1、脈沖序列原理 及臨床應(yīng)用,MR Modality Wang Qiang,什么是序列（Sequence）?,MR信號(hào)與下列因素有關(guān)： 質(zhì)子密度 T1、T2值 化學(xué)位移 相位 運(yùn)動(dòng) 上述每個(gè)因素對(duì)MR信號(hào)的貢獻(xiàn)受RF脈沖、使用的梯度以及信號(hào)采集時(shí)刻的控制。,把射頻脈沖、梯度場和信號(hào)采集時(shí)刻等相關(guān)各參數(shù)的設(shè)置及其在時(shí)序上的排列稱為MRI的脈沖序列（pulse sequence）。,激發(fā)脈沖 預(yù)脈沖 組織飽和,回波產(chǎn)生 Signal Production,FID Spin Echo Gradient Echo,自旋準(zhǔn)備 Spin Preparation,MR圖像,脈沖序列的兩個(gè)基本組成部分,使用180

2、度射頻脈沖產(chǎn)生回波的序列,用讀出（頻率編碼）梯度切換產(chǎn)生回波的序列,GRE序列,脈沖激發(fā)后直接采集自由感應(yīng)衰減信號(hào),FID序列,SE序列,上述每一類序列都是一個(gè)龐雜的序列家族,GE 脈沖序列,SE序列,激發(fā)脈沖,層面選擇梯度,頻率編碼梯度,相位編碼梯度,回波信號(hào),家族標(biāo)志,180度脈沖可使因主磁場恒定不均勻造成失相質(zhì)子的相位重聚，產(chǎn)生自旋回波,T2*與T2的差別,180度復(fù)相脈沖可以抵消主磁場恒定不均勻造成的信號(hào)衰減，從而獲得T2弛豫圖像,SE序列的特點(diǎn),組織對(duì)比良好，SNR較高，偽影較少 最常用于顱腦、骨關(guān)節(jié)軟組織、脊柱 腹部已經(jīng)逐漸被FSE和GRE序列取代 T2WI少用SE序列（太慢、偽影

3、重） 掃描時(shí)間2-5分鐘,T1WI,T2WI,PD,頸椎間盤突出,左枕葉腦膿腫,SET1WI,SE-T1WI增強(qiáng)掃描,自旋回波掃描時(shí)間,Scan TimeTRPhaseNEX,如果我們要采集一個(gè)256X256,NEX=2的圖像 T1WI：0.42562 = 3分24秒 T2WI/PDWI：42562 = 30分鐘!,SE,FSE,提高掃描速度,快速自旋回波 FSE,快速自旋回波（FSE）,回波間隔 回波鏈長度 有效回波,幾個(gè)概念：,900,T2 衰減曲線,T2* 衰減曲線,快速自旋回波（FSE）,Scan TimeTR*Phase*NEX / ETL,如果我們要采集一個(gè)256X256,NEX=

4、2的圖像 T1圖：0.4*256*2 / 3 = 1分8秒 T2或PD圖：4*256*2 / 16 = 2分鐘,多個(gè)180脈沖所 采集的回波各不 相同。在重建圖 像的時(shí)，會(huì)出現(xiàn) 圖像的模糊?；?波鏈越長，這種 情況越嚴(yán)重。,回波鏈 ETL,Tscan=TRNPhaseNEX/ETL ETL越大，掃描時(shí)間越短 圖像模糊增加,回波間隔 ESP,22 8 14,ESP增加，掃描時(shí)間增加，圖像模糊增加,根據(jù)回波鏈長度（ETL）可分為： FSET1WI（ETL2-4） 短回波鏈FSET2WI （ETL5-10） 中等長度回波鏈FSET2WI （ETL10-20） 長回波鏈FSET2WI （ETL20）,

5、SE,FSE,提高掃描速度,FSE-XL,減小圖像模糊,快速自旋回波序列加強(qiáng) FSE-XL,快速自旋回波增強(qiáng)序列FSE-XL,回聚脈沖持續(xù)時(shí)間明顯縮短，回聚脈沖振幅增加，縮短 回波間隔，縮短回波時(shí)間，因而增加了T2圖像清晰度， 描層數(shù)增加，替代FSE序列。,SE,FSE,提高掃描速度,FSE-XL,減小圖像模糊,FRFSE-XL,保持T2對(duì)比，加快掃描速度,快速翻轉(zhuǎn)自旋回波序列 Fast Recovery FSE (FRFSE),長T2 信號(hào) 短 T2信號(hào),time,1800,900,1800,1800,1800,1800,FRFSE-XL序列特點(diǎn),900,-900,FSE序列的T2WI掃描至

6、少TR 3000ms,T2組織信號(hào)的衰減會(huì)減小 FRFSE序列TR時(shí)間可以設(shè)定的非常短，2200-2400ms的TR時(shí)間可 以到達(dá)最佳的SNR, CNR,FRFSE序列的臨床應(yīng)用,只能用于PD和T2加權(quán)的成像，PD加權(quán)圖液體會(huì)比較亮 不能用于T1WI，即使使用T1的掃描參數(shù)，最終圖像仍為PD 廣泛應(yīng)用于全身各處組織的T2成像，例如腦組織，脊柱，前列腺，肝、腎部 3D掃描可以進(jìn)行MRCP成像,3D FRFSE fs MRCP RT重建圖像,SE,FSE,提高掃描速度,FSE-XL,減小圖像模糊,FRFSE-XL,保持T2對(duì)比，加快掃描速度,SSFSE,提高采集速度,FSE,SS-FSE,單次激發(fā)

7、自旋回波序列SSFSE,一次激發(fā)后利用連續(xù)的180度脈沖采集全部信號(hào) 優(yōu)點(diǎn)：快速（單層圖像采集1秒以內(nèi)） 缺點(diǎn)： T2加權(quán)太重，T2對(duì)比差，除較純的水外，其他組織的信號(hào)幾乎完全衰減 SNR低，邊緣模糊偽影嚴(yán)重，圖像不清晰 用途：水成像，尤其是MRCP、MRM,SS-FSE MRCP,SS-FSE，一次投射成像MRCP TR無窮大，TE1100ms，掃描時(shí)間4秒,SSFSE，一次投射成像MRM TR無窮大，TE1100ms 掃描時(shí)間1秒,SSFSE用于腹部掃描時(shí)，病變檢出率小于FSE-XL+呼吸門控,SE,FSE,提高掃描速度,FSE-XL,減小圖像模糊,FRFSE-XL,保持T2對(duì)比，加快掃描

8、速度,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改變圖像對(duì)比,T1Flair,T2Flair,STIR,Time （ms）,縱向磁化矢量,90度脈沖后的縱向弛豫,與90度脈沖相比，180度脈沖能將組織的縱向弛豫差別增加1倍，也就是說T1對(duì)比增加1倍,翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列結(jié)構(gòu)圖,TI,TE,TR,IR = 180預(yù)脈沖SE/FSE,SE序列的T1對(duì)比決定于TR，選用的TR接近于組織的T1值可獲得較好的T1對(duì)比。 IR序列的T1對(duì)比決定于TI，選用的TI接近于組織的T1值可獲得更好的T1對(duì)比。 與SE序列一樣，IR序列應(yīng)選用盡量短的TE盡量剔除T2弛豫對(duì)圖像對(duì)比的影響。 IR序列中，TR應(yīng)盡量長（TRTI

9、5T1），至少與T2WI的TR一樣長。,IR序列的優(yōu)點(diǎn)： T1對(duì)比很好 IR序列的缺點(diǎn)： 掃描時(shí)間很長（長TR） IR臨床應(yīng)用： 增加T1對(duì)比，特別是腦灰白質(zhì)對(duì)比，尤其適用于嬰兒的腦T1WI,STIR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,對(duì)磁場的不均勻較不敏感，因而比化學(xué)飽和壓脂更均勻 因含有T1加權(quán)而對(duì)T2對(duì)比顯示不好，僅用于偏中心（肩、頸椎、骶椎）及低場強(qiáng)下的T2壓脂 因抑制短T1信號(hào)而不能用于造影增強(qiáng)。,Multi-IR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,“黑血”序列(Double IR)(dark-blood prepared TSE)使心腔中的血液信號(hào)被飽和而消失，有利于觀察心肌壁的病變. Triple

10、IR(TRIM):在Double IR的基礎(chǔ)上添加翻轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖，抑制心包中脂肪的信號(hào)，對(duì)心肌病變的顯示更為敏感。,T1WI FLAIR,FIR T1WI IR+短回波鏈FSE 利用IR增加T1對(duì)比 TI 750ms（1.5T） TR2000ms（高場） TE盡量短（ 20ms） TR時(shí)間的選擇與TI時(shí)間有配對(duì)關(guān)系，不匹配可以導(dǎo)致腦脊液呈灰色信號(hào),T2FLAIR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,保持T2對(duì)比度的同時(shí)抑制自由水信號(hào)，突出結(jié)合水信號(hào)，便于鑒別腦室內(nèi)/周圍高信號(hào)病灶（如多發(fā)性硬化、腦室旁梗塞灶）以及與腦脊液信號(hào)難于鑒別的蛛網(wǎng)膜下腔出血，腫瘤及腫瘤周圍水腫等,SE,FSE,提高掃描速度,FSE-

11、XL,減小圖像模糊,FRFSE-XL,保持T2對(duì)比，加快掃描速度,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改變圖像對(duì)比,T1Flair,T2Flair,GRE,STIR,梯度回波序列家族 GRE,擾相梯度回波（Spoiled GRE） 快速梯度回波序列（Fast GRE） LAVA TRICKS 真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像(FIESTA),GRE序列是最常用的快速成像序列之一，利用梯度場的反向切換產(chǎn)生回波,家族標(biāo)志,GRE序列特點(diǎn),由于TR時(shí)間縮短，為了防止圖像出現(xiàn)飽和，所以使用小角度射頻脈沖 去掉180翻轉(zhuǎn)脈沖，以加快掃描速度，是對(duì)磁場不均勻很敏感 由于TR縮短，T2長的物質(zhì)的橫向磁化矢量無法衰減

12、完全，所以往往存在T2殘留,GRE圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,由于TR短，成像速度較SE、FSE都快。因而適 用于快速掃描（如：屏氣掃描）和定位像 對(duì)磁場不均勻和磁化效應(yīng)很敏感，因而在鐵質(zhì) 沉積部（如基底節(jié)、亞急性出血部位）和磁敏 感系數(shù)差異較大的部位（如空氣/組織、骨/組 織交界面）信號(hào)低 小翻轉(zhuǎn)角和T2*馳豫使信號(hào)較弱且衰減很快， 因而SNR較低,GRE序列組織對(duì)比不如FSE序列，但對(duì)于脊髓中灰白質(zhì)顯示優(yōu)于FSE,SE,提高掃描速度,GRE,MERGE,提高信噪比,MERGE(Multiple-Echo Recalled Gradient Echo ),MERGE是一個(gè)GRE序列。它采集多個(gè)TE值

13、的回波進(jìn)行平均，形成一個(gè)T2*對(duì)比的圖像。 技術(shù)特點(diǎn) SNR相對(duì)較高。由于采用多個(gè)TE的回波進(jìn)行平均。所以和GRE比，在相同的TR時(shí)間內(nèi)，SNR較高。 組織對(duì)比改變。由于多個(gè)TE的回波進(jìn)行平均，和以前同一TE的GRE序列而言，對(duì)比稍顯不同。 可以使用更高的BW。由于SNR提高，所以可以使用更高的BW，從而帶來化學(xué)位移偽影和圖像變形的降低。 臨床使用體會(huì) 組織對(duì)比改變?？梢愿杏X脊髓的灰白質(zhì)對(duì)比比GRE更好，且更穩(wěn)定些。,MERGE脈沖序列臨床應(yīng)用,頸椎橫斷位掃描的問題 1，常規(guī)FRFSE/FSE間盤、小關(guān)節(jié)、頸髓顯示好，但是流動(dòng)偽影非常明顯 2，常規(guī)GRE序列沒有腦脊液流動(dòng)偽影，頸髓對(duì)比度好，但

14、是磁敏感偽影較重椎間孔、神經(jīng)根顯示不好，SNR較低 3，F(xiàn)IESTA-C具有非常優(yōu)秀的神經(jīng)根顯示，但是首末層有明顯層面卷摺，頸髓對(duì)比度差，間盤、骨骼顯示不好,1,3,2D MERGE,HDx 標(biāo)準(zhǔn)掃描序列 橫斷位成像 清晰區(qū)分脊髓灰白質(zhì)、腦 脊液與脊髓信號(hào),Nerve roots,MERGE 序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,MERGE與GRE比較,MERGE,GRE（傳統(tǒng)）,SE,提高掃描速度,GRE,SPGR,消除T2殘留,MERGE,提高信噪比,擾相梯度回波序列 SPGR(FLASH),擾相梯度回波SPGR/FLASH,在每個(gè)回波采集后，利用一個(gè)高強(qiáng)度的擾相梯度使殘留的橫向磁化矢量失相位。,SP

15、GR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,去除了T2殘留，一般用來采集T1圖像 加入3D和抑脂技術(shù)后，常用來采集血管 較SE家族的序列采集速度快，常用在對(duì)時(shí)間要求比較高的解剖部位。如：腹部 與SE家族相比，磁敏感偽影較大，SNR低,SPGR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,DUAL SPGR(雙回波）診斷脂肪肝,脂肪抑制SPGR-T1WI清楚顯示胰腺,T1WI,T1WI + FS,SE,提高掃描速度,GRE,SPGR,消除T2殘留,Fast SPGR,加快掃描速度,MERGE,提高信噪比,FSPGR序列,提高掃描速度的手段 部分NEX 部分射頻脈沖（RF） 部分回波 增大帶寬，降低采樣時(shí)間,FSPGR序列的圖像特

16、點(diǎn)及臨床應(yīng)用,T1W BH Dual Echo FSPGR 手術(shù)前影像診斷：肝臟含脂肪多血供良性腫瘤，以血管平滑肌脂肪瘤或肝腺瘤的可能性大,FSPGR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,2D FSPGR 用于屏氣采集腹部T1圖像或是進(jìn)行腹部多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)。,FSPGR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,3D FSPGR掃描無間距，用于關(guān)節(jié)軟骨疾病的觀察,軟骨損傷,SPGR序列MRA,TOF-MRA或CE-MRA 2D或3D,主動(dòng)脈內(nèi)血腫形成,增強(qiáng)前,增強(qiáng)后,延遲期,Flurro Trigger ceMRA清 晰顯示肺動(dòng)脈,SE,提高掃描速度,GRE,SPGR,消除T2殘留,Fast SPGR,加快掃 描速度,LAV

17、A,增加空間和時(shí)間分辨率 應(yīng)用均勻的壓脂 提高病變檢出率,Vibrant,MERGE,提高信噪比,LAVA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,動(dòng)脈早期,動(dòng)脈晚期,門脈早期,平衡期,全肝覆蓋、高分辨率、快速成像、單倍劑量造影劑 一次屏氣可完成動(dòng)脈早期、動(dòng)脈中期、動(dòng)脈晚期成像,21秒,27.5秒,34秒,LAVA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,LAVA臨床應(yīng)用,更高的SNR 更高的CNR 更快的掃描速度,超快速肝臟多動(dòng)脈期成像,精細(xì)掃描,動(dòng)態(tài)增強(qiáng)與血管造影同時(shí)顯示,一次掃描，單倍劑量CM 全面的腹部檢查,相同的時(shí)間內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行 Dynamic，對(duì)雙側(cè)乳腺圖像進(jìn)行比較。,乳腺線圈,左右兩側(cè)分別勻場，保證磁場均一性,

18、均勻的脂肪抑制,、使用并行采集技術(shù)，支持軸位/矢狀位雙側(cè)Dynamic成像,、左右兩側(cè)分別勻場，保證均一的脂肪抑制。,、AutoSubtract（自動(dòng)剪影功能）,Vibrant,VIBRANT Reformat,重建圖像,重建圖像,重建圖像,容積重建病灶- 血管圖像,容積重建病灶- 血管圖像,重建圖像,Vibrant臨床應(yīng)用,SE,提高掃描速度,GRE,SPGR,消除T2殘留,Fast SPGR,加快掃描速度,TRICKS,使用匙孔原理 提高時(shí)間分辨率,MERGE,提高信噪比,TRICKS序列,無需計(jì)算對(duì)比劑到達(dá)時(shí)間，不用放置對(duì)比劑探測點(diǎn)。 可以獲得高空間分辨率和高時(shí)間分辨率的3D圖像。,3D

19、 EC TRICKS (Elliptic Centric Time Resolved Imaging of Contrast Kinetics)時(shí)間分辨的增強(qiáng)動(dòng)力學(xué)成像,3D TRICKs,K空間分成 4 個(gè)區(qū)域 橢圓中心,反復(fù)在采集中心和周邊區(qū)域數(shù)據(jù) 中心區(qū)域多次采樣,臨床應(yīng)用,能動(dòng)態(tài)的顯示動(dòng)脈 避免靜脈污染 可清晰顯示側(cè)支循環(huán)和血液返流 外周血管分析 - 最常用于下肢遠(yuǎn)端血管掃描 (小腿和足) - 病灶血供情況分析 神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用 -頭部動(dòng)靜脈畸形/動(dòng)脈瘤,SPGR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,3D FSPGR的改進(jìn)（TRICKS)用于血管的動(dòng)態(tài)觀察,TRICKS時(shí)間分辨的增強(qiáng)動(dòng)力學(xué)成像（Tim

20、e-Resolved Imaging of Contrast KineticS），能通過造影劑血液動(dòng)力學(xué)進(jìn)行全身的動(dòng) 態(tài)增強(qiáng)掃描。具有更高的時(shí)間分辨率，進(jìn)一步避免靜脈污染。,FIESTA,保持穩(wěn)定T2殘留,SE,提高掃描速度,GRE,SPGR,消除T2殘留,Fast SPGR,加快掃描速度,TRICKS,使用匙孔原理 提高時(shí)間分辨率,LAVA,增加空間和時(shí)間分辨率 應(yīng)用均勻的壓脂 提高病變檢出率,MERGE,提高信噪比,自由穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)序列 FIESTA(TrueFISP),FIESTA脈沖序列,a,a,G Slice,G Phase,G Freq.,Echo,RF,自由穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)序列FIESTA（

21、TrueFISP）,TR縮短時(shí)信號(hào)強(qiáng)度不受影響，因此可在很短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行且不產(chǎn)生對(duì)SNR的影響。 由于三個(gè)方向上都加補(bǔ)償梯度，可以消除勻速血流產(chǎn)生的相位差。 成像速度快，對(duì)運(yùn)動(dòng)不敏感。 圖像中含有T1和T2兩種對(duì)比。 對(duì)水性物質(zhì)顯示較好，軟組織對(duì)比較差。診斷軟組織病變時(shí)，容易漏診。 對(duì)中心頻率偏移很敏感，掃描前注意調(diào)整中心頻率。 磁場不均勻時(shí)，容易產(chǎn)生帶狀偽影。,FIESTA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,FIESTA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,FIESTA顯示神經(jīng),耳蝸前庭神經(jīng),FIESTA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,3D FIESTA顯示內(nèi)耳,FIESTA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,左肝癌，F(xiàn)iest

22、a能清晰顯示門脈中的癌栓,FIESTA序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,FIESTA-不易檢出實(shí)性占位病變!,GRE,消除T2殘留,FIESTA,保持穩(wěn)定T2殘留,EPI,提高掃描速度,SPGR,Fast SPGR,加快掃描速度,TRICKS,使用匙孔原理 提高時(shí)間分辨率,GRE,提高掃描速度,EPI,EPI序列家族,SE-EPI GRE-EPI DW-EPI,EPI序列,成像速度快，時(shí)間分辨率高 對(duì)磁場不均勻非常敏感 圖像信噪比比常規(guī)圖像差,EPI序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,灌注加權(quán)成像（PWI）通過顯示組織毛細(xì)血管水平的血流 灌注情況， 評(píng)價(jià)局部組織的活動(dòng)及功能狀況。對(duì)于腦梗后的再 灌注和側(cè)枝循環(huán)的

23、建立和開放很敏感，并用于鑒別腫瘤復(fù)發(fā)和 放療后組織壞死的早期改變，推斷腫瘤的分化程度。,EPI序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,血氧水平依賴對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)，被廣泛用于視覺、運(yùn)動(dòng)、 感覺、聽覺以及語言中樞的研究。為術(shù)中保護(hù)腦功能區(qū)及 偏癱患者的功能恢復(fù)提供參考證據(jù)。,右手運(yùn)動(dòng),GRE,提高掃描速度,EPI,加入彌散測量梯度,DW-EPI,彌散平面回波序列 DW-EPI,彌散現(xiàn)象,自由水,受限水,彌散加權(quán)（DW）EPI,靜止水分子,RF,slice,信號(hào)強(qiáng)度,彌散水分子,彌散梯度,DW-EPI序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,對(duì)于急性腦梗，DWI比T2W更為靈敏。 上圖示左側(cè)顳葉的梗塞灶（病變2小時(shí)）。,DW-EPI序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用,DTI顯示雙側(cè)放射冠及胼胝體的纖維走行,孤立病灶DTI顯示局部纖維中斷,WB-DWI顯示左頸 部多發(fā)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移， 盆腔多發(fā)異常信號(hào) 改變，肝內(nèi)可見多 個(gè)彌散受限病灶。 本病例WB-DWI所 見在常規(guī)圖像均得 到證實(shí)。 通過與常規(guī)STIR圖 像對(duì)比發(fā)現(xiàn)WB- DWI成像