磁共振简易原理、脉冲序列及临床应用（规培用）.pptx

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1、磁磁 共共 振振 成成 像像基本原理基本原理一、基本原理1.含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体；2.小磁体自旋轴的排列无一定规律，但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。20:4023.在磁场中用特定频率的射频脉冲（RF）进行激发，氢原子核吸收一定的能量而发生了核磁共振现象核磁共振现象；4.停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能量逐步释放出来，这个能量即是磁共振成像的基础MRI信号信号；20:4035.纵向弛豫时间：又称自旋-晶格弛豫时间，为纵向磁化由零恢复到原来数值的63所需的时间，简称T

2、1；6.横向弛豫时间：又称自旋-自旋弛豫时间，为横向磁化由最大减小到最大值的37所需的时间，简称T2；20:4047.人体不同器官的正常组织与病理组织的T1、T2是相对固定的，而且它们之间有一定的差别；这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI的成像基础。20:40520:406二、磁共振设备l主磁体-有常导型、超导型和永磁型三种；梯度线圈-梯度磁场为人体MR信号提供了空间定位；射频发射器及MR信号接收器-是为了产生临床检查目的不同的脉冲序列，以激发人体内氢原子核产生MR信号。以上这些部分负责MR信号产生、探测与编码。20:40720:40820:40920:4010磁共振成像磁共振成像特点特点优

3、点点缺缺 点点多方位成像成像速度慢多参数成像成像空间小、噪音大软组织分辨率高对骨化及钙化不敏感、对含气组织成像效果差唯一在体分析组织代谢情况及化学成分的成像方法禁忌症较多、图像易受各种因素干扰无骨骼伪影空间分辨率稍差无电离辐射设备复杂昂贵、检查费用高三、常用检查方法平扫增强血管成像水成像其它20:4012磁共振脉冲序列及临床应用磁共振脉冲序列及临床应用一、脉冲序列的基本概念u 脉冲序列：为了不同成像目的而设计的一系列射频脉冲和梯度脉冲以及信号采集时刻在时间顺序上的排列组合。u MR图像对比度很大程度上取决于RF脉冲的发射方式和间隔、FID的读取方式、选择的梯度磁场的引入方式、选择的空间分辨力等

4、因素有关。脉冲序列的分类u 按检测的信号类型分类：直接测定FID信号的序列、直接测定自旋回波的序列、直接测定梯度回波的序列。2023/11/26射频脉冲射频脉冲射频脉冲射频脉冲层面选择梯度层面选择梯度层面选择梯度层面选择梯度相位编码梯度相位编码梯度相位编码梯度相位编码梯度频率编码梯度频率编码梯度频率编码梯度频率编码梯度MRMR信号信号信号信号FIDEchoEchoTETR9090 180180 9090脉冲序列流程脉冲序列流程脉冲序列流程脉冲序列流程示意图示意图示意图示意图t tt tt tt tt t2023/11/26二、常用脉冲序列及临床应用u先发射一个90RF脉冲，间隔TE/2时间再发

5、射一个180RF复相脉冲，再经TE/2时间间隔出现回波，测量回波信号的强度。（一）自旋回波序列（SE）2023/11/26T2加权像（T2WI）u长TR（1500-2500ms）长TE（80-120ms）uTR足够长，可以剔除T1时间对图像对比的影响，使序列主要反映组织T2时间的差别，呈T2WI。时间时间时间时间msms100%100%短短短短T1T1T1T1组织组织组织组织长长长长T1T1T1T1组织组织组织组织短短短短TRTRTRTR长长长长TRTRTRTR0 0 0 0A A A AB B B B2023/11/26T2WI（T2 weighted imaging）u突出组织横向弛豫差别

6、；uT2长的组织，高信号；uT2短的组织，低信号；u没有T1的信息。2023/11/26T1加权像（T1WI）u短TR（200-600ms）短TE（8-20ms）uTE足够短，可以剔除T2对图像对比的影响，使序列主要反映组织T1的差别，呈T1WI。时间时间时间时间msms100%100%短短短短T2T2T2T2组织组织组织组织长长长长T2T2T2T2组织组织组织组织长长长长TETETETE短短短短TETETETE0 0 0 0A A A AB B B B2023/11/26T1WI（T1 weighted imaging）u突出组织纵向弛豫差别；uT1长的组织，低信号；uT1短的组织，高信号；

7、u没有T2的信息。2023/11/26质子密度加权像（PDWI）u长TR（1500-2500ms）短TE（10-25ms）u长TR剔除T1影响，短TE剔除T2影响，所以图像对比只与氢质子密度相关，形成PDWI。时间时间时间时间msmsmsms100%100%短短短短T2T2T2T2组织组织组织组织长长长长T2T2T2T2组织组织组织组织短短短短TETETETE0 0 0 0A A A AB B B B时间时间时间时间msmsmsms短短短短T1T1T1T1组织组织组织组织长长长长TRTRTRTR0 0 0 0A A A AB B B B长长长长T1T1T1T1组织组织组织组织100%100%2

8、023/11/26PDWIu组织信号高低取决于质子含量高低；u脂肪及含水的组织均呈较高信号；2023/11/26SE序列序列临床应用临床应用腕关节高分辨腕关节高分辨SESET1WIT1WI2023/11/26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2023/11/26（二）（二）快速快速自旋回波序列自旋回波序列u快速自旋回波（fast spin-echo，FSE）序列：在一个TR周期内先发射一个90RF脉冲，然后相继发射多个180RF脉冲，形成多个自旋回波；u一个TR内获得多个相位编码数据，可用较少的TR周期获取K空间的全部数

9、据，形成一幅图像，缩短扫描时间；u与SE序列相比，FSE序列的扫描时间降低了ETL倍。2023/11/26SESEFSEFSE2023/11/26TSE-T2WI2023/11/262023/11/26（三）反转恢复序列IR：180+90+1801801801801801801809090FIDEchoEchoTITITETETRTRIR=180预脉冲预脉冲SE2023/11/26Time Time（msms）纵纵向向磁磁化化矢矢量量9090 脉冲脉冲脉冲脉冲后的纵向弛豫后的纵向弛豫后的纵向弛豫后的纵向弛豫与与与与90909090脉冲脉冲脉冲脉冲相比，相比，相比，相比，180180180180

10、脉冲脉冲脉冲脉冲能将组织的纵向弛豫差能将组织的纵向弛豫差能将组织的纵向弛豫差能将组织的纵向弛豫差别增加别增加别增加别增加1 1 1 1倍，也就是说倍，也就是说倍，也就是说倍，也就是说T1T1T1T1对比增加对比增加对比增加对比增加1 1 1 1倍倍倍倍Time Time（msms）180180 脉冲脉冲脉冲脉冲后的纵向弛豫后的纵向弛豫后的纵向弛豫后的纵向弛豫纵纵向向磁磁化化矢矢量量2023/11/26IR序列应用：主要用于产生T1WI和PDWI；形成重T1WI，成像中完全除去T2作用；除重T1WI外，主要用于脂肪抑制脂肪抑制和水抑制水抑制。IR-T1WI,冠状面冠状面IR-T1WI，横断面横断

11、面SE-T1WI，横断横断2023/11/261.短TI反转恢复序列u脂肪组织T1非常短，IR序列采用短的TI值（300ms）抑制脂肪信号，该序列称短TI反转恢复序列（short TI inversion recovery，STIR）；u1.5T抑制脂肪的TI225ms70%157.5msuSTIR主要用于T2WI的脂肪抑制；uSTIR不受磁场均匀性影响，脂肪抑制效果好，信号均匀。2023/11/26STIR2.液体抑制反转恢复序列（T2-FLAIR）uFLAIR序列：采用长TI和长TE，产生液体信号为零的T2WI，是水抑制的成像方法。u一旦脑脊液信号为零，异常组织、特别是含水组织周围的病变信

12、号在图像中会很突出，提高了病变识别能力。u在FLAIR序列中，由于脑脊液信号为零，TE可以较长，可获得更重的T2WI。u1.5T抑制纯水（自由水）的TI3500ms702500ms2023/11/26TSE-T2WITSE-T2WIFLAIR(TIR)FLAIR(TIR)，TI=2500msTI=2500ms（四）梯度回波序列uGRE又称为场回波（FE）；，此序列由于获取回波的方式是利用梯度场的切换产生的，所以称之为梯度回波序列；u序列构成：用90（）RF脉冲激发，采用较短的TR时间，用反转梯度取代180复相脉冲；uGRE序列的激发脉冲发射后，由于梯度场的散相作用，横向磁化矢量快速弛豫，信号消

13、失；u在读出梯度方向施加一对强度相同、方向相反的梯度磁场，使离散的相位重聚而产生回波，该回波被称梯度回波梯度回波。2023/11/26常规GRE序列的结构(1)射频脉冲激发角度小于90(2)回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）的切换2023/11/26GRE序列的基本特点（1）采用小角度激发，加快成像速度；（2）采用梯度场切换采集回波信号，进一步加快采集速度；（3）反映的是T2*弛豫信息而非T2弛豫信息；（4）GRE序列的固有信噪比较低；（5）GRE序列对磁场的不均匀性敏感；（6）GRE序列中血流常呈高信号。2023/11/26扰相GRE临床应用FFE-T1WIFLASH-FLASH-T2*WIT2*WITRTR640ms640msTETE36ms36msFlip angleFlip angle20202023/11/26肝脏动态增强扫描三期图像肝脏动态增强扫描三期图像2023/11/263 3D-TOF MRAD-TOF MRAMRA2023/11/26 心脏功能心脏功能成像成像2023/11/26Left coronary arteries Right coronary arteryRCALADLADRCACourtesy of Northwestern University Ho2023/11/26