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1、MRI脉冲序列及其临床应用,武警辽宁省总队医院脑系科 马明,绸痊运凡谜负狂办姨赐稻毗时每搔孪抿绒涨专燎生遁赐祥洼软介稼洛烛湃MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,第一节 脉冲序列的基本概念和分类,一、脉冲序列的基本概念 在第一章第十节已经介绍过，影响磁共振信号强度的因素是多种多样的，如组织的质子密度、T1值、T2值、化学位移、液体流动、水分子扩散运动等都将影响其信号强度，如果所有的影响因素掺杂在一起，我们通过图像的信号强度分析很难确定到底是何种因素造成的信号强度改变，这显然对于诊断非常不利。我们可以调整成像参数，来确定何种因素对于组织的信号强度及图像的对比起决定性作用。,淬涎姑
2、宜拢变守癣玻朋检余硼骄蘸嫡业阉邑股约坟污翠纤束洁辰勋啄痹某MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,实际上我们可以调整的成像参数主要是射频脉冲、梯度场及信号采集时刻。射频脉冲的调整包括带宽（频率范围）、幅度（强度）、何时施加及持续时间等；梯度场的调整包括梯度场施加方向、梯度场场强、何时施加及持续时间等。我们把射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关各参数的设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列（pulse sequence）。由于MR成像可调整的参数很多，对某一参数进行不同的调整将得到不同成像效果，这就使得MR成像脉冲序列变得非常复杂，同时也设计出种类繁多的各种成像脉冲序列，可供用
3、户根据不同的需要进行选择。而对于用户来说，也需要深刻理解各种成像序列，特别是常用脉冲序列，才能在临床应用中合理选择脉冲序列，并正确调整成像参数。,晕阉湍锻歇郑然增哇畔瘸赋丛孺阮懒淆嘶无啄徊刀帅嗽辅势啊倾狠匠稳尹MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,二、脉冲序列的基本构建 一般的脉冲序列由五个部分构成，即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度场、频率编码梯度场及MR信号。在MRI射频脉冲结构示意图中，这五部分一般以从上往下的顺序排列，每一部分在时序上的先后和作用时间一般是从左到右排列的。我们以SE序列为例来介绍脉冲序列的基本构建（图27）。 图27所示为SE序列的基本构建。其他脉
4、冲序列的基本构建也有上述五个部分组成，只是所给的参数及其在时序上的排列有所变化而已。在本章后面各节讲述MRI脉冲序列时，为了简便起见，在序列结构示意图中并不一定把上述五个基本构建全部标出。,疼管勤旦森干昌摩舀庞二疥例艾缄沈集脓啸召罩昔携苫岛结永秀惶冠恰悟MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,上述脉冲序列的基本构建还可以简化成两个部分，即自旋准备和信号产生（图28）。所谓的自旋准备就是利用梯度场匹配进行的射频脉冲激发，在需要成像的区域产生宏观横向磁化矢量的过程，也可在这个阶段对某些组织信号进行选择性抑制。而信号产生是指生成MR信号（可以是FID、自旋回波或梯度回波）并对信号进行空
5、间编码的过程。信号产生后由接受线圈采集，经过傅里叶转换即可重建出MR图像。,美戴律鬼跌琴故锥炬抓龙坐筋下芽佐恤客便袖毖披痛埋谬候变烙经禽审阻MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,图27 SE脉冲序列的基本构建示意图 第一行是射频脉冲，SE序列的射频脉冲由多次重复的90脉冲和后随的180脉冲构成。第二行是层面选择梯度场，在90脉冲和180脉冲时施加。第三行是相位编码梯度场，在90脉冲后180脉冲前施加。第四行是频率编码梯度场，必须在回波产生的过程中施加。第五行是MR信号，SE序列中90脉冲后将产生一个最大的宏观横向磁化矢量，由于主磁场的不均匀和组织的T2弛豫的双重作用，宏观横向磁
6、化矢量呈指数式衰减，表现为MR信号很快减弱，这种信号变化方式即自由感应衰减（FID）。由于180脉冲的聚相位作用，在TE时刻将产生一个自旋回波，回波是从无到有，从小到大，到最大强度后又逐渐变小直到零的MR信号。,辙狭毙份怨傍愧弓绝茵箔渊埋戴挡嘲沛暴阔旋馅臻滔盗邮讳爱碗弯硬炕腻MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,图28 MRI脉冲序列结构示意图 一般的MRI脉冲序列都由自旋准备和回波产生两个部分组成,佛窟之谭呆蔡翻魁烷搬勇杜案解观切车邱程剧庭谦郴熔锦鳞猴杨恕叔息靶MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,三、MRI脉冲序列的分类 MRI脉冲序列的分类方法有多种，可按
7、脉冲序列的用途分为通用序列和专用序列。按成像的速度可把脉冲序列分为普通序列和快速成像序列。目前最常用的是按采集信号类型进行的分类方法：（1）FID类序列，指采集的MR信号是FID信号，如部分饱和序列等；（2）自旋回波类序列，指采集到的MR信号是利用180复相脉冲产生的自旋回波，包括常规的自旋回波序列，快速自旋回波序列等；（3）梯度回波类序列，指采集到的MRI信号是利用读出梯度场切换产生的梯度回波。包括常规梯度回波序列、扰相梯度回波序列、稳态进动成像序列等；（4）杂合序列，指采集到的MRI信号有两种以上的回波，通常是自旋回波和梯度回波，如快速自旋梯度回波序列和平面回波成像序列等。,颊军叛雍篮逐桅
8、煎慑纠尔垢块法陷帚暴幸攒愁氨羹育槽贴厂蔬搅棘氰巾描MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,第二节 MRI脉冲序列相关的概念,在介绍MRI脉冲序列之前，有必要先了解一些与MRI脉冲序列相关的基本概念。这里介绍的仅为MRI常用脉冲序列中共有的一些相关概念，某些特殊序列的相关概念我们将在各自序列中介绍。,几朽宏小捎件透九陶狂企蹦嗡鸽笨贸颂塑纺诀川连嚼颧痛遍鳞干溉造牵挚MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,一、时间相关的概念 前面已经介绍过，MRI脉冲序列实际上是射频脉冲和梯度场的变化在时序的排列，因此每个脉冲序列都将会有时间相关的概念，主要包括重复时间、回波时间、有效回
9、波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数、采集时间等。 1. 重复时间 重复时间（repetition time，TR）是指脉冲序列执行一次所需要的时间。在SE序列中TR即指相邻两个90脉冲中点间的时间间隔；在梯度回波TR是指相邻两个小角度脉冲中点之间的时间间隔；在反转恢复序列和快速反转恢复序列中，TR是指相邻两个180反转预脉冲中点间的时间间隔；在单次激发序列（包括单次激发快速自旋回波和单次激发EPI）中，由于只有一个90脉冲激发，TR等于无穷大。,铂己奇噶诽屯柳鄙旬憋汇围焊凌轮姜传驳崩谩走屈渔坠肯稚赚绷痉翱际盂MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,2. 回波时间 回
10、波时间（echo time，TE）是指产生宏观横向磁化矢量的脉冲中点到回波中点的时间间隔。在SE序列中TE指90脉冲中点到自旋回波中点的时间间隔。在梯度回波中指小角度脉冲中点到梯度回波中点的时间间隔。 3. 有效回波时间 有效回波时间（effective TE）在快速自旋回波（fast spin echo, FSE）序列或平面回波（echo planerimaging，EPI）序列中，一次90脉冲激发后有多个回波产生，分别填充在K空间的不同位置，而每个回波的TE是不同的。在这些序列中，我们把90脉冲中点到填充K空间中央的那个回波中点的时间间隔称为有效TE。,帝玖翼佬嗓炎措堆函奎弱迭层谊急陶宣押
11、据乐程嚣煌怪残帛馋岸呐化众吠MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,4. 回波链长度 回波链长度（echo train length，ETL）的概念出现在FSE序列或EPI序列中。ETL是指一次90脉冲激发后所产生和采集的回波数目。回波链的存在将成比例减少TR的重复次数。在其他成像参数保持不变的情况下，与相应的单个回波序列相比，具有回波链的快速成像序列的采集时间缩短为原来的1/ETL，因此ETL也被称快速成像序列的时间因子。 5. 回波间隙 回波间隙（echo spacing，ES）是指回波链中相邻两个回波中点间的时间间隙。ES越小，整个回波链采集所需时间越少，可间接加快采集速度
12、，提高图像的信噪比。,交伟睁帝挽赢床素眉添丛明折锡靖韧壕娶抬劝臼拦绑淳提枢幽倦巷缚蛋合MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,6. 反转时间 反转时间（inversion time，TI）仅出现在具有180反转预脉冲的脉冲序列中，这类序列有反转恢复序列、快速反转恢复序列、反转恢复EPI序列等。一般把180反转预脉冲中点到90脉冲中点的时间间隔称为TI。 7. 激励次数 激励次数（number of excitation，NEX）也称信号平均次数（number of signal averaged，NSA）或信号采集次数（number of acquistions，NA），是指脉冲
13、序列中每一个相位编码步级的重复次数。NEX增加有利于减少伪影并增加图像信噪比，但同时也增加了信号采集时间。一般的序列需要两次以上的NEX，而快速MRI脉冲序列特别是屏气序列的NEX往往是1，甚至小于1。,盖译青胰试锣刀缨乃秽区酋诸隔鸭俺扶糙熬停懈傲葬收债嗅迂院腰谚慢颇MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,8. 采集时间 采集时间（acquisition time，TA）也称扫描时间，是指整个脉冲序列完成信号采集所需要时间。在不同序列中TA的差别很大，一幅图像的TA可以在数十毫秒（如单次激发EPI序列），也可以是数十分钟（如SE T2WI序列）。 二维MRI的采集时间可以按下式计
14、算： TA = TR n NEX 式中TA表示采集时间；TR为重复时间；n为NEX=1时TR需要重复的次数；NEX为激励次数，NEX越大，TR需要重复的总次数越多。对于没有回波链的序列如SE序列或GRE序列，n就是相位编码的步级数，对于具有回波链的序列如FSE或EPI等序列，n等于相位编码步级数除以ETL。,殴牡痘膊谈芽斩坠哆这吕钾诅希慢秋僳羞肥哭耻踪拓劫自顷彬猿睁概膜啼MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,三维MRI由于是容积采集，需要增加层面方向的相位编码，容积内需要分为几层则需要进行同样步级的相位编码，因此其采集时间可以按下式计算： TA TR n NEX S 式中S为容
15、积范围的分层数，其他同二维采集。S越大，TR需要重复的总次数越多。 从上述两个TA的计算公式可以得知，实际上影响TA的因素主要是TR的长短和TR需要重复的总次数。,省山谰冲患阮距亚帘滨侩许疼毯羹顶怨皱眨粪抿逆供押岔湛组襟割入琼募MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,二、空间分辨力相关的概念 任何脉冲序列在实际应用中都会涉及到空间分辨力的问题，实际上空间分辨力就是指图像像素所代表体素的实际大小，体素越小空间分辨力越高。空间分辨力受层厚、层间距、扫描矩阵、视野等因素影响。 1. 层厚 MRI的层厚（slice thickness）是由层面选择梯度场强和射频脉冲的带宽来决定的，在二维
16、图像中，层厚即被激发层面的厚度。层厚越薄，图像在层面选择方向的空间分辨力越高，但由于体素体积变小，图像的信噪比降低。因此在选择层厚的时候既要考虑到空间分辨力，也要考虑到图像信噪比。,底冤太氯桌酪沪期鲜钙差鲍诈努疗赤镜揉风弃狙捷漓钱湖隘全菇烹钝抢自MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,2. 层间距 层间距（slice gap）是指相邻两个层面之间的距离。MRI的层间距与CT的层间距（slice interval）概念不同。CT的层间距是指相邻的两个层面厚度中心的间距，如层厚和层间距均为1cm，实际上是一层接着一层，两层之间没有间隔。而MR成像时，如果层厚为1cm，层间距为0.5c
17、m，则两层之间有厚度为0.5cm的组织没有成像。MR的层面成像是通过选择性的射频脉冲来实现的，由于受梯度场线性、射频脉冲的频率特性等影响，实际上扫描层面附近的质子也会受到激励，这样就会造成层面之间的信号相互影响（图29）,我们把这种效应称为层间干扰（cross talk）或层间污染（cross contamination）。为了减少层间污染，二维MR成像时往往需要一定的层间距。,烘法卖粒庸痹闷态呐疑盔卜谆蹬蛆荆盆具刃嗣讫涣翅协长闯谜妨戍朝韦六MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,图29 层间干扰示意图 由于梯度线性和射频脉冲选择性的限制，层面临近的质子将同时受到激发。当层间距较
18、小时（图a），临近层面内的质子受到激发因而出现层间干扰。增加了层间距后（图b），层间干扰减少或基本消失。,印颁堡摹涛移输督芒辉寻汽疲纵烙纫爬哩湿肠奴谬穗塌详舒王存隶怠鳖前MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,3. 矩阵 矩阵（matrix）是指MR图像层面内行和列的数目，也就是频率编码和相位编码方向上的像素数目。频率编码方向上的像素多少不直接影响图像采集时间；而相位编码方向的像素数目决定于相位编码的步级数，因而数目越大，图像采集时间越长。MR图像的像素与成像体素是一一对应的。在其他成像参数不变的前提下，矩阵越大，成像体素越小，图像层面内的空间分辨力越高。 4. 视野 视野（fi
19、eld of view，FOV）是指MR成像的实际范围，即图像区域在频率编码方向和相位编码方向的实际尺寸，如30 cm30 cm，因而是个面积概念。在矩阵不变的情况下，FOV越大，成像体素越大，图像层面内的空间分辨力降低。,依揖骇赡苑般手婚饯盂殷限逛哨蜘颁趴绰漳虽导行悠搀厦漱喳积懦痴沥李MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,5. 矩形FOV 一般的FOV是正方形的，但有些解剖部位各方向径线是不同的，如腹部横断面的前后径明显短于左右径，如果采用正方形FOV，前后方向有较大的区域空间编码是浪费的，如果采用前后径短左右径长的矩形FOV，如30 cm40 cm，则可充分利用FOV。矩形
20、FOV的短径只能选择在相位编码方向上，采用矩形FOV后，在空间分辨力保持不变的情况下，需要进行的相位编码步级数减少，因而采集时间成比例缩短。,讣防流邀静弥布晤社沿愧现杯墟画韩誉蛔稿榴陪涉缅崭凉葬革莱内季穿硕MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,三、偏转角度 在射频脉冲的作用下，组织的宏观磁化矢量将偏离平衡状态（即B0方向），其偏离的角度称为偏转角度（flip angle）或称激发角度。宏观磁化矢量偏转的角度取决于射频脉冲的能量，能量越大偏转角度越大。而射频脉冲的能量取决于脉冲的强度和持续时间，增加能量可通过增加脉冲的强度或/和持续时间来实现。MRI常用的偏转角为90、180和梯
21、度回波序列常用的小角度（90）。偏转角度越小，所需要的能量越小，激发后组织纵向弛豫（释放能量）所需要的时间越短。,阅甩安洒键蹭茎辰刚饥缸豫签迟垃褪比血彬狗漱镜厢兴拧丛限袄螺瞒逮某MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,第三节 自由感应衰减类序列,我们把采集到的MRI信号为自由感应衰减（FID）信号的脉冲序列统称为FID类序列。MRI发展的早期，FID序列曾经在低场强的MRI仪上有较多的应用，目前这类序列已经很少使用。本节中仅简单介绍饱和恢复序列和采集FID信号的反转恢复序列。,冠塌庚豪姬径羔瑚痕城俺拭佬膳谰颠冒装最褂烷逛奸措驹氏冤罚挚配倔铡MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列
22、及其临床应用,一、饱和恢复序列 饱和恢复（saturation recovery，SR）序列也称部分饱和（partial saturation）序列。我们在前面一节已经介绍过，90射频脉冲将产生一个最大的宏观横向磁化矢量，90脉冲结束后宏观横向磁化矢量将以指数式衰减，即产生FID信号。SR序列是结构最为简单的序列，利用连续的90脉冲进行激发，在每个90脉冲后采集FID信号（图30a）。由于FID信号衰减很快，一般难以利用该序列来反映组织的T2对比。如果TR很短，则几乎所有组织将被饱和，难以接受下一个90脉冲，因而组织信号很弱。如果TR很长，则每一次90激发前所有组织的纵向弛豫已经完成，图像失去
23、了T1对比，可以得到质子密度对比。如果选择一个合适的TR，每一个90脉冲前，组织的纵向弛豫部分完成，因而存在的T1对比，得到的将是T1WI，这时组织只有部分被饱和，这也是该序列称为部分饱和序列的原因。目前在临床上几乎不再采用SR序列。,这亭霜张坑硕柱草筐膀瘦颓做高窖否讯馅报澈群磁利并乎窖姚浇绽插庸豺MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,图30 饱和恢复（SR）序列结构示意图 SR序列由连续的90脉冲构成，每个90脉冲后采集FID信号。选择合适的TR，利用SR序列可得到T1WI，选用长TR则可得到质子密度加权图。,绢跨短冉玩号怕阿源朗愤祖油抒澳柯阜弊平央护犀喧呜渐朽役酸奄意硝幻M
24、RI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,二、采集FID信号的反转恢复序列 反转恢复（inversion recovery，IR）序列的特点是利用180射频脉冲把组织的宏观纵向磁化矢量偏转180，即反转到与主磁场相反的方向上，在组织发生纵向弛豫的过程中施加90脉冲，来记录不同组织间纵向弛豫的差别。90脉冲后可以采集FID信号，也可以利用180复相脉冲采集自旋回波信号。早期的IR序列多采集FID信号，目前临床上常规应用的IR序列则一般采集的是自旋回波信号（详见IR序列一节）。,锦芳饺邻沮诞芋著台奎其呢屏忘怜酌吻析挝忽却挤掠宣渗揍木雄控妄送洞MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临
25、床应用,第四节 自旋回波和快速自旋回波序列,凡是成像时采集的是自旋回波信号的序列都属于自旋回波类序列，包括常规自旋回波、快速自旋回波、单次激发快速自旋回波等。反转恢复序列及快速反转恢复序列采集的信号也可以是自旋回波，但其序列结构有一定的特殊性，我们将在本章第五节中介绍。,辱课处抖刑韭拦矗烹叫痘沂钳谋魏弓豹蠕犊易翔应炙腑勉留颠崩御愈琵迷MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,一、自旋回波序列 SE序列的结构在第一章第十节已经有详细介绍，不再重复，这里仅介绍其特点及临床应用情况。 SE序列是MRI的经典序列，在临床上得到广泛应用，具有以下优点：（1）序列结构比较简单，信号变化容易解释
26、；（2）图像具有良好的信噪比；（3）图像的组织对比良好；（4）对磁场的不均匀敏感性低，因而磁化率伪影很轻微；（5）利用SE序列进行T1WI，采集时间一般仅需要25min。,苟季善业砧颓宽卯张衰辛澳不写瘤彪涣绣吊猫训置哲吱骆隘簧王给姑沁希MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,SE序列也存在着一些缺点：（1）90脉冲能量较大，纵向弛豫需要的时间较长，需采用较长的TR（特别是T2WI），且一次激发仅采集一个回波，因而序列采集时间较长，T2WI常需要十几分钟以上；（2）由于采集时间长，体部MR成像时容易产生伪影；（3）采集时间长，因而难以进行动态增强扫描；（4）为减少伪影，NEX常需要
27、2以上，进一步增加了采集时间。 鉴于上述特点，目前即便是低场机，也很少利用SE序列进行T2WI和PD。SE序列目前多用于获取T1WI，是颅脑、骨关节、软组织、脊柱脊髓等部位的常规T1WI序列。对于体部特别是腹部来说，许多医院还把SE序列作为常规T1WI序列，配合呼吸补偿技术，可获得质量较高的T1WI。但对于呼吸不均匀的病人，图像容易产生运动伪影，同时由于采集时间长，不能利用SE序列进行动态增强扫描，因而不少专家提出用梯度回波序列替代SE序列作为腹部常规T1WI序列。,贴丹族驻在纲寇辽兼吴郁鸟洒拇诗帽柳绳镊翅忘灌腑呢庙拆冤碉梁困宏侩MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,二、快速自
28、旋回波序列 快速自旋回波序列在不同产家生产的MRI仪上有不同的名称，安科公司和GE公司称之为FSE（ fast spin echo，FSE），西门子公司和飞利浦公司称之为TSE（turbo spin echo），本讲义中将采用FSE的名称。FSE以前也称为弛豫增强快速采集（rapid acquisition with relaxation enhancement，RARE）。 （一）FSE序列的原理 我们都知道SE序列在一次90射频脉冲后利用一次180复相脉冲，仅产生一个自旋回波信号，那么一幅矩阵为256256的图像需要256次90脉冲激发（NEX=1时），即需要256次TR，每次激发采用不同
29、的相位编码，才能完成K空间的填充。与之不同的是，FSE序列在一次90射频脉冲激发后利用多个（2个以上）180复相脉冲产生多自旋回波，每个回波的相位编码不同，填充K空间的不同位置上（图31）。,搐端咨云骚征娠晌丽惋厕涣响品蘑利翘撇枝龋愚奉档纲渗事苍烫晤时俞榆MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,图31 FSE序列基本结构和K空间填充示意图 图a示在一次90射频脉冲后用5个180复相脉冲产生5个自旋回波（即ETL=5），相邻两个回波中点的时间间隔为回波间隙（ES），两个相邻的90脉冲中点的时间间隔为TR。上述的5个回波的相位编码不同，填充在K空间相位编码方向的不同位置上，实际上5个
30、回波的回波时间是不同的，由于填充的K空间中央的回波决定图像的对比，因此如果把第三个回波填充在K空间中央（图b），则有效TE为90脉冲中点到第三个回波中点的时间间隔（图a）。,数急皇帕笺涨滤纷塞亲晶驭酮廉廊荡握动樱疾谰甭染准颧迄尘回彻敛澳蒸MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,由于一次90脉冲后利用多个180脉冲，因而产生的不是单个回波，而是一个回波链，一次90脉冲后利用了多少个180脉冲就会有多少个自旋回波产生，把一次90脉冲后所产生的自旋回波数目定义为FSE序列的回波链长度。在其他成像参数不变的情况下，ETL越长，90脉冲所需要的重复次数越少（即TR次数越少），采集时间将成比
31、例缩短，如果ETLn，则该FSE序列的采集时间为相应SE序列的1/n，所以ETL也称为时间因子。举例说明：设TR=3000 ms，扫描矩阵256256，NEX=2，（即需要512次TR），则利用SE序列成像的采集时间TA=3s25621536s（25min36s）；如果保持上述成像参数不变，利用ETL=8的FSE序列来成像，则TR的次数为512/8，即64次，则采集时间TA3s（256/8）2192s（3min12s），仅为相应SE序列TA的1/8。,清肾护俗汕钉痹寥船牧也此回曹钱罚刊象施弊傀会捣朴孝臭邑迸炔柔芝淄MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,（二）FSE序列的特点 F
32、SE序列目前在临床上得到广泛应用，FSE一些参数的选择将会影响图像的质量，因此有必要介绍一下FSE序列的特点。 1. 快速成像 前面在FSE原理中已经提到，由于回波链的存在，在其他成像参数不变的前提下，与相应SE序列相比，FSE序列的采集时间随ETL的延长而成比例缩短，即FSE序列的TA为相应SE序列TA的1/ETL。但实际上，采用了FSE序列后，为了提高图像质量并增加扫描层数，FSE T2WI序列的TR往往比SE序列要长，因此TA的缩短并不象理论上那么明显。,汞黍沃微厨竹邮激币凶不峨蹬何铝瓤半漫轻畏害哮杀谋幼适蛊六醉团己歧MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,2. 回波链中每
33、个回波信号的TE不同 FSE序列中在一次90脉冲后利用多个180复相脉冲来产生多个自旋回波信号，实际上每个回波信号的TE是不同的，第一个回波信号的TE最短，最后一个回波信号的TE最长，因此FSE的图像实际上是由TE不同的回波构成的。大家都知道填充K空间中心的回波将主要决定图像的对比，通过相位编码的调整，我们可以把回波链中的任何一个回波填充在K空间中心（图32），我们把90脉冲中点到填充K空间中心的回波中点的时间间隔定义为有效TE（effective TE）。如果把第一个回波填充在K空间中心（即选择很短有效TE），将基本剔除组织的T2弛豫对图像对比的影响，得到的将是T1WI或PDWI；如果把一个
34、长回波链中的最后一个回波填充在K空间中心（选择很长的有效TE），得到的将是权重很重的T2WI；如果在回波链中选择一个合适的回波信号填充在K空间中心（选择合适长的有效TE），将得到权重合适的T2WI。实际上填充K空间各个位置的回波信号对图像对比都有不同程度贡献，而回波链中各回波的TE不同，因此与相应SE序列相比，FSE序列的T2对比将有不同程度降低，ETL越长，对图像对比的影响越大。,杰雪捉晾巫肌枚儿萤润税弛拘租张政氓叁角氛悼宿成妈遂牡枢舶诺臀戒棵MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,3. FSE序列图像的模糊效应 大家都知道在90脉冲后，由于T2弛豫，宏观横向磁化矢量将随时间推
35、移逐渐衰减，即随着TE的延长，任何组织的信号强度都在衰减。如果不考虑相位编码梯度场对组织信号的影响，则FSE序列的回波链中第一个回波信号最强，往后信号强度逐渐减弱，最后一个回波信号最弱（图32b）。这种强度具有差别的回波信号填充在K空间中，在傅里叶转换中将发生定位上的错误，从而导致图像模糊。ETL越长，填充K空间的回波信号强度差别越大，图像越模糊。因此，ETL延长尽管可以缩短采集时间，但将增加图像模糊，并影响图像对比。减少图像模糊的办法除了在采集时间能够接受的前提下缩短ETL外，回波间隙缩小也可以减少图像模糊。ES为回波链中两个相邻回波中点的时间间隔（图32a），ES的缩小将减少回波之间的信号
36、强度差别，从而减少图像模糊。,煽氖砂翘豫兔蒙坯倍碑愉筋兹卢蒜谷站拌眨涤筏稼浙霜隧俩朔螟邹虏掏洗MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,图32 FSE序列回波链中各回波的TE和信号强度示意图 FSE序列利用5个180脉冲，产生5个自旋回波（图a），各回波的TE是不同的，回波1的TE最短，回波5的TE最长（图b），我们可以通过对相位编码的调整，把回波链中任何一个回波填充在K空间中心，决定图像的权重和对比。同时由于T2弛豫，各回波的信号强度也不相同，回波1的信号强度最大，回波5的信号强度最弱（图b）。,锌怜黎注承逐冷踊温硫涵歪雪戏弃彦供腺阂索腥妆惠暮斜亮摈蔗晴嚼卒廉MRI脉冲序列及其临
37、床应用MRI脉冲序列及其临床应用,4. 脂肪组织信号强度增高 脂肪组织的信号强度增加是FSE序列的又一特点。在SE T2WI上脂肪组织呈现中等偏高信号（灰白），而在FSE T2WI上，脂肪组织呈现高信号（白）。这主要由于两个方面的原因：（1）脂肪组织内的质子之间存在着J-耦连，这种耦连结构可增加磁场的波动，加快了质子失相位，因此脂肪组织的T2值并不长。FSE序列连续的180脉冲可打断J-耦连，因而脂肪组织的质子失相位减慢，延长脂肪组织的T2值，因而增加脂肪组织的信号强度；（2）180脉冲引起的磁化转移效应也是增加脂肪组织信号强度的一个原因。FSE序列中，ETL越长，ES越小，脂肪组织信号强度的
38、增加将越明显。,识蔷曰岸搜拆翟坎菩疗南丝但耙妨榨竹魔背窖冻恃要钮井挝讥缺藕俄晃崩MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,5. 对磁场不均匀性不敏感 与SE序列相同，FSE序列也是利用180复相脉冲产生回波，180脉冲可以剔除主磁场恒定不均匀，因而对磁场不均匀性不敏感。这一特点的优点在于磁化率敏感伪影不明显；缺点在于不利于一些能够增加磁场不均匀的病变如出血等的检出。 6. 能量沉积增加 FSE的序列结构为90脉冲激发后利用连续的180复相脉冲激发产生回波。180脉冲能量很大，如此大的能量连续激发，传递到人体组织的能量将在短时间内很快积聚，特殊吸收率（specific absorpt
39、ion ratio，SAR）将明显升高，可引起体温升高等不良反映，这在高场强的MRI仪中将表现的更为突出。ETL越长，ES越小，SAR值增加的越明显。,恰一笨的恩箍驯楼汽顶撬眺估抨庇灌犊震购挨芭记屑铰犀箍箭维机扁下桔MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,（三）FSE序列的临床应用 FSE序列在临床上已经得以广泛应用，在本讲义中我们根据文献及在临床上的应用体会，人为地把FSE序列分为FSE T1WI序列、短ETL FSE T2WI序列、中等ETL FSE T2WI序列、长ETL FSE T2WI序列等四种，下面我们逐一介绍其临床应用。 1. FSE T1WI序列 FSE T1WI
40、序列通常选择较短的ETL，因为ETL越长，填充K空间的回波中TE长的回波信号越多，因而将增加T2弛豫对图像的污染，降低T1对比。对于FSE T1WI序列来说，应该把回波链中第一回波信号填充在K空间中心（选择最短的有效TE），以尽量减少T2弛豫对图像对比的影响。FSE T1WI序列的TR通常为300 500 ms，有效TE常为8 15ms，ETL常为2 4。根据需要可调节上述参数。,苏缎观屑窄背悼代妆遵击景祈苹咕罐扁谈答当贱静终做雪藤臼借浮涨灿曹MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,FSE T1WI序列的优点主要是相对SE T1WI序列来说，采集时间缩短，甚至可以进行屏气扫描。如
41、ETL=4，TR=300 ms，相位编码步级160，NEX=2，则TA0.3s（160/4）224s，屏气扫描完全是可行的。 FSE T1WI的缺点有：（1）由于受T2弛豫的污染，图像的T1对比不如SE T1WI序列；（2）FSE的模糊效应；（3）扫描速度还是比梯度回波序列慢，需要屏气扫描时，一次屏气能够扫描的层数有限。 FSE T1WI序列的主要用途有：（1）对T1对比要求相对较低的部位，如脊柱、大关节、骨与软组织等；（2）病人耐受能力较差，要求加快扫描速度时；（3）体部屏气扫描。当对T1对比要求较高时，如进行脑组织及腹部脏器T1WI，一般不采用FSE T1WI序列。,优渡丘旬察抢虐浮奄廉禽
42、毁钧鲍凿搓渔贾勒峻鹤浦瑶弗哮翘戴狈丛曹袖估MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,2. 短ETL的FSE T2WI序列 ETL为2 10，实际应用中ETL 通常为5 10。 短ETL的FSE T2WI序列具有以下优点：（1）与SE序列相比，成像速度明显加快，根据选择的扫描参数不同，TA一般为2 7min；（2）由于回波链较短，其T2对比较好，接近于SE T2WI；（3）对磁场不均匀性不敏感，没有明显的磁敏感性伪影。 短ETL的FSE T2WI序列的主要缺点是扫描速度还不够快，用于体部成像时容易产生运动伪影。 短ETL的FSE T2WI序列在临床上最常用的T2WI序列之一，主要用于
43、对T2对比要求较高的部位：（1）颅脑T2WI常规序列：（2）配用呼吸触发和脂肪抑制技术后作为腹部脏器T2WI常规序列。,隧另肄群股英充蚊汀烬缔它甩埋缅芬降樱破翻骄惯埃蹬镶与扛福低措锋舷MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,3. 中等ETL FSE T2WI序列 ETL为10 20。与短ETL FSE T2WI序列相比，中等ETL的FSE T2WI序列的特点表现为：（1）扫描速度更快，根据成像参数的不同，TA一般为1 4min；（2）由于ETL比较长，图像的T2对比不及短ETL FSE T2WI序列。 中等ETL的FSE T2WI序列主要临床用途：（1）对T2对比要求相对较低，主
44、要显示解剖结构的部位，如脊柱、骨关节等；（2）脏器内在的T2对比好，并要求T2权重较重的部位，如前列腺等。,姑鼠彦辛谐暑痢辙鸳搽哑旦榜莹慌肇佩赁竞痞釉植扰黔盘荧漱曙关引彦彩MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,4. 长ETL的FSE T2WI序列 ETL大于20，实际应用中通常为20 32。长ETL的FSE T2WI序列的特点有：（1）成像速度快，根据所选用的参数不同，TA可为20s到3min，因此可以进行屏气扫描；（2）由于ETL较长，图像模糊更明显，且T2对比降低；（3）屏气扫描时，屏气不好仍有明显运动伪影。 长ETL的FSE T2WI序列主要用于：（1）体部屏气T2WI，
45、主要用于呼吸节律不能很好控制导致呼吸触发短ETL FSE T2WI失败的病例；（2）水成像，配用呼吸触发技术可进行腹部水成像如MR胰胆管成像（MRCP）、MR尿路成像（MRU）等。,骇烩腔嫁摹蛹龙蜜鸿彭念杂操灵孔汞糜沼初品抖沁趁阑捶艇犯丈佃三乙葫MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,5. 关于FSE序列上述分类方法的几点说明 上述关于FSE序列临床应用的分类并非一个标准的分类方法。不同产家生产的MR仪或即便是同一产家生产的不同场强、不同型号和配置的MR仪，由于采用的其他成像参数不同，ETL的选择也可作相应的调整，具体应用时还要根据病人的情况作灵活调整。如以前生产的1.5 T扫描
46、机，由于射频放大器功率和梯度线圈性能的限制，回波间隙（ES）常在15 20 ms，假设ES = 20 ms，ETL = 10，则回波链中最后一个回波的TE为200 ms；而近年产生的1.5 T扫描机，由于射频放大器功率和梯度线圈性能提高，ES可在10 ms以下，如果ES = 10 ms，ETL10，则回波链中最后一个回波的TE为100 ms，如果选择ETL20，则最后一个回波的TE为200 ms，相当于原来ES=10ms，ETL10的最后一个回波的TE。因此当扫描机性能提高后，适当延长ETL仍可以保证较高的图像质量。,湘恤谤怕附珊垢零矾石爷侄刃坷恢寇诌恿叛函堂殷绒孵荐镶要耻呜恍拼齿MRI脉冲序
47、列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,第五节 反转恢复及快速反转恢复序列,在前面第3节自由感应衰减类序列中，我们曾简要介绍了反转恢复序列，但实际上，目前无论是反转恢复（inversion recovery，IR）还是快速反转恢复序列（fast inversion recovery，FIR）一般采集的是自旋回波。在本节中我们将重点介绍反转恢复的原理、IR和FIR序列的结构和临床应用。,浴贾京哆友廖哗腮枷懊吴向歉躯硅刃坏仲拒亩苇辛寿洁至乏蜂叶股撰某镰MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,一、反转恢复的原理 我们都知道，给主磁场中进动的质子施加一个射频脉冲，只要射频脉冲的频率与质
48、子的进动频率相同，质子将发生共振，即低能级的质子获得能量越迁到高能级状态，在宏观上则表现为磁化矢量的偏转。宏观磁化矢量偏转的角度与射频脉冲的能量有关，能量越大偏转角度越大，我们把能够使宏观磁化矢量偏转某个角度的射频脉冲称为某角度脉冲，如90脉冲、小角度脉冲（偏转角度小于90）、180脉冲等。反之，宏观磁化矢量偏转角度越大则表示质子获得的能量越大，射频脉冲关闭后质子所需要释放的能量也越大，被激发的组织的纵向弛豫所需要的时间就越长。,赠法耽青诅容由更怎罪普甲芥诀善淘肃龄栏批我称炊届涪港冈坡融推蔬弊MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,如果用180射频脉冲对组织进行激发，将使组织的宏
49、观纵向弛豫矢量偏转180，即偏转到与主磁场相反的方向上，因此该180脉冲也称为反转脉冲。180脉冲的能量相当于90脉冲的2倍，因此纵向磁化矢量完全恢复所需时间也明显延长（图36）。我们把具有180反转预脉冲的序列统称为反转恢复类序列。 具有180反转预脉冲的序列具有以下共同特点：（1）由于180脉冲后组织纵向弛豫过程延长，组织间的纵向弛豫差别加大，即T1对比增加，相当于90脉冲的2倍左右（图36）；,厂执滋七兢丹明毛恐疼珐疆穿稠寞缉孟激画绣掠罕酪毅帝专智傀挽初挎冻MRI脉冲序列及其临床应用MRI脉冲序列及其临床应用,（2）180脉冲后，组织的纵向弛豫过程中，其纵向磁化矢量从反向（主磁场相反方向）最大逐渐变小到零，而后从零开始到正向（主磁场相同方向）逐渐增大到最大，如果当某组织的纵向磁化矢量到零的时刻给予90脉冲激发，则该组织由于没有宏观纵向磁化矢量因此没有横向磁化矢量产生，该组织就不产生信号，利用这一特点可以选择性抑制一定T1值的组织信号（图36b）；（3）反转恢复类序列中，我们把180反转脉冲中点与90脉冲中点的时间间