磁共振成像序列及应用-杨正汉(ppt).ppt
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1、MRIMRI序列及其临床应用序列及其临床应用杨正汉杨正汉卫生部北京医院放射科卫生部北京医院放射科卫生部北京医院放射科卫生部北京医院放射科北京大学第五临床医学院北京大学第五临床医学院北京大学第五临床医学院北京大学第五临床医学院磁共振成像的物理学原理磁共振成像的物理学原理磁共振信号快速采集技术磁共振信号快速采集技术磁共振成像序列及其临床应用磁共振成像序列及其临床应用什么是序列(什么是序列(SequenceSequence)?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相位相位相位相位运动运
2、动运动运动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、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
3、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
4、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Gradient Recalled Echo,GREGradient Recalled Echo,GRE杂合序列杂合序列 Hybrid Sequence脉
5、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,FIDFIDl l自自自自由由由由感感感感应应应应衰衰衰衰减减减减序序序序列列列列l l自自自自旋旋旋旋回回回回波波波波类类类类序序序序列列列列l l梯梯梯梯度度度度回回回回波波波波类类类类序序序序列列列列l l杂杂杂杂合合合合序序序序列列列列MRI sequence treeMRI sequence tree一、自由感应衰减序列一、自由感应衰减序列
6、9090度脉冲产生最大的横行磁化矢量,此时采集的度脉冲产生最大的横行磁化矢量,此时采集的度脉冲产生最大的横行磁化矢量,此时采集的度脉冲产生最大的横行磁化矢量,此时采集的MRMR信号信号信号信号最强,由于最强,由于最强,由于最强,由于T2*T2*衰减,衰减,衰减,衰减,FIDFID信号衰减很快,大约只有信号衰减很快,大约只有信号衰减很快,大约只有信号衰减很快,大约只有2020msms时间对时间对时间对时间对FIDFID进行空间编码,因而临床上很少采用。进行空间编码,因而临床上很少采用。进行空间编码,因而临床上很少采用。进行空间编码,因而临床上很少采用。饱和恢复(部分饱和)序列饱和恢复(部分饱和)
7、序列Saturation RecoveryPartial Saturation饱和恢复(饱和恢复(SR)序列结构示意图序列结构示意图SRSR序列一般用于序列一般用于序列一般用于序列一般用于T1WIT1WI,TRTR决定决定决定决定SRSR序列的序列的序列的序列的T1T1对比,选择两种对比,选择两种对比,选择两种对比,选择两种组织组织组织组织T1T1值之间的值之间的值之间的值之间的TRTR能产生较好的能产生较好的能产生较好的能产生较好的T1T1对比。对比。对比。对比。在在在在1.01.0T T 1.5T 1.5T的的的的MRMR机上,机上,机上,机上,SR-T1WISR-T1WI一般一般一般一般
8、TRTR为为为为400400msms 600ms600ms400400高斯场强高斯场强高斯场强高斯场强部分饱和部分饱和部分饱和部分饱和T T1 1WIWITR=125 msTR=125 ms;TE=20 msTE=20 ms二、自旋回波类序列二、自旋回波类序列自旋回波类自旋回波类MRI序列序列l lSpin EchoSpin Echo,SESE(自旋回波)自旋回波)自旋回波)自旋回波)l lRARERARE(弛豫增强快速采集)弛豫增强快速采集)弛豫增强快速采集)弛豫增强快速采集)l lSS-RARESS-RARE(单次激发单次激发单次激发单次激发RARERARE)l lHF-SS-RAREHF
9、-SS-RARE(半傅立叶采集单次激发半傅立叶采集单次激发半傅立叶采集单次激发半傅立叶采集单次激发RARERARE)l lIRIR(反转恢复)反转恢复)反转恢复)反转恢复)l lTIRTIR(快速翻转恢复)快速翻转恢复)快速翻转恢复)快速翻转恢复)1、自旋回波序列、自旋回波序列自旋回波(自旋回波(spin echo,SE)序列序列SE序列的特点序列的特点目前最常用的目前最常用的目前最常用的目前最常用的T1WIT1WIT1WIT1WI序列序列序列序列组织对比良好,组织对比良好,组织对比良好,组织对比良好,SNRSNRSNRSNR较高,伪影少较高,伪影少较高,伪影少较高,伪影少信号变化容易解释信号
10、变化容易解释信号变化容易解释信号变化容易解释最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱腹部已经逐渐被腹部已经逐渐被腹部已经逐渐被腹部已经逐渐被GREGREGREGRE序列取代序列取代序列取代序列取代T2WIT2WIT2WIT2WI少用少用少用少用SESESESE序列(太慢、伪影重)序列(太慢、伪影重)序列(太慢、伪影重)序列(太慢、伪影重)扫描时间扫描时间扫描时间扫描时间2-52-52-52-5分钟分钟分钟分钟SE序列的临床应用图片序列的临床应用图片腕关节高分辨腕关节高分辨SESET1WIT1WI颈椎间盘突出
11、颈椎间盘突出左枕叶脑脓肿左枕叶脑脓肿SESET1WIT1WISE-T1WISE-T1WI增强扫描增强扫描增强扫描增强扫描自旋回波类自旋回波类MRI序列序列l lSpin EchoSpin Echo,SESE(自旋回波)自旋回波)自旋回波)自旋回波)l lRARERARE(弛豫增强快速采集)弛豫增强快速采集)弛豫增强快速采集)弛豫增强快速采集)l lSS-RARESS-RARE(单次激发单次激发单次激发单次激发RARERARE)l lHF-SS-RAREHF-SS-RARE(半傅立叶采集单次激发半傅立叶采集单次激发半傅立叶采集单次激发半傅立叶采集单次激发RARERARE)l lIRIR(反转恢复
12、)反转恢复)反转恢复)反转恢复)l lTIRTIR(快速翻转恢复)快速翻转恢复)快速翻转恢复)快速翻转恢复)2 2、RARE序列序列RARE序列序列l l在临床上常称为快速自旋回波在临床上常称为快速自旋回波 TSETSE(turbo spin echoturbo spin echo)(西门子,飞利浦)西门子,飞利浦)西门子,飞利浦)西门子,飞利浦)FSE FSE(fast spin echofast spin echo)()()()(GEGE公司)公司)公司)公司)SESEFSEFSE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31801801
13、8018018090ESETL5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
14、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
15、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根据回波链长度(根据回波链长度(ETL)FSE FSET1WIT1WI(ETLETL2-42-4)短回波链短回波链短回波链短回波链FSEFSET2WI T2WI(ET
16、LETL5-105-10)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)FSE的改进序列的改进序列 FSE-LX FSE-LX Tailored RF Tailored RF 快速恢复快速恢复快速恢复快速恢复FSEFSE(Fast Recovery FSEFast Recovery FSE,FRFSEFRFSE)(1)、)、TSE-T1WI序列序列l l由于由于由于由于SE-T1WISE-T1WI图像质量好,对比佳,时间图像质量好,对
17、比佳,时间图像质量好,对比佳,时间图像质量好,对比佳,时间不太长,因而仍是临床上最常用的不太长,因而仍是临床上最常用的不太长,因而仍是临床上最常用的不太长,因而仍是临床上最常用的T1WIT1WI序列。序列。序列。序列。TSE-T1WITSE-T1WI在临床上相对较少使用。在临床上相对较少使用。在临床上相对较少使用。在临床上相对较少使用。l lTSE-T1WITSE-T1WI的的的的ETLETL常为常为常为常为2-42-4l l临床应用:临床应用:临床应用:临床应用:脊柱脊髓脊柱脊髓脊柱脊髓脊柱脊髓 四肢关节四肢关节四肢关节四肢关节 心脏成像心脏成像心脏成像心脏成像 腹部成像(少用)腹部成像(少
18、用)腹部成像(少用)腹部成像(少用)TSE-T1WI的优缺点的优缺点优点:优点:比比比比SE-T1WISE-T1WI快速,甚至可以屏气扫描快速,甚至可以屏气扫描快速,甚至可以屏气扫描快速,甚至可以屏气扫描缺点;缺点;TETE时间较长,图像受时间较长,图像受时间较长,图像受时间较长,图像受T2T2污染,污染,污染,污染,T1T1对比降低对比降低对比降低对比降低 与与与与GREGRET1WIT1WI相比速度还不够快相比速度还不够快相比速度还不够快相比速度还不够快正常心脏正常心脏TSE-T1WIl l屏气扫描屏气扫描屏气扫描屏气扫描2323秒秒秒秒ETL=3ETL=3脊柱脊柱TSE-T1WI(2)、
19、短)、短ETL的的FSE-T2WIl lETL=5-10l l优点:快速优点:快速(2-7分)分)、T2对比与对比与SE序列相近序列相近l l缺点:运动伪影(胸腹部)缺点:运动伪影(胸腹部)l l临床应用临床应用:颅脑常规颅脑常规颅脑常规颅脑常规T2WIT2WI 呼吸门控呼吸门控呼吸门控呼吸门控T2WIT2WI序列用于胸腹部成像,是目前最序列用于胸腹部成像,是目前最序列用于胸腹部成像,是目前最序列用于胸腹部成像,是目前最普遍采用的肝脏快速普遍采用的肝脏快速普遍采用的肝脏快速普遍采用的肝脏快速T2WIT2WI序列,其他序列的评序列,其他序列的评序列,其他序列的评序列,其他序列的评价以此序列为参照
20、。价以此序列为参照。价以此序列为参照。价以此序列为参照。(3)、中)、中ETL的的FSE-T2WIETLETL10-2010-20优点:优点:优点:优点:扫描速度快(扫描速度快(扫描速度快(扫描速度快(1-51-5分钟)分钟)分钟)分钟)缺点:缺点:缺点:缺点:T2T2对比不及对比不及对比不及对比不及SESE或短回波链的或短回波链的或短回波链的或短回波链的FSE-T2WIFSE-T2WI运动伪影运动伪影运动伪影运动伪影临床应用:临床应用:重点显示解剖结构的部位(如脊柱、重点显示解剖结构的部位(如脊柱、重点显示解剖结构的部位(如脊柱、重点显示解剖结构的部位(如脊柱、骨关节)骨关节)骨关节)骨关节
21、)本身本身本身本身T2T2对比较好的器官(如前列腺)。对比较好的器官(如前列腺)。对比较好的器官(如前列腺)。对比较好的器官(如前列腺)。FSE-T2WIETLETL1515MatrixMatrix512256512256TATA2 2分分分分4848秒秒秒秒FSET2WIETL15,16ETL=15,TA=3ETL=15,TA=3分分分分4949秒秒秒秒膝关节后交叉韧带断裂膝关节后交叉韧带断裂ETL=15,TA=3ETL=15,TA=3分分分分4949秒秒秒秒l lETL20ETL20l l有效有效有效有效TETE常大于常大于常大于常大于100100msmsl l优点:成像快优点:成像快优点
22、:成像快优点:成像快(20-30(20-30S)S),可屏气扫描可屏气扫描可屏气扫描可屏气扫描l l缺点:缺点:缺点:缺点:T2T2对比较差;屏气不好者仍有伪影对比较差;屏气不好者仍有伪影对比较差;屏气不好者仍有伪影对比较差;屏气不好者仍有伪影(4)、长)、长ETL的的TSE-T2WIl临床应用:临床应用:l l胸腹部的屏气胸腹部的屏气胸腹部的屏气胸腹部的屏气T2WIT2WIl l在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断l l呼吸触发呼吸触发呼吸触发呼吸触发MRCPMRCPTSE-T2WI,ETL=
23、29 TSE-T2WI,ETL=29,屏气,屏气,屏气,屏气2323秒秒秒秒ETL=23ETL=23屏气扫描屏气扫描屏气扫描屏气扫描2525秒秒秒秒鉴别囊性病变与实性病变鉴别囊性病变与实性病变鉴别囊性病变与实性病变鉴别囊性病变与实性病变ETL=29ETL=29屏气扫描屏气扫描屏气扫描屏气扫描2121秒秒秒秒鉴别囊性病变与实性病变鉴别囊性病变与实性病变鉴别囊性病变与实性病变鉴别囊性病变与实性病变呼吸触发呼吸触发呼吸触发呼吸触发FSEFSEMRCPMRCP(MIPMIP)ETL=24ETL=24,TRTR4-54-5呼吸周期,呼吸周期,呼吸周期,呼吸周期,TE=250msTE=250msTATA3
24、 3分分分分4444秒秒秒秒l lFSEFSE的改进序列的改进序列的改进序列的改进序列l l在每一次在每一次在每一次在每一次9090脉冲的最后一个回波采集后,施脉冲的最后一个回波采集后,施脉冲的最后一个回波采集后,施脉冲的最后一个回波采集后,施加一个负加一个负加一个负加一个负9090脉冲脉冲脉冲脉冲l l将残留的横向磁化矢量打到纵向将残留的横向磁化矢量打到纵向将残留的横向磁化矢量打到纵向将残留的横向磁化矢量打到纵向l l主要使主要使主要使主要使FSE T2WIFSE T2WI上长上长上长上长T2T2的结构(如脑脊液)的结构(如脑脊液)的结构(如脑脊液)的结构(如脑脊液)信号强度增高,增加对比信
25、号强度增高,增加对比信号强度增高,增加对比信号强度增高,增加对比l l主要用于短回波链的主要用于短回波链的主要用于短回波链的主要用于短回波链的FSE T2WIFSE T2WIl l在采集层面足够的情况下可缩短在采集层面足够的情况下可缩短在采集层面足够的情况下可缩短在采集层面足够的情况下可缩短TRTR(5)、快速恢复)、快速恢复FSE T2WI180180度脉冲度脉冲度脉冲度脉冲8 8个,个,个,个,ETLETL7 7FSE T2WIFRFSE T2WITR=2000msTR=2000ms,TE=100msTE=100ms,MatrixMatrix448256448256,ETL=9ETL=9N
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