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不同厂家磁共振常用序列介绍及临床特点 (NXPowerLite).ppt

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资源描述

1、不同厂家磁共振常用序列介绍及临床特点,在磁共振检查过程中,一般对自己较常接触的磁共振机器的序列比较了解,但平时看书学习时遇到其他厂家的磁共振检查序列名称时,便会感到陌生。往往期刊杂志中各文章作者使用的磁共振序列专业术语也常与其自己使用的磁共振机器有关,所以不同磁共振厂家的序列名称给我们的学习、交流、互相借鉴带来一定的困难。,磁共振成像技术指南检查规范、临床策略及新技术应用(杨正汉等主编,人民军医出版社,2007)一书在介绍现在临床上常用的各种磁共振扫描技术的同时,一直努力地同时介绍GE、西门子和飞利浦三大厂家的扫描序列。该书第813页还列了一张较为详细的表格(如下所示),将目前国内常见到的磁共

2、振机上常用的扫描序列名称进行了对照,这样我们遇到陌生的序列名称时有案可稽,为我们工作学习带来了方便。,本文作者对这张表格进行了编号,并试图介绍每个序列的原理和临床使用的主要特点,以期对磁共振序列有一较为系统的了解,并能够在磁共振检查诊断、学术交流以及阅读文献时对大家有所帮助。,第八届全国磁共振学术会议日程安排 2008 . 4. 11 星期五大会发言 16:3016:40 3.0T MRI THRIVE序列动态增强在肝脏的初步应用 演讲者:陈学军 郑州大学第五附属医院 16:4016:50 磁共振成像定量测定T1值、T2值和ADC值与肝脏纤维化模型病理诊断和实验室检测结果相关性研究演讲者:李绍

3、林 南方医科大学南方医院影像科 16:5017:00 磁共振肾灌注成像的研究 演讲者:史 浩 山东省医学影像学研究所 17:0017:10 含钆磁共振对比剂与肾源性系统纤维化 演讲者:张俊祥 安徽蚌埠医学院第一附属医院,10:5011:00 3.0T LAVA 技术对肺部良恶性肿瘤灌注增强的诊断价值 演讲者:李征宇 上海交通大学附属第一人民医院11:3011:40 3D-TSE序列结合DRIVE诊断面肌痉挛病因的价值 演讲者:杨利霞 新疆医科大学第一附属医院 11:2011:30 动态增强3D FSPGR联合DWI在肝内小结节病变的应用价值探讨 演讲者:阙松林 福建省龙岩市第二医院 15:50

4、16:10 FLAIR增强MRI神经系统临床应用价值评价 演讲者:余永强 安徽医科大学第一附属医院,自旋回波序列类,SE 序列 常规自旋回波序列,根据TR的TE的不同组合,可得到T1加权像(T1WI ), 质子加权像(PDWI),T2加权像(T2WI)。T1WI 现正在广泛使用于日常工作中,而 PDWI和T2WI因扫描时间太长几乎完全被快速SE取代。,1,每个TR周期内,一次激励射频脉冲后跟随一个180聚焦射频脉冲,得到一个回波信号,一层图像采集完成之后,将这些信号按相位编码顺序Gy排列起来,可得到一个所谓的K空间,见下图:,K空间内相位编码Gy的顺序指的是相位编码方向上梯度脉冲幅度(电压)的

5、排列顺序。一般是负值最大(指绝对值最大的负脉冲)的梯度脉冲先开始,采集到的MR信号填充于K空间的最边缘,随着梯度脉冲负值逐渐减小,MR信号逐渐向K空间中间逐行填充,至梯度脉冲减为零时,此刻MR信号一般较大,此信号位置称为零K空间,整幅图像采集时间进行了一半。然后梯度脉冲转为正值并逐渐加大,由零K空间向另一侧方向逐渐填充,至梯度脉冲正值最大时,整个K空间被填充完毕。,邻近零K空间的部分称为低K空间,远离零K空间靠近边缘的部分则称为高K空间。低K空间与图像的信噪比有关,而高K空间则与图像的轮廓线或分辨率有关。,Z,Y,X,M0,未发射射频脉冲(RF)时,质子进动相位不同,相互抵消,横向方向上无任何

6、磁向量。,与Z轴垂直方向上的发射线圈对质子样本发射射频信号,令质子发生核磁共振。我们先看T2加权。,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,偏转90,对质子样本发射射频(RF)信号后,Z,Y,X,M,X,Z,Y,Mxy,=,90,M0,M,Mz,我们忽视磁向量M的旋转,只关心M与Z轴的夹角 ,即偏转角。能使M偏转角的射频脉冲就称为脉冲,如90脉冲,180 脉冲。,X,Z,Y,M,RF发射停止后,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,偏转90,X,Z,

7、Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M, TE时,发射180射频脉冲,X,Z,Y,M,=,180,180射频脉冲发射孔后的第二个作用是相散的质子群的相位发生换位翻转。180射频脉冲之后,再经TE/2时间,换位翻转的质子群的相位必然会发生重聚,且纵向磁化向量恰好偏回至横向x0y平面,因此此刻可测得与Mxy大小相关的回波信号。,逆时针方向看, My-在后,My-在前,180射频脉冲,X,Z,Y,M,上述过程完成1次发射. 等待2000ms以上,再重复此过程。,最大信号强度 I,时间 t,自由水,灰质,白质,15ms,90ms,TE与横向磁化向量有关,三. SE T1加权序列:基本原理:在磁共振成像

8、系统中,因为接收信号的线圈总是安放在与纵轴垂直的位置上,纵向磁化向量无法直接进行测量。,X,Z,Y,M,偏转90,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,偏转90,最大值,X,Z,Y,M,偏转90,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,X,Z,Y,M,最大值,但纵向磁化向量未完全恢复时,如再次被一个90射频脉冲偏转至横向x0y平面,横向磁化向量Mxy要相应下降,下降的幅度与未完全恢复的Mz成正相关。此即为(部分)饱和现象。这时测到的横向分量直接反映了不同组织的T1值。,TR与纵向磁化向量有关,FSE(Fast Spin Echo) 欧洲厂家西门子和飞利浦以“t

9、urbo”来表示快速,故称之为TSE(Turbo Spin Echo),2,快速SE是一个90激励射频脉冲后跟随多个或一串180聚焦射频脉冲,每个聚焦射频脉冲对应不同的相位编码梯度,这样必然得到一串MR回波。这种技术被称为弛豫增强快速采集(rapid acquisition with relaxation enhancement,RARE)。,MR回波的数目称为回波链长(echo train length, ETL), 两回波之间的间隔时间称回波间隔(echospacing, ES)一般10ms左右。每次180脉冲后的相位编码梯度的幅度值都有变化,将幅度绝对值最小的相位编码梯度所对应的回波信号

10、(即零K空间或附近)与 90射频脉冲之间的时间称为有效回波时间(efective TE, ETE),该信号及其邻近的一些信号称低K空间,与图像的对比有关。而高K空间的信息与图像的轮廓线或分辨率有关。扫描时间缩短为相应常规SE的1/ETL。,ETE,TSE,多回波,该序列的优点是(1)速度快,图像对比不降低,所以现在尤其在T2加权成像方面几乎已经完全取代了常规SE序列而成为临床标准序列。(2)与常规SE序列一样,对磁场的不均匀性不敏感;该序列的缺点有(1)如采集次数不变,S/N有所降低,一般多次采集;(2)T2加权像上脂肪信号比常规SE像更亮,显得有些发白,易对图像产生干扰,解决的方法主要是用化

11、学法或STIR序列进行脂肪抑制;(3)当ETL8以后,图像高频部分缺失,导致一种滤波效应产生模糊,常在相位编码方向上出现图像的细节丢失;(4)RF射频能量的蓄积;(5)磁化转移效应等。,SS-FSE 单次发射快速SE(Single shot FSE RARE)TR趋于无穷大。一次90激励射频脉冲后跟随足够多的180聚焦射频脉冲,脉冲数为一幅图像所需全部回波数目,所有的信号可一次采集完毕。这样一幅256256的图像成像时间可是1.4秒。有效回波时间如1000ms左右,得到的是重T2加权。该序列常用在颅脑超快速T2WI(仅用于不能配合检查的患者),水成像方面,得到的图像如同含自由水组织的透视像,不

12、需要进行MIP后处理。,3,HASTE(half-fourier acquisition single-shot turbo spin-echo)半傅里叶单发射快速SE序列GE的设备上,在SS-FSE的用户控制变量(user control variables)界面内的“Fractional NEX Optimization”选项中选择“off”;飞利浦机器是在SSh-TSE序列上加“half scan”.,4,该序列采集略多于一半K空间的回波信号,成像时间也相应缩短了将近二分之一,一幅256256的图像的扫描时间可达到亚秒级水平。一般从低K空间一侧开始采集,很快到达零K空间,再到低K空间另一

13、侧,最后采完一侧高K空间结束。该序列的有效回波时间可较短,例如80ms,提高了信噪比和组织对比。,扫描起始位置,扫描方向,HASTE序列应用越来越广泛,除用于不能配合检查的患者外,还因速度快,在腹部成像中应用较多。如用于不能均匀呼吸又不能屏气的病例,磁共振胰胆管成像(MRCP)、磁共振尿路成像(MRU)、肝脏扫描中增加囊性病变与实性病变的对比、显示肠壁增厚和梗阻性肿块、肿块表面和肠壁受侵犯情况、MR结肠造影等。,FRFSE(TSE-Restore, 西门子)(TSE DRIVE, 飞利浦)FSE T2WI需要长TR,才能使纵向驰豫充分,并减少对T2像的影响。但TR过长明显增加扫描时间。为解决这

14、一问题,可在一串180聚焦射频脉冲结束并采集信号后,加一个180聚焦射频脉冲,待磁向量复相聚焦时,再加一个负的90脉冲,令横向分量偏至Z0位(即被打回纵向),这样可加快纵向恢复的过程。在实际工作中,经常会遇到T2WI扫描时TR不能降低,但扫描层次却较少的场合,比如脊柱,颈椎矢状位等,此时梯度的工作周期远未接近100%, 此时采用FRFSE序列,减少TR,可提高工作效率,或改善图像质量(增加采集次数)。,5,在实际工作中,例如1.5T MR头颅扫描时TR常选2500ms,但选择FRFSE后,TR可短至1300ms,图像质量并无明显降低。 使用方法: (1) GE的设备上直接选FRFSE序列。 (

15、2)西门子公司机器的TSE有两种,一种是普通TSE;另一种是TSE-Restore。在参数调整界面的“contrast”卡中勾选“Restore Magn.”项,如不勾选,即为普通TSE。(3)飞利浦机器是在TSE序列的参数修改界面的“contrast”卡中增加一个成像参数选项,称为DRIVE (DRIven Equilibrium)。,脉冲令所有组织纵向磁化向量越过90平面而偏至180位,等待其驰豫经一定时间(称反转时间TI)后。不同组织因T1值不同返回至的时间必不相同。此刻恰至90x0y平面的组织对图像无贡献,而其他组织的对比则明显增加。,IR(inversion recovery)反转恢

16、复序列在SE序列的90180射频脉冲组合之前,先给予一个180射频,6,FIR 快速反转恢复序列 反转恢复序列引入RARE技术,提高了扫描速度。,7,但这里有一问题应引起注意。在FIR(或TIR)成像过程中,从上图可见,水平X轴上方有“magnitude detection”与X轴下方“phase sensitive detection”呈对应关系。如检到X轴下方组织信号,但在图像上以其幅度绝对值来表示,可以想像,图像中只有相当于X轴水平的信号值是最低的,图像中无物体的空白背景处应该呈低信号黑色。这时西门子公司将此序列称之为TIRM(turbo inversion recovery (modu

17、lus) magnitude);而如同样的信号不以幅度绝对值来表达,而是以实际的值来显示,此时图像背景仍然相当于X轴水平的信号值,但却是灰色(即中等信号),成像组织中的信号有可能低于背景的信号,此时称之为TIR Real。,TIRM means a turboIR with a magnitude display,TIR Real,图2 MRI T1加权图像,箭头所指为病灶呈短T1高信号 图3 MRI Chem-Sat图像见病灶短T1高信号未被抑制 图4 MRI STIR图像病灶中心被抑制呈低信号 图57为病例3图像 图5 MRI T1加权颅脑矢状位像 见垂体增大,呈一致性高信号 图6 MRI

18、 Chem-Sat图像 见病灶短T1高信号未被抑制 图7 MRI STIR图像 见病灶短T1高信号大部分被抑制,呈低信号,FIR-T1WI 快速反转恢复T1加权序列9 STIR(Short TI Inversion Recovery)短反转时间反转恢复TI((time of inversion)反转时间在1.5T MRI上约130ms,使得脂肪组织返至x0y平面时成像,即成为脂肪抑制序列。,8,FLAIR 液体抑制反转恢复(fluid attenuated inversion recovery),(黑水,自由水抑制反转恢复)在1.5T MRI 上TI约2000-2500ms,令自由水呈低信号,

19、而结合水仍是较高信号,突出炎症、肿瘤等组织。,10,Dual IR-FSE双反转快速自旋回波 施加两个反转预脉冲,并调整两个TI,突出某一组织。(1)如抑制脑脊液和脑白质,突出脑灰质信号;或抑制脑脊液和脑灰质,突出脑白质信号。(2)心血管黑血(Black Blood)主要技术,第一个是非层面选择反转预脉冲,第二个为层面选择反转脉冲将成像层面的磁化矢量偏转回到原始平衡位,经过一定时间(即TI)之后施加90激励射频脉冲并成像,层面内心肌组织有信号,层面内有信号的血液因流出成像平面而不能成像,层面外被反转的血液此刻其磁化矢量恰至零位,也无信号,产生所谓黑血效应。此技术可再加一选择性脂肪反转脉冲抑制脂

20、肪信号,称为三反转FSE序列,对心脏肿瘤、心包和心肌病变的鉴别诊断具有重要意义。,11,Propeller(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction螺旋桨技术,GE)(Blade,刀锋技术,西门子)应用于FSE及FIR,一个回波链在低K空间采集,下一回波链则在频率编码和相位编码都旋转一定角度的低K空间采集。最后的结果是(1)整个K空间内,低K空间有大量信息重叠,图像S/N必然较高;(2)运动伪影不再沿相位编码方向被重建,而是沿放射状被抛射到FOV之外;(3)整个过程需复杂的数据处理。

21、该技术(1)可在头颅,腹部减少运动伪影,(2)也可在FSE-EPI 弥散加权成像(DWI)中减少磁敏感伪影和金属伪影。,12,梯度回波序列类,扰相GRE(gradient recalled echo),SPGR/FSPGR (spoiled gradient recalled echo, GE) ,快速小角度激发 (fast low angle shot, FLASH,西门子);(fast field echo,T1-FFT, 飞利浦) 一使用方法:西门子直接选序列,但在该序列参数设置界面的对比(contrast)卡中选上“RF spoil”选项 ,可增加扰相效果;GE公司设备在序列选择界面中

22、按下图所示逐项选择;飞利浦公司机器则在成像参数调整界面的“contrast”卡中按下图所示逐项选择。,13,Z,Y,X,Mxy,M0,M,Mz,小角度(小于30 )射频脉冲时纵向磁化向量由于偏离纵轴不远,所以恢复很快,下一次激励到来时不同组织的纵向磁化向量之间差别不大,如回波时间长(3060ms),横向磁化向量虽不大但仍可测,各组织之间横向分量的对比就充分体现出来,所得图像为T2加权。,Z,Y,X,Mxy,M0,M,Mz,反之如使用大偏转角(4590)激励脉冲和短TE(15ms)可得到T1加权像。这是因为短TE时,横向驰豫尚未发生,T2对图像没有贡献。而纵向磁化向量恢复的时间很长,一般要200

23、0ms以上,而实际所用400600ms的 TR,必然发生部分饱和现象,产生T1对比。,sequence FA TR TE TA(min) T2: flash2d_15rb130 15 450 15 5:48小 长 T1: flash2d_12rb130 90 410 12 5:17大 短 T1: flash3d_6b195 40 30 6 8:14,Se T2,Flash,Flash 动态 增强,Flash 增强后 延时 10分,Gradient echo,Spoiled gradient echo sequences,Type of sequence,Spoiled GE,二回波的产生:这一

24、类序列的回波信号不是由180聚焦射频脉冲而是由改变梯度磁场来产生的。 在读出梯度(频率编码)方向上施加一个先负后正的梯度脉冲,使质子群先发生相散,后在反相梯度场中发生重聚。由此接收到一个回波。激励脉冲偏转角一般小于90。这两方面的作用都明显提高了扫描速度。,三T2对比:激励脉冲的偏转角影响图像的加权对比。小角度(小于30)射频脉冲时纵向磁化向量由于偏离纵轴不远,所以恢复很快,下一次激励到来时不同组织的纵向磁化向量之间差别不大。但是各组织横向磁化向量虽不很大但足够被测量。而且因回波时间较长(3060ms),各组织之间横向分量的对比却是十分明显,所以可以得到T2加权的图像。由于TR一般小于600m

25、s,扫描速度明显大大加快。因为额外梯度的加入,读出梯度方向的磁场均匀遭到暂时性破坏,横向弛豫加快,实际所得图像为T2*加权。,四T1对比:反之如使用大偏转角(4590)激励脉冲和短TE(15)可得到T1加权像。这是因为短TE时,横向驰豫尚未发生,T2对图像没有贡献。而纵向磁化向量恢复的时间很长,一般要2000ms以上,而实际所用400600ms的 TR,这时各组织的纵向磁化向量必然不同程度地产生饱和现象,因此产生T1对比。,五解决剩余磁化问题:现在所遇到的问题是由于TRT2,下一周期的脉冲出现时横向磁化向量将有较大程度保留,这种剩余磁化对图像有严重影响。解决的方法有两种,一种方法是用相位破坏(

26、扰相技术)的方法去除剩余磁化。采用扰相技术的序列又分两类,第一类采用梯度脉冲来扰相,以西门子的FLASH即快速小角度激发为代表(各公司称谓不同:T1-FAST,Picker ; T1-FFE, FFE,Philips; GRE, Hitachi)。第二类用RF脉冲实现扰相,包括GE的GRASS,SPGR 和Picker RFFAST;第二种方法是用相位重聚的方法使剩余磁化稳定在一定水平(即所谓稳态)。以西门子FISP即稳定进动快速成像为代表。另还有GRASS(GE)、 FFE(Philips)、 FAST(Picher)和GFE(Hitachi)。,六扰相GRE的临床应用: (1)上腹部T1W

27、I,可加脂肪抑制,结合屏气技术,图像对比良好,还可行三期动态增强扫描。 (2)关节软骨T1WI,短TE (10ms) 时,透明软骨呈高信号,而纤维软骨、韧带、肌腱、关节液、骨及骨髓均呈低信号。 (3)脊柱、大关节和出血病变T2WI,较敏感。,(4)同相位反相位成像即化学位移成像:脂质和水中的质子的进动频率略有不同,脂肪中质子稍快,二者差别约3.5ppm,相当于150Hz/T。在1.0T场强下每3.33ms发生一次同相或反相。导致既含水又含脂质的像素的信号周期性降低。,不同场强MRI仪化学位移成像的TE值,方法:在西门子1.5T Avanto 机器上在检查序列卡中选abdomen library

28、 T1: 第6 T1_fl2d_in-opp-ph_tra_mbh 00:27TE1=2.38msTE2=4.97ms TR=100ms 20 层 6.0mm 第19 T1_fl2d_opp_tra_mbh_pat2 00:21TE=2.6ms 20层,化学位移成像的应用:反相位像上水脂混合组织信号衰减明显,纯脂肪组织信号没有明显衰减,脂肪组织脏器呈现出勾边效应。临床上判断肾上腺结节是否为腺瘤(因其含脂质),脂肪肝诊断与鉴别诊断,判断肝局灶性病灶内是否含脂质,并有助于肾脏或肝脏血管平滑肌脂肪瘤的诊断和鉴别诊断。,(5)TOF法MR血管成像,例如2D或3D椎动脉成像,心脏的亮血成像。(6)对比剂

29、增强MRA(CE-MRA),T1WI像上注射对比剂后一定时期内,含对比剂的血液的T1值变短(呈高信号),甚至短于脂肪组织。通过MIP、MPR、VR及SSD等后处理方法得到血管像,实用中应掌握MRI参数、对比剂注射时间,剂量以及用脂肪抑制技术或蒙片减影技术来消除脂肪组织信号等。,(7)三维扰相GRE T2*WI 序列用于磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)该序列实质上是3D FLASH T2WI(如上述),采用较长TE(对磁场不均匀敏感),小角度。但该方法需同时采集两种图像。因MR信号经解调之后可得幅度和相位两个信息,一般只对其中幅度信息成像到

30、强度图像即平时所常用的图像(或称幅度图像)。另一种是相位图像。将相位图校正,并与强度图叠加即得到磁敏感加权像。,血红蛋白及其降解产物(分氧合血红蛋白、去氧血红蛋白、正铁血红蛋白和含铁血黄素四种状态)中以去氧血红蛋白和含铁血黄素表现的磁敏感性较强。非血红蛋白铁(铁蛋白)和钙化也表现较强的磁敏感性。它们均可加快MR信号的去相位,造成T2*缩短,信号减低。根据这一机制SWI在临床上可用于脑创伤、小血管畸形、脑血管病等诊断以及MR功能成像(主要是BOLD)研究。,三维容积内插快速扰相GRE 其本质是T1加权的三维扰相GRE,西门子公司称为“容积内插体部检查”(volume interpolated b

31、ody examination, VIBE);飞利浦公司称之为“T1高分辨力各向同性容积激发”(T1 high resolution isotropic volume excitation, THRIVE);GE公司则是“肝脏容积加速采集”(liver acquisition with volume acceleration, LAVA)。该序列的要点是: (1):使用小角度的激发脉冲(10-15 )、超短TR(3-8ms)、极短的TE(1-3 ms) (2):采用多通道线圈,并行采集以提高S/N (3)容积内插重建技术,可以较少的数据量得到较多的图像,提高了速度。 (4)加入了脂肪抑制,减少

32、腹部脂肪信号的干扰。 (5)3D采集S/N高,可行各方向重建 (6)用于无需屏气的软组织动态增强扫描,如乳腺、体、四肢等。 (7)用于胸腹部屏气动态增强扫描,14,普通SSFP(steady state free precession,普通稳态自由进动);(稳态进动快速成像fasst imaging with steady state precession, FISP, 西门子)用相位重聚的方法使剩余磁化稳定在一定水平,并使剩余磁化保留至下一个周期,这样得到的回波信号要高于用扰相法得到的信号。如组织T2*较长,用短TR和大时,可得到比FLASH更强的信号。此信号与T2/T1相关。所以像尿液、脑

33、脊液这样的长T2物质,在FISP像上显得更亮。此类序列用于TOF法血管造影效果较好(但目前更多地被扰相GRE序列所取代)。该序列中长TR 2D T2*加权和3D都可用于大关节(如膝关节半月板、软骨等)检查。,15,Balance-SSFP 平衡式SSFP,(稳态采集快速成像 fast imaging employing steady state acquisition, FIESTA ,GE);(真稳态进动快速成像 True FISP, 西门子);(平衡式快速场回波 balance fast field echo, B-FFE,飞利浦)TrueFISP 序列的特点是在三个梯度方向上都进行了相位

34、补偿,即施加重聚焦梯度,所以在成像时以恒定速度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。所以适合从CSF(脑脊液)或慢速流动的血液中获得很强的信号。与其它的稳态不相干梯度回波序列相比,TrueFISP 的信噪比和对比度都要高出很多。,16,正是由于TrueFISP 序列的这种特性,它特别适合用于心脏定位及动态成像、神经系统成像,内耳及关节的高分辨率成像等。尤其是心脏成像,TrueFISP 所显示的心肌与血流的对比度,是目前其他序列所不能比拟的,因而得以广泛的应用。,序列对比,但是, TrueFISP图像不是真正的T2 加权,应是T1/T2加权

35、像。与普通的梯度回波相比,TrueFISP 图像的信噪比和对比度都要高得多,而成象时间则要短得多,将近相差10 倍。但与真正的T2 加权图相比,脑脊液与周围组织的对比度要明显高于T2 加权像。所以该序列常用于显示液体和软组织之间的对比,而不适用于实质性脏器内部实性病变的检查。TrueFISP 图像是T1/T2加权,A) 普通的梯度回波,FA=70,TR=100ms,TE=10ms,Timaging = 12.69 sec; B) TrueFISP 序列,FA=70,TR=4.17 ms,TE= 2.08ms,Timaging = 1.26 sec.; C) 快速自旋回波(TSE),TR=400

36、0ms,TE=113 ms,Timaging = 1 min. 03 sec 。(图像采集自西门子迈迪特Novus 1.5T 核磁共振系统),TrueFISP 脉冲序列的应用 因为TrueFISP 序列具有成像速度快,流体的对比度高等优点,特别适合心脏动态成像。也可以用于血管造影、脊髓造影、腹部成像、关节成像等。,双激发Balance-SSFP(FIESTA-cycled phases , FIESTA-C,GE)(constructive interference in the steady state, CISS, 西门子)实际上是用两次射频激励但相位编码方向不同,得到两组TrueFISP

37、像,将其合二为一,可消除条纹状伪影,多以3D模式用于内耳水成像、脑神经及脊神经根的显示等。,17,CISS(相长相干稳态)序列和DESS (双回波稳态)序列都是在TrueFISP 序列的基础上演化而来,CISS 序列适用于内耳迷路的三维成像,而DESS 序列则更适用于关节成像,二者均具有很高的信噪比和亚毫米级的空间分辨率,对比强烈。,二维IR-FGRE T1W1,二维反转恢复快速梯度回波T1加权在前述梯度回波序列中,如进一步使TR、TE变短,显然可以缩短采集时间,但短TR和短TE使信号对比不足,为解决这一问题,采用了一种与上述反转恢复SE类似的思路,使用了称之为磁化准备脉冲的方法来增加MR信号

38、的对比特征。这一类序列即是所谓的磁化准备快速梯度回波(magnetization prepared fast gradient recalled echo, MP-FGRE)。扫描速度极快,单层图像采集时间为1s甚至更短。,18,磁化准备脉冲有三种形式: 一180反转准备脉冲,这时其机理与IR序列一样,经过脉冲延迟时间TD(类似于TI)之后,再由采集得到重T1对比。又可有2D 和3D之分,2D即是本节所列二维IR-FGRE T1W1(GE公司: FIRM 或 2D FGRE with IR-PREP);(西门子公司:2D Turbo FLASH T1WI ,TFL,参数调整界面上准备脉冲一栏选

39、IR);(飞利浦公司:T1 turbo field echo,T1- TFE, 参数调整界面的对比卡中,TFE prepulse 选择“inversion(180)”)。临床上主要用在心肌灌注(多用于心肌活性评价)、腹部脏器灌注、腹部超快速成像等方面。,二90饱和准备脉冲,TD选择得当,纵向磁化向量有对比产生。得到的是中度T1对比。(西门子公司:参数调整界面上准备脉冲一栏选SR);(飞利浦公司: TFE prepulse也是选择“SR”) 临床上常用在心肌灌注(心脏综合检查)、腹部脏器灌注等。 三9018090射频脉冲组合,产生T2对比。(GE公司: FIRM 或 2D FGRE with I

40、R-PREP T2WI);(西门子公司:Turbo FLASH T2WI,参数调整界面上准备脉冲一栏选T2);(飞利浦公司:T2- TFE ,T2 TFE prepulse中选“YES”) 临床上常用于冠脉MRA。西门子公司的3D Turbo FLASH T1WI序列被称为 MP-RAGE。,三维IR-FGRE T1WI见18之一所述。20 SR-FGRE T1WI见18之二。21 T2- FGRE见18之三。,19,TIRM,GE公司有一序列名为FIRM(见18),它是2D FGRE with IR-PREP(西门子称Turbo Flash),与TIRM并非同一概念。另有学者在GE公司机器上

41、用一序列名为FIRMS(fast inversion recovery for myelin suppression )( Wolansky L, Evans A, Belitsis K, et al. Fast inversion recovery for myelin suppression (FIRMS): a new pulse sequence for highlighting cerebral gray matter. Clin Imaging 1996;20:164170 )名称含义也与TIRM不同,但实质与TIRM是一样的,抑制脑白质突出显示脑灰质。,PSIF 此序列为西门子公

42、司称谓,在飞利浦公司机器中被称为T2-FFE,GE公司以前设备上称为GRASS,现已不再使用该序列。另有CEFAST (Picker)。该序列从时序安排上看,它与FISP正好相反,所以给它命名为PSIF。其原理比较复杂,简要地说,该序列用一脉冲激发出现一个FID信号,此时并不采集,而是被散相脉冲彻底驱散;第二个脉冲再令横向磁化的相位相干重聚,此时才检出真正的回波信号。即所谓采集刺激回波(也称受激回波)。所以第一个周期称为激发周期,第二个叫相位重聚周期。这种激发在一周期,回波产生在第二个周期使得PSIF具有长TE的特点,并可在较短的时间内获得权重很大的T2加权像,使液体、长T2肿瘤或其它病变组织

43、与周围的组织形成非常好的对比。但PSIF对流动的液体引起的去相位非常敏感,表现为低信号,只有静止的液体表现为明亮的高信号。利用这一特点该序列过去成功地用于MRCP、脊髓造影MRM、内耳和各组颅神经的显示,但现在主要用于大关节的三维T2WI上。,22,DESS它是将FISP和PSIF合二为一而成,现3D DESS 序列多用于大关节的3D成像,并可能仍是双颌成像的标准序列。 24 MEDIC (multiple-echo data image combination, 多回波合并成像,西门子);(multiple echo recalled gradient echo, MERGE, 2D;coh

44、erent oscillatory state acquisition for the manipulation imaging contrast, COSMIC, 3D ,GE公司)一次小角度射频脉冲激发后采集多个梯度回波(3-6个),然后将这些回波合并,以提高S/N。目前主要是T2*WI,用于颈椎的显示椎间盘和脊髓的灰白质、膝关节、脊神经根等。,23,Fig. 3 Sagittal water excitation dual echo steady state (WE-DESS) MR image of the knee showing the coronal oblique plane

45、(white lines) along which the 3D multiplanar reformat images are manipulated following image acquisition, to identify the popliteofibular ligament,Fig. 4 Coronal oblique water excitation dual echo steady state (WEDESS) MR image following 3D multiplanar image reformat, demonstrating the popliteofibul

46、ar ligament (white arrow) running from the popliteus tendon (black arrowhead) to the fibular head (white arrowhead). The lateral head of the gastrocnemius is also demonstrated (white star),回波平面成像类,EPI:回波平面成像(echo planar imaginga)(EPI) 在脉冲激励之后,由一系列超快速的正反向切换的读出梯度产生一系列回波,产生出一串梯度回波链。与上述MEDIC序列相比,EPI所采集的

47、多个梯度回波采用的是不同的相位编码,因而各个回波填充于K空间的不同相位编码线上,并且是以迂回轨迹的方式填充K空间。读出梯度是快速振荡式(也可是非振荡式)的,振荡频率可达0.51.0KHz,即1 ms一个周期,所以可能在30100 ms以内收集64128条相位编码线(即每一个回波对应的相位编码不同),从而得到一幅图像。这种EPI是以梯度回波为基础的,所以称它为梯度回波EPI。如果在90射频脉冲后叠插一个180射频脉冲,则会在后来的回波信号上出现一个自旋回波包络若干梯度回波,这种EPI就被称为自旋回波EPI, 它有减小磁场不均匀的作用,可高速地获取T2、T1像,扫描时间大约是FSE的四分之一。,2

48、5,现在EPI序列之所以应用越来越广泛,关键是成像速度的显著加快,随之而来的一个重要优点是有效地减少了各种运动对图像质量的影响。在临床应用方面:(1)单次激发GRE-EPI T2*WI,1s可完成数十幅图像。用在对比剂首次通过灌注加权成像,基于BOLD的脑功能成像。(2)单次激发SE-EPI T2WI序列,1s可成像十几幅。用于不能配合患者的头部、腹部检查。如在该序列基础上施加扩散敏感梯度场,即可进行水分子扩散加权成像(DWI)和扩散张量成像(DTI)。EPI对硬件有一定的要求 ,第一要有极高的磁场均匀度,第二要有高性能的梯度电源和图像采集的速度,射频线圈也需特殊设计。使用中EPI的化学位移、

49、磁敏感性伪影都较严重,梯度场切换率太高后可能产生神经肌肉刺激性抽搐。,IR-EPI T1WI 临床上用得少,GE公司称为FGRE-ET,用于心肌灌注和腹部脏器灌注。GRE-EPI参见25所述SE-EPI:参见25所述,26,28,27,PRESTO(principles of echo shifting with a train of observations)飞利浦公司这种技术采用了一种称之为回波移位的技术,简单地说是将第一个TR周期的回波用一个回波移位梯度令其失相,在第二个TR周期以EPI方式读出,同时令第二周期的回波失相,如此反复。结果可得到TR时间TE时间的效果,保证图像有足够的T2*权重,短TR提高了扫描速度,临床上用于对比剂首过法脑PWI,基于BOLD效应的fMRI,DWI,SWI等。,

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