MRI基本成像序列.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,基本脉冲序列,MR,信号对比来源于组织固有对比,质子密度,T1,T2,T2*,弥散,流动,磁化传递,扫描序列,不同的射频脉冲、不同的梯度、在时间上的不同组合,目的：突出表现组织的固有特性，如,T1,、,T2,、弥散、流动等,自旋回波（,spin echo,）,SE,自旋回波：通过,180,再聚焦脉冲使得自旋重新聚焦而获得的回波信号,至少需要两个射频脉冲，一个,90,激励脉冲，一个或多个,180,再聚焦脉冲,激励脉冲可以是小余,90,的,例外：刺激回波，不需要,180,再聚焦脉冲，仅仅通过多个90,脉冲获得，也是自旋回波,自旋回波（,spin echo,）时序图,SE,形成机制,T2,衰减：,TE,时间后,SE,回波的最大幅度与,FID,信号最大幅度相比的衰减,SE,回波信号：较,FID,信号小，因为,T2,衰减,SE,回波衰减速度：失相位，,T2*,衰减,SE,回波信号的优势，稳定、可靠。,因为,90,度脉冲关闭后，,FID,消失很快，马上采集则因为脉冲的干扰，信号基线很不稳定。这就是很少利用,FID,信号的原因,SE,序列的加权图像,通过设置不同的,TR,、,TE,T1WI,：短,TR,、短,TE,，信号对比主要源于,T1,及质子密度（,PD,）的不同,T2WI,：长,TR,长,TE,，信号对比主要源于,T2,及质子密度（,PD,）的不同,PDWI,：长,TR,、短,TE,，信号对比主要源于质子密度（,PD,）的不同,怎样的,TR,、,TE,算长、算短呢？,不同的序列是不同的,短,TR,、短,TET1WI,长,TR,、长,TET2WI,长,TR,、短,TE PDWI,为什么？,SE,序列,T1WI,短,TR 300-500,短,TE 10-20,T2WI,长,TR2000,长,TE80,PDWI,长,TR2000,短,TE 10-20,MR,信号：与,TR,、,PD,成正比，与,TE,成反比,扫描时间：常规,SE,序列、单层面时,T=TR*NPE(,相位编码数,)*NSA,（采集次数）*层面数,SE,序列特点,是最基本的成像序列,图像信噪比高，图像稳定性高，有利于图像的横向及纵向比较,磁敏感伪影少，因为,180,脉冲,成像时间长是其最大的缺陷，尤其是,T2WI,射频吸收率（,SAR,）高,T1,时间测量：序列的各项参数不变，仅改变,TR,时间，不同的,TR,时间显示的不同,T1,权重，测量,FID,信号变化，通过计算得出组织,T1,时间。所用的,TR,越多，测量越准确。常用部分饱和序列。,T2,时间测量：序列的各项参数不变，仅改变,TE,时间，不同的,TE,时间显示的不同,T2,权重，测量,SE,信号变化，通过计算得出组织,T2,时间。所用的,TE,越多，测量越准确。常用,SE,序列。,SE,双回波、多回波序列,不同回波信号充填不同,K,空间,一个扫描序列可重建出两组或多组图像,不同,TE,的图像，如,PDWI,、,T2WI,后面的回波信号逐渐降低，因为,T2,弛豫,一般都使用长,TR,血管瘤“灯亮征”，多回波时，随,TE,延长，病灶信号逐渐相对增强（较背景）,TSE/FSE,序列,每个回波有不同的相位编码梯度,GPE,不同,TE,的信号充填于同一,K,空间,不同,TE,的,MR,信号用于一组图像,图像的,TE,为有效,TE,，即充填于,K,空间中心的,MR,回波的,TE,，也就是决定图像权重的,TE,选择不同的,TR,、有效,TE,可获得,T1WI,、,PDWI,、,T2WI,后面的回波信号逐渐降低，因为,T2,弛豫,TSE,的,K,空间充填,SE,和,TSE,的,K,空间充填,TSE/FSE,序列特点,极大降低扫描时间，减少运动伪影可能,扫描时间,=TR*NSA*NPE/Echo train length*,层数,可单次激发产生一幅图像，也可多次激发,K,空间节段充填,基本保持了,SE,序列的特点，信噪比稍差，因为后面的回波因,T2,衰减信号降低,脂肪在,TSE,序列图像比,SE,序列信号强，在,T2WI,尤其明显,磁敏感伪影甚至比,SE,序列还要少,ssh,-TSE,，,HASTE,序列：,TSE,，进行,128,次,180,度脉冲,获得,128,个回波，充填,K,空间,128,步相位线（一半,K,空间）,利用,K,空间对称的特点，使用半傅立叶技术，通过插值，单次激发重建出一幅完整的图像,速度明显提高，一般扫描,1,层仅需,1-2,秒，可屏气。不能屏气时呼吸运动伪影也不明显,图像,SNR,相对较差，为提高,SNR,，也可使用多次激发及,K,空间节段充填技术。,常用于水成像，及快速,T2WI,多层面技术,在,SE,、,TSE,、,GRE,等序列，由于,TR,远比,TE,长,为节省等待时间，采用多层面相继激发采集信号,单幅图像扫描时间不变，总的扫描时间大幅降低,最多可扫描的层面：,TR/TE,TSE,时，,T,因子（回波链长）增加，最多可扫描层数降低,多层面技术示意图,梯度回波（,FFE,、,GRE,）,不使用,180,再聚焦脉冲,通过使用梯度使自旋质子失相位，然后第二个梯度（方向相反）使质子重新聚相位，从而获得的回波,MR,信号以,T2*,方式衰减，因为磁场不均匀无法去除,激励脉冲可使用,90,度，或小于,90,度，,为节省时间，一般使用小于,90,度,梯度回波序列分为扰相梯度回波、稳态梯度回波两类，因为横向,M,处理不同,扰相梯度回波,在下一次射频脉冲前，使用梯度脉冲破坏残余的横向,M,，即使用扰相梯度,在,TR,固定时，由于,TRT1,，多次射频脉冲激励后，纵向,M,达到相对稳定状态,CE-FFE T1,、,GRE,、,FLASH,扰相梯度回波时序图,梯度回波特点,由于不使用,180,反转脉冲，磁场不均匀不能消除，,MR,信号以,T2*,衰减,使用,90,激励脉冲，,TR,、,TE,相对,SE,序列设置都要短的多,激励脉冲翻转角、,TR,、,TE,决定不同权重,扰相,GRE,不同对比权重,T1WI,：短,TR(150),，短,TE30,T2*WI,：长,TR(500),，长,TE30,，小翻转角,10,注意：翻转角,扰相,GRE,特点,由于不使用,180,反转脉冲，磁场不均匀不能消除，,MR,信号以,T2*,衰减,使用,90,激励脉冲，,TR,、,TE,相对,SE,序列设置都要短的多成像扫描时间明显减少（比,SE,）,MR,信号相对较弱，但效率相对更高,磁敏感伪影大，金属干扰图像严重,能显示磁化率不均匀的病变，如超急性血肿，脑内海绵状血管瘤，微出血灶等,稳态梯度回波,不使用扰相梯度破坏横向磁化矢量,使用相位重聚梯度,几次射频脉冲后，纵向,M,及横向,M,均达到相对稳定的状态，稳态,一般要求显示的组织有长,T2,，且,TR,短,T2*,，否则，难以形成稳态,FISP,（,FFE,、,GRASSE,）时序图稳态自由进动,稳态平衡形成的机制,FISP,特点,不使用扰相梯度,达到稳态时，既是纵向磁化矢量的稳态，也是横向磁化矢量的稳态,所以成像决定于,T1,及,T2,（,T2/T1,），质子密度,为达到稳态，需,TRT2*,，则,FISP,图像与,GRE,一致,对流动的相位漂移敏感，导致信号衰减,TrueFISP,、,b-FFE,、,FIESTA,真实稳态自由进动序列,在,FISP,基础上施加平衡驱动技术,即在三个梯度方向上都进行了相位补偿，即施加重聚焦梯度，所以在成像时以流动的质子不会在各个周期中产生并累积出附加相移，即该序列不会出现流动信号相失所造成的信号损失；当然涡流、湍流除外,决定信号对比：,T2/T1,静态与流动的液体都可显示高信号,常用于血管显示，囊实性病变鉴别，如血管瘤与囊肿鉴别；也可用于水成像、脊髓造影,容易产生相位漂移伪影，对梯度要求高,PSIF,（时间反转稳态快速梯度回波）时序图,PSIF,特点,稳态梯度回波序列应用时，三个射频脉冲（,90,度，或小于,90,度）后，会产生刺激回波,刺激回波是一种自旋回波,所以三个射频脉冲后，每个射频脉冲后都有一个梯度回波和一个刺激回波,FISP,采集的是梯度回波,PSIF,采集的是刺激回波，在射频脉冲之前，,TE,为,负值,所以,PSIF,实际上是自旋回波成像，,T2WI,，使用很短的,TR,即可获得重,T2WI,。,使用长,TRT2,的话，将不能采集到信号,8,球回波，刺激回波,CISS,（相长相干稳态）序列，两次采集，消除,true-FISP,的相位漂移伪影，但扫描时间长，常用于内耳水成像等,DESS,（双回波稳态）序列，兼有,FISP,和,PSIF,特征，采集梯度回波及刺激回波两者，常用于软骨显示,GRE,系列序列应用,MR,血管造影,3DGRE,颅脑高分辨力图像,急性颅内出血显示，尤其小灶出血，能敏感显示,腹部快速成像，扰相,FFE,（,GRE,）已常规替代,SE-T1WI,用于水成像,动态增强,心脏,MR,分析，心脏,MR,电影,软骨成像,回波平面成像（,EPI,）,在读出编码方向连续施加梯度反转,相位编码梯度可连续施加或分别独立施加,硬件要求高，梯度场高，切换率高，一般需达到,128,次或,256,次切换,/100ms,可单次激发成像，也可分多次激发成像，后者时间长，信噪比提高单次激发成像的，,TR“,无限长”,SE-EPI,时序图，连续相位编码,SE-EPI,时序图，间断相位编码,EPI,的,K,空间充填,EPI,特点,成像速度极快，可冻结生理运动，,100-200ms,内就能采集完成一幅图像,磁敏感性高，磁化不均处可致图像扭曲,信号对比：有效,TE,决定（充填,K,空间中心回波的,TE,）,T1WI,：与,IR,结合磁化准备,T2WI,：,SE-EPI,T2*WI,：,GRE-EPI,EPI,应用,不合作者、婴儿等的快速扫描,腹部屏气,T2WI,，因后面回波信号幅度逐渐降低，,SNR,较差,用多次激发、节段充填,K,空间，,SNR,提高,弥散成像，灌注成像，脑功能成像,EPI,对硬件要求高：,梯度强度大、切换快、开关速度快（,100ms,内开关,128,次、甚至,256,次）,梯度快速开关引起的振动强烈，减振措施,磁场均匀度高，延长,T2*,，保证足够,SNR,磁化准备序列,激励脉冲前施加磁化准备脉冲,激励脉冲前使机体拥有特定宏观净磁化状态,目的：增加组织对比，抑制特定的组织信号，增加空间分辨率,与上述基本序列相结合,最常见：,IR,（,inversion recovery,）序列,通过设置不同,TI,增加组织对比,IR-SE,序列,IR-TSE,序列,0,点,TI,=,0.693*,T1,IR,序列应用,压水：,FLAIR,，,1.5 T,时，脑脊液,T1,约,3000ms,，使用,TI,为,2080 ms,，能达到压水目的,压脂：,STIR,，,1.5 T,时，脂肪,T1,约,200-250ms,，使用,TI,为,140-160ms,，达到压脂目的,增加脑灰白质的对比,增加其它特定组织对比,问题：扫描层数减少，扫描时间延长，在,STIR,肿部分短,T1,的组织可能信号衰减或无信号（接近脂肪,T1,时），如亚急性血肿，造影剂增强后组织,TFE,、,MP-RAGE,、,TurboFLASH,快速梯度回波序列,使用极短的,TR,、,TE,为保证足够的横向磁化矢量，也必须使用很小的翻转角,5-10,这样使信号对比差,为显示对比，需要磁化准备所以也称为对比增强准备,信号对比：磁化准备脉冲不同，充填,K,空间中心的信号对比,2D-T1WI-TFE,3,D-T1WI-TFE,T2WI-TFE,T2WI,，,90 180 90,90,脉冲后,FID,信号,t,时间后使用,180,反转脉冲,再一个,t,时间后，自旋回波,该,SE,信号遵循,T2,衰减,在,SE,信号峰最高时，再使用,90,脉冲,SE,的横向磁化矢量转为纵向,然后使用激励脉冲，进而成像,纵向磁化矢量是成像基础，由于,T2,衰减不同，从而,SE,信号不同，激励脉冲使用前的基础纵向磁化矢量也不同，从而显示出,T2,对比（,T2WI,）,TFE,特点,成像极快，基本可冻结生理运动,常用于血管成像，尤其是,CE-MRA,选用合适的磁化准备脉冲，可快速显示较好对比的不同权重的图像,用于,3D,脑成像,用于腹部快速成像，主要,T1WI,