MRI常用序列及其應用PPT課件

1、.,1,MRI常用序列及其應用,楊正漢 衛(wèi)生部北京醫(yī)院放射科 北京大學第五臨床醫(yī)學院,.,2,什么是序列（Sequence）?,.,3,MR信號與下列因素有關： 質子密度 T1、T2值 化學位移 相位 運動 上述每個因素對MR信號的貢獻受RF脈沖的調節(jié)、所用的梯度以及信號采集時刻的控制。,MR成像過程中，RF脈沖、梯度、信號采集時刻的設置參數的組合稱為脈沖序列（Pulse Sequence）,.,4,MRI序列的分類,.,5,用射頻脈沖（180度）產生回波的序列,用讀出（頻率編碼）梯度切換產生回波的序列,同時有自旋回波和梯度回波的序列,自旋回波序列Spin Echo, SE,梯度回波序列Gra

2、dient Recalled Echo, GRE,雜合序列 Hybrid Sequence,脈沖激發(fā)后直接采集自由感應衰減信號,自由感應衰減序列Free Induction Decay，FID,.,6,一、自由感應衰減序列,.,7,二、自旋回波類序列,.,8,1、自旋回波序列,.,9,自旋回波（spin echo，SE）序列結構圖,.,10,90度脈沖激發(fā)組織產生橫向磁化矢量,SE序列圖,180度脈沖的作用？,.,11,90度激發(fā)脈沖關閉后，所產生的橫向磁化矢量很快衰減自由感應衰減（FID）,.,12,橫向磁化矢量的衰減是由于質子失相位,.,13,質子失相位的原因 質子小磁場的相互作用造成磁場

3、不均勻（隨機）真正的T2弛豫 主磁場的不均勻（恒定），后者是造成質子失相位的主要原因,1+2產生的橫向磁化矢量衰減實際上為T2*弛豫,180度復相脈沖可以抵消主磁場恒定不均勻造成的信號衰減，從而獲得真正的T2弛豫圖像,.,14,180度脈沖可使因主磁場恒定不均勻造成失相質子的相位重聚，產生自旋回波。,.,15,復相脈沖的作用模擬,.,16,T2*與T2的差別,用180度復相脈沖采集回波（MR信號）的序列稱為自旋回波序列（SE序列）,.,17,90,180,回波,TE,TR,TE：回波時間TR：重復時間,SE序列結構,.,18,TR決定圖像的T1成分 TE決定圖像的T2成分,很長的TR所有的組織

4、T1完全弛豫剔除圖像的T1弛豫差別,很短的TE可基本剔除圖像的T2成分,.,19,長TR（2000ms） 長TE（50ms）,T2WI,.,20,T2WI,.,21,Mxy,100%,時間（ms）,選擇合適長的TE獲得最好的T2對比,T2對比,一般TE選擇兩種組織生物 T2值附近可獲得最好的T2對比,.,22,短TR（200-500ms） 短TE（2000ms） 短TE（50ms）,長TR （2000ms） 、短TE（2000ms TE接近或略長于組織的T2值,.,31,左枕葉腦膿腫,SET1WI,SE-T1WI增強掃描,.,32,.,33,2、快速自旋回波序列,GE：FSE（fast spi

5、n echo） 西門子：TSE（turbo spin echo） 飛利浦： TSE（turbo spin echo） 其他名稱：弛豫增強快速采集 RARE：Rapid Acquisition Relaxation Enhancement,.,34,SE,FSE,.,35,SE與FSE序列主要不同點,SE序列一次90度射頻脈沖激發(fā)后只采集一個自旋回波 FSE序列一次90度射頻脈沖激發(fā)后采集多個自旋回波,.,36,回波1,回波2,回波5,回波4,K頻率,K相位,回波3,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL5,有效TE,TR,FSE

6、序列的結構和K空間填充,.,37,FSE序列特殊參數,回波鏈長 Echo Train Length，ETL 90度脈沖后用180度脈沖所采集回波的數目 也稱時間因子 回波間隙 echo space, ES 回波鏈中，兩個回波中點的時間間隔稱為回波間隙,.,38,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL5,有效TE,TR,FSE序列回波鏈中各回波的強度及TE不同,100%,時間（ms）,Mxy,TE1,TE2,TE3,TE4,TE5,回波1強度,回波2強度,回波3強度,回波4強度,回波5強度,.,39,FSE序列的特點,快速成像 其

7、他參數不變的前提下，速度增高的倍數等于ETL 對磁場不均勻性不敏感 不易產生磁敏感偽影 組織對比降低 回波鏈中每個回波信號的TE不同 圖像的模糊（Blurring） 回波鏈中每個回波的幅度不同，圖像重建時會出現相位錯誤 脂肪組織信號強度增高 J-偶聯(lián)效應 磁化轉移效應造成其他組織部分飽和而信號降低 組織的T2值所有延長 延長30%左右 能量沉積（SAR值）增加,.,40,FSE序列圖像上脂肪組織信號增高,SE T2WI，TR=2500毫秒TE=80毫秒,FSE T2WI，TR=2500毫秒TE=80毫秒，ETL=10,.,41,可進行T1WI、T2WI、PDWI 加權成像的原理與SE序列基本相

8、同 T1WI TE最短 TR接近組織T1值 T2WI TR2000ms TE 目標組織T2+30%,FSE序列 的加權成像及基本對比參數,.,42,ETL越長 成像越快 圖像SNR越低 圖像T2對比越差 圖像的模糊效應越重 脂肪信號越亮 SAR值越高,ES越小 圖像對比增加 圖像模糊效應減輕 允許的更長的ETL 磁化轉移效應增加 脂肪信號越高 SAR值越高,FSE序列重要參數改變產生的效果,.,43,ETL改變對圖像對比的影響,ETL=15,ETL=32,ETL=128,擾相GRE T1WI,.,44,根據回波鏈長度（ETL） FSET1WI（ETL2-4） 短回波鏈FSET2WI （ETL5

9、-10） 中等長度回波鏈FSET2WI （ETL10-20） 長回波鏈FSET2WI （ETL20）,FSE序列的分類,.,45,（1）FSE-T1WI序列,由于SE-T1WI圖像質量好，對比佳，時間不太長，因而仍是臨床上最常用的T1WI序列。FSE-T1WI在臨床上相對較少使用。 FSE-T1WI的ETL常為2-4 臨床應用： 脊柱脊髓 四肢關節(jié) 心臟成像 盆腔成像,.,46,FSE-T1WI的優(yōu)缺點,優(yōu)點： 比SE-T1WI快速，甚至可以屏氣掃描,缺點： 由于回波鏈的存在，圖像受T2污染，T1對比降低 與GRET1WI相比速度還不夠快,.,47,屏氣掃描23秒，ETL=3,FSE-T1WI

10、的應用,.,48,FSE-T1WI的應用,.,49,（2）短ETL的FSE-T2WI,ETL=5-10 優(yōu)點：快速(2-7分）、T2對比與SE序列相近 缺點：運動偽影（胸腹部） 臨床應用（當ES較長時，ES15ms）： 顱腦常規(guī)T2WI 呼吸觸發(fā)或導航回波T2WI序列用于腹部成像 盆腔 骨關節(jié),.,50,.,51,.,52,.,53,（3）中ETL的FSE-T2WI,ETL10-20 優(yōu)點： 掃描速度快（1-5分鐘） 缺點： T2對比不及SE或短回波鏈的FSE-T2WI 但當ES較小時其T2對比仍可滿足臨床需求 運動偽影,.,54,臨床應用 老機型或低場機，ES較大時 重點顯示解剖結構的部位（

11、如脊柱、骨關節(jié)） 本身T2對比較好的器官（如前列腺） 新機型，ES較短時，是全身最常用的T2WI 顱腦 腹部及盆腔 脊柱脊髓 骨關節(jié)軟組織,.,55,.,56,FSET2WI,.,57,.,58,ETL20 有效TE常大于100ms 優(yōu)點：成像快(20-30S)，可屏氣掃描 缺點：T2對比較差；屏氣不好者仍有偽影,（4）長ETL的FSE-T2WI,臨床應用 胸腹部的屏氣T2WI 在肝臟用于囊性、實性病變的鑒別診斷 3D 水成像 其他需要重T2加權的部位,.,59,TSE-T2WI, ETL=29 ，屏氣23秒,.,60,常規(guī)選擇中短ETL中等T2權重（TE=70-90ms） 必要時加掃長ETL

12、長TE屏氣序列（TE=120-150ms）,呼吸觸發(fā)TE=84ms,屏氣TE=152ms,.,61,.,62,Single Shot FSE（SS-FSE） 不同公司的名稱 SIEMENSSS-TSE PHILIPS SSh-TSE GE SS-FSE,3、單次激發(fā)FSE,.,63,FSE,SS-FSE,.,64,.,65,一次90度脈沖激發(fā)后利用連續(xù)的聚焦脈沖采集填充K空間所需的全部回波信號 只能用于T2WI，不能進行T1WI 成像參數 TR：無窮大；部分設備上設置的TR多為時間順序上相鄰兩層采集開始點的時間間隔 TE：通常采用很長的TE 為降低SAR值，聚焦脈沖角度?？s小到120-160度

13、,單次激發(fā)FSE,.,66,單次激發(fā)FSE聚焦脈沖角度需降低,.,67,單次激發(fā)FSE所謂 “TR”,.,68,優(yōu)點：快速（單層圖像采集1秒以內） 缺點：軟組織T2對比差，T2加權太重，除較純的水外，其他組織的信號幾乎完全衰減 用途：水成像，尤其是MRCP、MRM,單次激發(fā)FSE的特點和應用,.,69,SS-FSE，一次投射成像MRCP TR無窮大，TE1100ms 掃描時間1秒,.,70,神經源性膀胱,.,71,SS-FSE，一次投射成像MRM TR無窮大，TE1100ms 掃描時間5秒,.,72,半傅立葉技術+單次激發(fā)技術+快速自旋回波 優(yōu)點： 快速（1秒以內） 有效TE較短（ 5T1），

14、至少與T2WI的TR一樣長。,.,87,IR序列的優(yōu)點：T1對比很好 IR序列的缺點：掃描時間很長（長TR） 臨床應用 增加T1對比，特別是腦灰白質對比 STIR脂肪抑制 T1WI，不宜用于增強掃描,.,88,IR T1WI TE選擇最短（全回波） TR大于2000ms 0.5T以下的設備，TI應設置在400-600ms 1.5T的設備上，TI應該設置在700900ms 3.0T的設備上，TI應該設置在8001000ms STIR脂肪抑制 T1WI TE選擇最短（全回波） TR大于2000ms 0.5T以下的設備，TI設置在90-140ms 1.5T的設備上，TI設置在150170ms 3.0

15、T的設備上，TI設置在170190ms,IR序列的對比參數,.,89,IR-T1WI, 冠狀面 Philips公司,IR-T1WI，橫斷面 Siemens公司,SE-T1WI橫斷面 Siemens公司,.,90,SIEMENSTIR PHILIPS IR-TSE GE IR-FSE,TIR Turbo Inversion Recovery,5、快速翻轉恢復序列,.,91,SIEMENSTIR / TIRM PHILIPS IR-TSE / TIR GE IR-FSE / FIR,TIR Turbo Inversion Recovery,2、快速反轉恢復序列,.,92,TI,有效TE,TR,快速

16、反轉恢復序列結構,快速自旋回波,IR-FSE=180度反轉脈沖+FSE,.,93,Time （ms）,180度脈沖后的縱向弛豫,Mz,脂肪,水,肝臟組織,選擇不同TI抑制不同的組織,.,94,IR-TSE可采用不同的TI選擇性地抑制一定T1值的組織信號,TR足夠長的前提下（TR5T1），抑制某種組織信號的TI值等于該組織T1的69（70）,抑制脂肪的TI225ms70%157.5ms,抑制純水的TI3500ms702500ms,選擇不同TI抑制不同的組織,.,95,脂肪抑制 （short TI inversion recovery, STIR ） T2WI 黑水作用（fluid attenua

17、ted inversion recovery, FLAIR）-T2-FLAIR 雙反轉及三反轉IR-FSE序列 IR-FSE T1WI-T1-FLAIR,IR-FSE序列的臨床應用,.,96,用于脂肪抑制 低場設備 偏中心部位（如肩關節(jié)等） 形態(tài)不規(guī)則的部位（如頸部軟組織） 對比參數（骨關節(jié)為例） TR一般大于2000ms，至少大于1500ms ETL=5-15 有效TE=40-80ms 3.0 T：TI=150180ms 1.01.5 T：TI=150170ms 0.5T以下：TI=90140ms,（1）STIR T2WI,.,97,STIR-TSE-T2WI,STIR,.,98,TIRT2

18、WI STIR TI150ms TR6000ms ETL11 TE90ms Matrix256192 Nex2 TA3分30秒,.,99,用于純水樣成分的抑制 顱腦最常用 暴露被腦脊液掩蓋的病灶 初步判斷病灶的T1值是否接近于純水 增強后FLAIR 對比參數（骨關節(jié)為例） 有效TE=100-120ms ETL=20-40（GE設備無需用戶設置，根據有效TE設備自動設置） TI 3.0 T：22002800ms 1.01.5 T：20002500ms 0.5T以下：18002000ms TR一般大于4倍TI，至少大于3倍TI,（2）T2-FLAIR,.,100,FLAIR序列,TSE-T2WI,

19、FLAIR (TIR)，TI=2500ms,.,101,T2WI與T2 FLAIR序列的比較,FSE-T2WI,FLAIR (TIR),SE-T1WI增強,.,102,（3）雙反轉或三反轉FIR,一般的FIR序列每執(zhí)行一次只使用1個180反轉預脈沖 可以在序列每執(zhí)行一次使用2個或3個180反轉預脈沖，被稱為雙反轉或三反轉脈沖技術 利用這種技術可以依據TI值的不同選擇性抑制2種或3種組織的信號,.,103,.,104,多反轉FIR序列的應用,腦白質/灰質分離成像（雙反轉） 心臟及血管黑血成像（雙反轉） 心臟及血管黑血成像+脂肪抑制（三反轉）,.,105,雙反轉FIR序列進行腦灰白質分離成像,腦白

20、質圖成像參數: TR=14450ms，TI1=3700ms，TI2=525ms，TE20ms； 腦灰質圖成像參數: TR=10500ms，TI1=3400ms，TI2=325ms，TE20ms。,飛利浦3.0T掃描機,.,106,雙反轉/三反轉心臟黑血成像,雙反轉黑 血,三反轉黑血 + 壓脂,T1WI,PDWI,T2WI,.,107,（4）T1-FLAIR,FIR T1WI IR+短回波鏈FSE 利用IR預脈沖增加T1對比 FSE采集縮短了采集時間 T1對比高于SE但低于IR 對比參數 TI 700-900ms（3.0T） 650-750ms（1.5T） 450-500ms（0.3T） TR2

21、.5-3倍TI 太長和太短的TR都會影響水信號的抑制 TE盡量短（ 20ms）,.,108,IR T1WI,FIR T1WI,SE T1WI,T1-FLAIR的組織對比,.,109,三、梯度回波類序列,.,110,GRE序列是最常用的快速成像序列之一，利用梯度場的反向切換產生回波，它的序列結構特點是：短TR和小偏轉角（90）,.,111,SE,GRE,.,112,利用小角度激發(fā) 更短的TR和TE,.,113,SIEMENSFLASH fast low angle shot PHILIPS FFE fast field echo GE SPGR spoiled gradient recalled

22、 acquisition in steady state,1、擾相GRE序列,.,114,在每個回波采集后，利用一個高強度的擾相梯度使殘留的橫向磁化矢量失相位。,.,115,(1)、擾相GRE-T1WI,腹部屏氣擾相GRE-T1WI 擾相GRE-2D, 擾相GRE-3D MRA 超快速擾相GRE-3D 對比增強MRA 骨關節(jié)擾相GRE-2D, 擾相GRE-3D-T1WI,.,116,A、腹部屏氣擾相GRE-T1WI,臨床上最常用的腹部快速T1WI序列 掃描參數： TR 80-150ms TE 4.2ms左右（1.5T） 激發(fā)角度：60-90度 優(yōu)點： 掃描速度快 組織T1對比好 缺點： 屏氣不

23、好有偽影,臨床應用： 常規(guī)上、中腹部T1WI（肝膽胰脾腎） 抑脂掃描清楚顯示胰腺 動態(tài)增強掃描,.,117,擾相GRE-T1WI用于肝臟平掃和動態(tài)強化,.,118,擾相GRE-T1WI肝臟動態(tài)增強掃描,擾相GRE-T1WI平掃,擾相GRE-T1WI 動態(tài)增強動脈期,.,119,擾相GRE-T1WI顯示膽固醇性結石,.,120,脂肪抑制擾相GRE-T1WI清楚顯示胰腺,擾相GRE-T1WI,擾相GRE-T1WI + FS,.,121,擾相GRE-T1WI顯示腎臟病變,.,122,B. 擾相GRE序列MRA,TOF-MRA或PC-MRA TR20-40ms TE7ms 2D或3D,3D-TOF M

24、RA,.,123,.,124,T2加權像,T1加權像,2D-PC MRA,.,125,3D-TOF HR-MRA,腦血管畸形（A-VM）,.,126,C. 擾相GRE-3D 對比增強MRA,極短的TR、TE TR: 3-10ms TE: 1-3ms 極快的掃描速度 6-25秒采集15-50層，可進行屏氣掃描 可采用減影技術減低背景信號,.,127,.,128,3D HR CE MRA,Sense NV Coil-8 Sense 3 CENTRA Pixel Size 0.45X0.45X0.45mm Slice Nr 180 TR 5.4ms TE 2.1ms ST 142”,High Spa

25、tial Resolution,.,129,.,130,正常手CE-MRA,雷若氏病,.,131,D. 擾相GRE-T1WI顯示關節(jié)軟骨,.,132,（2）、擾相梯度回波T2*WI,成像參數： TR 300-800ms TE 1540ms 激發(fā)角度30度 臨床應用： 椎間盤病變 半月板病變 陳舊出血病變,優(yōu)點： 成像速度快 對關節(jié)軟骨、半月板、椎間盤顯示較好 有利于陳舊出血的顯示 缺點： 對其他結構顯示欠佳 對磁場不均勻比較敏感,.,133,彌漫性毛細血管擴張癥,FSE T2WI,GRE T2*WI,.,134,擾相GRE-T2*W用于脊柱,頸椎間盤橫斷面顯示較好 胸、腰椎間盤顯示不如TSE-T2WI序列 椎管內結構顯示不如TSE-T2WI序列，特別是矢狀面,.,135,Siemens OPEN 0.2T 擾相GRE-2D-T2*WI TR640ms TE36ms Flip angle20,.,136,擾相GRE-T2*WI顯示半月板,半月板病變顯示最敏感 應與SE、TSE相結合 關節(jié)軟骨也呈高信號，但與關節(jié)液重疊，因而顯示關節(jié)軟骨應采用擾相GRE-T1WI+脂肪抑制,.,137,半月板破裂,.,138,SIE