磁共振成像脉冲序列.ppt
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1、MRMR信号与下列因素有关:信号与下列因素有关:质子密度质子密度质子密度质子密度T1T1T1T1、T2T2T2T2值值值值化学位移化学位移化学位移化学位移上述每个因素对上述每个因素对上述每个因素对上述每个因素对MRMR信号的贡献受信号的贡献受信号的贡献受信号的贡献受RFRF脉冲的调节脉冲的调节脉冲的调节脉冲的调节、所用的梯度所用的梯度所用的梯度所用的梯度以及以及以及以及信号采集时刻信号采集时刻信号采集时刻信号采集时刻的控制。的控制。的控制。的控制。MRMR成像过程中,成像过程中,成像过程中,成像过程中,RFRF脉冲、梯度、信号采集时刻脉冲、梯度、信号采集时刻脉冲、梯度、信号采集时刻脉冲、梯度、
2、信号采集时刻的的的的设置参数的组合称为脉冲序列(设置参数的组合称为脉冲序列(设置参数的组合称为脉冲序列(设置参数的组合称为脉冲序列(Pulse SequencePulse Sequence)激发脉冲激发脉冲激发脉冲激发脉冲预脉冲预脉冲预脉冲预脉冲组织饱和组织饱和组织饱和组织饱和信号产生信号产生信号产生信号产生Signal ProductionSignal ProductionFIDFIDSpin EchoSpin EchoGradient EchoGradient Echo自旋准备自旋准备自旋准备自旋准备Spin PreparationSpin Preparation图像图像付立叶转换付立叶转
3、换付立叶转换付立叶转换脉冲序列的两个基本组成部分脉冲序列的两个基本组成部分MRIMRI序列的分类序列的分类用射频脉冲(用射频脉冲(用射频脉冲(用射频脉冲(180180度)产生回波的序列度)产生回波的序列度)产生回波的序列度)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用读出(频率编码)梯度切换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同时有自旋回波和梯度回波的序列同时有自旋回波和梯度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自旋回波序列Spin Echo,SE梯度回波序列梯度回波序列Gradi
4、ent Recalled Echo,GREGradient Recalled Echo,GRE杂合序列杂合序列 Hybrid Sequence脉冲激发后直接采集自由感应衰减信号脉冲激发后直接采集自由感应衰减信号脉冲激发后直接采集自由感应衰减信号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自由感应衰减序列Free Induction DecayFree Induction Decay,FIDFID自旋回波扫描时间Scan TimeTR Phase NEX如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像T1WI:0.42562=3分24秒T2WI/PDWI:42562=30分钟!快速自旋回
5、波序列FSE/TSEl如何使SE扫描时间缩短?回波链长度回波间隔有效回波回波回波1回波回波2回波回波5回波回波4K频率K相位回波回波390回波1回波2回波5回波4回波318018018018018090ESETL5有效TETRFSE序列的结构和序列的结构和K空间填充空间填充90回波1回波2回波5回波4回波318018018018018090ESETL5有效TETRFSE序列回波链中各回波的强度及序列回波链中各回波的强度及TE不同不同100%时间(时间(ms)MxyMxyTE1TE2TE3TE4TE5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重要参数特点重要参数特点 1.把把90度
6、脉冲中点到填充度脉冲中点到填充K空间中心的回空间中心的回波中点的时间间隔定义为波中点的时间间隔定义为有效有效TE 如果把第一个回波填充在如果把第一个回波填充在K空间中心,空间中心,即选择很短的即选择很短的TE,将基本剔除,将基本剔除T2弛豫对图弛豫对图像对比的影响,得到的将是像对比的影响,得到的将是T1WI或或PDWI 如果把一个长回波链中的最后一个回波如果把一个长回波链中的最后一个回波填充在填充在K空间中心,即选择很长的有效空间中心,即选择很长的有效TE,得到的将是权重很重的,得到的将是权重很重的T2WI。一般一般ELT越长,图像的组织对比越低。越长,图像的组织对比越低。2.第一个回波强,依
7、次减弱,所以图像模糊第一个回波强,依次减弱,所以图像模糊 3.FSE可以使脂肪组织产生可以使脂肪组织产生J耦合,产生高信号。耦合,产生高信号。因而在病变也为高信号的因而在病变也为高信号的T2WI上需加上需加压脂压脂4.对磁场不均匀性不敏感,但不利于一些能够对磁场不均匀性不敏感,但不利于一些能够增加磁场不均匀的病变如出血的检出增加磁场不均匀的病变如出血的检出 5.回波间隙回波间隙ES如果缩短,那么各回波的如果缩短,那么各回波的TE差别差别缩小,软组织对比可能提高,模糊效应减轻缩小,软组织对比可能提高,模糊效应减轻 6.增加增加ETL可增加采集速度,但是其缺点脂肪可增加采集速度,但是其缺点脂肪组织
8、信号更高,组织信号更高,SAR值更高,磁化转移效应值更高,磁化转移效应增加,可能会增加饱和并可能降低图像对比增加,可能会增加饱和并可能降低图像对比 FSE序列的特点序列的特点l l快速成像快速成像l l回波链中每个回波信号的回波链中每个回波信号的TE不同不同,从而,从而减低了组织对比减低了组织对比l lFSE序列图像的模糊效应序列图像的模糊效应 l l脂肪组织信号强度增高脂肪组织信号强度增高 l l对磁场不均匀性不敏感对磁场不均匀性不敏感 l l能量沉积增加能量沉积增加 l l ETL越长越长l l 成像越快成像越快成像越快成像越快l l 图像图像图像图像SNRSNR越低越低越低越低l l 图
9、像图像图像图像T2T2对比越差对比越差对比越差对比越差l l 图像的模糊效应越重图像的模糊效应越重图像的模糊效应越重图像的模糊效应越重l l 脂肪信号越亮脂肪信号越亮脂肪信号越亮脂肪信号越亮l l SARSAR值越高值越高值越高值越高l l回波间隙越小回波间隙越小l l 回波间幅度差别越小,回波间幅度差别越小,回波间幅度差别越小,回波间幅度差别越小,图图图图像对比增加像对比增加像对比增加像对比增加l l 图像模糊效应越轻图像模糊效应越轻图像模糊效应越轻图像模糊效应越轻l l 脂肪信号越高脂肪信号越高脂肪信号越高脂肪信号越高l l 在保持对比和模糊效应的在保持对比和模糊效应的在保持对比和模糊效应
10、的在保持对比和模糊效应的前提下,允许的前提下,允许的前提下,允许的前提下,允许的ETLETL越长越长越长越长l l SARSAR值越高值越高值越高值越高FSE序列重要参数改变产生的效果序列重要参数改变产生的效果回波链 ETLl Tscan=TR NPhase NEX/ETL,ETL越大,扫描时间越短 ETL增加,图像模糊增加增加,图像模糊增加?根据回波链长度(根据回波链长度(ETL)可分为:可分为:FSEFSET1WIT1WI(ETLETL2-42-4)短回波链短回波链短回波链短回波链FSEFSET2WI T2WI(ETLETL5-105-10)中等长度回波链中等长度回波链中等长度回波链中等长
11、度回波链FSEFSET2WI T2WI(ETLETL10-2010-20)长回波链长回波链长回波链长回波链FSEFSET2WI T2WI(ETL20ETL20)回波间隔 ESP22 8 14 l ESP增加,扫描时间增加,图像模糊增加增加,扫描时间增加,图像模糊增加翻转恢复序列翻转恢复序列SIEMENSIRPHILIPS IRGE IRIR Inversion Recovery激发角度越大,纵向弛豫所需时间越长激发角度越大,T1成分越大,T1对比越大90度脉冲能产生最大的横向磁化矢量180度脉冲产生反向的纵向磁化矢量Time Time(msms)纵纵向向磁磁化化矢矢量量9090度脉冲后的纵向弛
12、豫度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫与与9090度脉冲相比,度脉冲相比,180180度脉冲能将组织的纵向度脉冲能将组织的纵向弛豫差别增加弛豫差别增加1 1倍,也就是说倍,也就是说T1T1对比增加对比增加1 1倍倍Time Time(msms)180180度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫纵纵向向磁磁化化矢矢量量40km/h50km/h1 1小时后小时后小时后小时后2 2小时后小时后小时后小时后1801801801801801809090翻转恢复序列结构图FIDEchoEchoTITITETETRTRIR=180预脉冲预脉冲SE1800
13、脉冲脉冲900 脉冲脉冲1800 脉冲脉冲1800 脉冲脉冲部分部分T1弛豫弛豫较多较多T1弛豫弛豫XYZSESESESE序列的序列的序列的序列的T T T T1 1 1 1对比决定于对比决定于对比决定于对比决定于TRTRTRTR,选用的选用的选用的选用的TRTRTRTR接近于接近于接近于接近于组织的组织的组织的组织的T T T T1 1 1 1值可获得较好的值可获得较好的值可获得较好的值可获得较好的T T T T1 1 1 1对比。对比。对比。对比。IRIRIRIR序列的序列的序列的序列的T T T T1 1 1 1对比决定于对比决定于对比决定于对比决定于TITITITI,选用的选用的选用的
14、选用的TITITITI接近于接近于接近于接近于组织的组织的组织的组织的T T T T1 1 1 1值可获得更好的值可获得更好的值可获得更好的值可获得更好的T T T T1 1 1 1对比。对比。对比。对比。与与与与SESESESE序列一样,序列一样,序列一样,序列一样,IRIRIRIR序列应选用尽量短的序列应选用尽量短的序列应选用尽量短的序列应选用尽量短的TETETETE尽尽尽尽量剔除量剔除量剔除量剔除T2T2T2T2弛豫对图像对比的影响。弛豫对图像对比的影响。弛豫对图像对比的影响。弛豫对图像对比的影响。IRIRIRIR序列中,序列中,序列中,序列中,TRTRTRTR应尽量长(应尽量长(应尽量
15、长(应尽量长(TRTRTRTRTI 5TTI 5TTI 5TTI 5T1 1 1 1),),),),至少与至少与至少与至少与T2WIT2WIT2WIT2WI的的的的TRTRTRTR一样长。一样长。一样长。一样长。IR序列的优点:序列的优点:T1对比很好对比很好IR序列的缺点:扫描时间很长(长序列的缺点:扫描时间很长(长TR)临床应用:增加临床应用:增加T1对比,特别是脑灰白对比,特别是脑灰白质对比,尤其适用于婴儿的脑质对比,尤其适用于婴儿的脑T1WI翻转恢复序列的图像特点水抑制水抑制 T2 flair2000-23008000长长 120时间时间TITRTE不同不同TI的翻的翻转转恢复序列恢复
16、序列脂肪抑制脂肪抑制STIR1502000短短 45增加增加脑脑灰白灰白质质对对比比 T1 flair7502000短短 25TI 时间时间控制控制组织组织抑制和抑制和对对比比TE 时间时间控制控制T2 权重权重IR-T1WI,IR-T1WI,冠状面冠状面冠状面冠状面PhilipsPhilips公司公司公司公司IR-T1WIIR-T1WI,横断面横断面横断面横断面SiemensSiemens公司公司公司公司SE-T1WISE-T1WI,横断横断横断横断SiemensSiemens公司公司公司公司快速翻转恢复序列快速翻转恢复序列SIEMENSTIRPHILIPS IR-TSEGE IR-FSET
17、IR Turbo Inversion Recoveryl l翻转恢复与翻转恢复与TSE-T2WI的结合的结合TITI反转恢复快速自旋回波(反转恢复快速自旋回波(FSE-IR)v最大采集层数TR/(ESP*ETLTI)v适用于TI较小的情况,如STIR(TI=150ms),TI增大时最大采集层数迅速减少TIAcq.TimeTIInversion Pulse180oInversion Pulse180o90o180o180o90o180o180o180o180o180o180o180o180o180oTRTime Time(msms)180180度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛豫度脉冲后的纵向弛
18、豫度脉冲后的纵向弛豫纵纵向向磁磁化化矢矢量量脂肪脂肪脂肪脂肪水水水水肝脏组织肝脏组织肝脏组织肝脏组织IR-TSE可采用不同的可采用不同的TI选择性地抑选择性地抑制一定制一定T1值的组织信号值的组织信号抑制某种组织信号的抑制某种组织信号的TI值等于该组值等于该组织织T1的的69(70)抑制脂肪的抑制脂肪的抑制脂肪的抑制脂肪的TITITITI225ms70%225ms70%225ms70%225ms70%157.5ms157.5ms157.5ms157.5ms抑制纯水的抑制纯水的抑制纯水的抑制纯水的TITITITI3500ms703500ms703500ms703500ms702500ms2500
19、ms2500ms2500msl临床应用:临床应用:脂肪抑制脂肪抑制(short TI inversion recovery,STIR),特别适用于低场强特别适用于低场强MR黑水作用黑水作用(fluid attenuated inversion recovery,FLAIR)T1WI FLAIR注意注意:IR-TSEIR-TSE序列需要采用较长的序列需要采用较长的TRTRIR时时,纵纵向向磁磁化化缩缩小小零零继继续续增增长长原原先先磁磁化化量量900脉脉冲冲,TI长长时时间间(500ms),全全部部组组织织T1对比。对比。STIR时时,纵纵向向磁磁化化缩缩小小零零900脉脉冲冲,TI短短时时间间
20、(100ms),某某种种组组织织磁磁化化绝绝对对值值小小于于T1值值,纵纵向向弛弛豫豫刚刚至至零零值值,该该组组织织无无法法转转到到横横向向平平面面磁磁化化,无无信信号号发发生生,图图像像上上该该组组织织则则呈呈黑黑色色(无无信信号)。号)。短反转恢复序列(短反转恢复序列(Short TI inversion recovery STIR)STIR常常用用于于脂脂肪肪抑抑制制。脂脂肪肪T1值值是是215ms,当当TI 150ms时时,脂脂肪肪感感应应无无信信号号。在在短短SE或或长长IR图图像像中中看看到到高高信信号号(白白色色),在在STIR中中显显示示无无信信号号则则是脂肪成份。是脂肪成份。
21、STIR也也用用于于抑抑制制运运动动伪伪影影。如如呼呼吸吸引引起起的的鬼鬼影影,STIR中也无信号。中也无信号。STIR显显示示T2和和T1的的为为影影像像高高对对比比,病病变变与与周周围围组织对比明显。组织对比明显。信噪比常常比较低。信噪比常常比较低。STIR序列的图像特点及临床应用1.对磁场的不均匀较不敏感,因而比化学饱和压脂更均匀。2.因含有T1加权而对T2对比显示不好,仅用于偏中心(肩、颈椎、骶椎)及低场强下的T2压脂。3.因抑制短T1信号而不能用于造影增强。STIR-TSE-T2WISTIRSTIRT1 FLAIR(流体衰减反流体衰减反转转恢复)是一个恢复)是一个T1快速反快速反转转
22、恢复脉冲序列,恢复脉冲序列,这这个序列在保持个序列在保持 T1 对对比度的同比度的同时时取消取消CSF 信号。使用信号。使用750 3000ms 的的较长较长的反的反转时间转时间(TI),),TR=2000ms可以有可以有选择选择地抑制地抑制CSF而而获获得得T1对对比比。T1 FLAIRT1flairT1flair脉冲序列的特点脉冲序列的特点TI750ms,TR2200ms 每一层的信息采集采用FSE-IR的连续采集模式FSE IR的数据采集模式TITRTIInversion Pulse180Inversion Pulse18090180 180 180 180180 180180 1801
23、80 18090Echo SpaceMax.EchoEffective TE Slice SliceFSE Acq.FSE Acq.#2 Slice#2 SliceFSE AcqFSE Acq.#3 Slice#3 SliceFSE Acq.FSE Acq.#4 Slice#4 SliceFSE Acq.FSE Acq.#5 Slice#5 SliceFSE Acq.FSE Acq.#6 Slice#6 SliceFSE Acq.FSE Acq.#1 Slice&TI#2 Slice&TI#3 Slice&TI#4 Slice&TIT1flairT1flair脉冲序列的特点脉冲序列的特点TI7
24、50ms,TR2200ms 每一层的信息采集采用FSE-IR的连续采集模式 采用插值方法使T1 Flair序列在一个TR内可以采集的层数大大增加。TR时间的选择与TI时间有配对关系,不匹配可以导致脑脊液呈灰色信号T1WI FLAIRl lFIR T1WIFIR T1WIl lIR+IR+短回波链短回波链短回波链短回波链FSEFSEl l利用利用利用利用IRIR增加增加增加增加T1T1对比对比对比对比l lTI 750msTI 750ms(1.5T1.5T)l lTI 500msTI 500ms(0.3T0.3T)l lTR1500msTR1500ms(低场)低场)低场)低场)TR2000msT
25、R2000ms(高场)高场)高场)高场)l lTETE尽量短(尽量短(尽量短(尽量短(20 20msms)l lT1T1对比高于对比高于对比高于对比高于SESE但低于但低于但低于但低于IRIRIR T1WIFIR T1WISE T1WIT1FLAIR序列的图像特点及临床应用T1 Spin EchoT1 Flair信噪比高,灰白质对比强,对解剖结构的显示是其它序列无法代替的。对病变,尤其是邻近皮层的小病变的检出率优于T1W SE。T2FLAIR同样采用插值方法使压水(TI=2100)的FSE-IR序列在一个TR内可以采集的层数大大增加。.FSE Acq.Slice#1FSE Acq.Slice#
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