成的信号衰减，从而获得真正的,T2,弛豫图像,3,1,2,4,1,2,3,4,1,2,3,4,2,3,1,4,90,度脉冲,180,度脉冲,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,回波,90,180,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,）,T,2,WI,T2WI,脑,水,90,180,回波,90,180,回波,Mxy,100,%,时间（,ms,）,选择合适长的,TE,获得最好的,T2,对比,合适长的,TE,T,2,对比,一般,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,（,20ms,）,PD,PDWI,90,180,回波,90,180,回波,短,TR,（,200-500ms,）、短,TE,（,2000ms,）、长,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,ETL,5,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,3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL,5,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（,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,）,FSE,T1WI,（,ETL,2-4,）,短回波链,FSE,T2WI,（,ETL,5-10,）,中等长度回波链,FSE,T2WI,（,ETL,10-20,）,长回波链,FSE,T2WI,（,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,FS,E-T1WI,的优缺点,优点：,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,GRE,T1WI,相比速度还不够快,屏气扫描,23,秒，,ETL=3,FS,E-T1WI,的应用,FS,E-T1WI,的应用,（,2,）短,ETL,的,FSE-T,2,WI,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-T,2,WI,ETL,10-20,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,FSE,T2WI,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（,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,SIEMENS,SS-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,T,R,：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，,TE,1100ms,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，,TE,1100ms,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（,5T,1,），,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：,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,700,900ms,3.0T,的设备上，,TI,应该设置在,800,1000ms,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,150,170ms,3.0T,的设备上，,TI,设置在,170,190ms,IR,序列的对比参数,IR-T1WI,冠状面,Philips,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,T,urbo,I,nversion,R,ecovery,5,、快速翻转恢复序列,SIEMENS,TIR/TIRM,PHILIPS,IR-TSE/TIR,GE,IR-FSE/FIR,TIR,T,urbo,I,nversion,R,ecovery,2,、快速反转恢复序列,TI,有效,TE,TR,90,180,反转,180,反转,180,聚焦,180,聚焦,180,聚焦,180,聚焦,180,聚焦,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,T,1,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,T,1,的69,（,70,）,抑制脂肪的,TI,225ms70%,157.5ms,抑制纯水的,TI,3500ms70,2500ms,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,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=150,180ms,1.0,1.5 T,：,TI=150,170ms,0.5T,以下：,TI=90,140ms,（,1,）,STIR T2WI,STIR-TSE-T,2,WI,STIR,TIR,T2WI,STIR,TI,150ms,TR,6000ms,ETL,11,TE,90ms,Matrix,256192,Nex,2,TA,3,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,：,2200,2,800ms,1.0,1.5 T,：,2000,2500,ms,0.5T,以下：,1800,2000,ms,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,，,TE,20ms,；,脑灰质图成像参数,:TR=10500ms,，,TI1=3400ms,，,TI2=325ms,，,TE,20ms,。,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,）,TR,2.5-3,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 T,1,WI,FIR T,1,WI,SE T,1,WI,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,）,去相位,聚相位,SE,GRE,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-T1WI,临床上最常用的腹部快速,T,1,WI,序列,扫描参数,：,TR 80,-150,ms,TE 4.2ms,左右（1.5,T）,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,B.,扰相,GRE,序列,MRA,TOF-MRA,或,PC-MRA,TR20-40ms,TE7ms,2D,或3,D,3,D-TOF MRA,T2,加权像,T1,加权像,2D-PC MRA,3,D-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 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 15,40ms,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 T,2WI,GRE T,2*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,SIEMENS,True,FISP,PHILIPS,Balance,FFE,GE,FIESTA,Fast Imaging Employing Steady State Acquisition,2,、平衡式稳态自由进动序列,在层面选择方向、相位编码方向及频率编码方向,3,个方向都利用反向梯度进行相位重聚，达到纵向磁化矢量和横向磁化矢量真正的稳态。,很短的,TR,、,TE,和很大的翻转角,TR:2-8ms,TE:1-4ms,翻转角：,40-80,度,对比决定于,T2*/T1,优点：,组织结构显示好,血管都呈均匀高信号,液体显示为很高信号,成像速度快（,0.5,10,秒）,缺点：,软组织,T2,对比差,磁化敏感伪影,颅脑超快速成像,腹部结构成像,心血管电影,3D,采集用于内耳水成像,3D,超快速采集用于无创性冠脉成像,临床应用：,True FISP,T2*WI,应用于颅脑,Siemens 1.5T,TR,10ms,TE,3ms,Thickness,6mm,Matrix,512512,NEX,2,TA,10,秒,True FISP T2*WI,在腹部的应用,HCC,门脉瘤栓,十二指肠乳头癌,输尿管癌,FIESTA,序列的软组织对比极差,呼吸触发,FSE T2WI+FS,FIESTA,心脏电影成像,RCA,LAD,LAD,RCA,冠状动脉成像,临床常用的其他脉冲序列,自由感应衰减序列,自旋回波类序列,自旋回波序列,快速自旋回波及其衍生序列,单次激发快速自旋回波序列,反转恢复类序列,反转恢复序列,快速反转恢复序列,梯度回波类序列,GRE,序列基本知识,扰相,GRE,（,2D,、,3D,、,3D,容积内插快速,GRE,）,稳态自由进动,GRE,平衡式稳态自由进动,GRE,磁化准备,GRE,序列,其他,GRE,序列（,PSIF,、,DESS,、,MEDIC,、,MERGE,、,COSMIC,等）,Propeller,（,Blade,）序列,EPI,序列,PRESTO,、,GRASE,谢谢！,