MRI常用序列及其應(yīng)用

1、mri常用序列及其應(yīng)用,什么是序列（sequence）?,mr信號與下列因素有關(guān)： 質(zhì)子密度 t1、t2值 化學(xué)位移 相位 運(yùn)動 上述每個(gè)因素對mr信號的貢獻(xiàn)受rf脈沖的調(diào)節(jié)、所用的梯度以及信號采集時(shí)刻的控制。,mr成像過程中，rf脈沖、梯度、信號采集時(shí)刻的設(shè)置參數(shù)的組合稱為脈沖序列（pulse sequence）,mri序列的分類,用射頻脈沖（180度）產(chǎn)生回波的序列,用讀出（頻率編碼）梯度切換產(chǎn)生回波的序列,同時(shí)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g(shù)radient recalled echo, gre,雜合序列 hybrid sequence,脈

2、沖激發(fā)后直接采集自由感應(yīng)衰減信號,自由感應(yīng)衰減序列free induction decay，fid,一、自由感應(yīng)衰減序列,二、自旋回波類序列,1、自旋回波序列,自旋回波（spin echo，se）序列結(jié)構(gòu)圖,90度脈沖激發(fā)組織產(chǎn)生橫向磁化矢量,se序列圖,180度脈沖的作用？,90度激發(fā)脈沖關(guān)閉后，所產(chǎn)生的橫向磁化矢量很快衰減自由感應(yīng)衰減（fid）,橫向磁化矢量的衰減是由于質(zhì)子失相位,質(zhì)子失相位的原因 質(zhì)子小磁場的相互作用造成磁場不均勻（隨機(jī)）真正的t2弛豫 主磁場的不均勻（恒定），后者是造成質(zhì)子失相位的主要原因,1+2產(chǎn)生的橫向磁化矢量衰減實(shí)際上為t2*弛豫,180度復(fù)相脈沖可以抵消主磁場恒

3、定不均勻造成的信號衰減，從而獲得真正的t2弛豫圖像,180度脈沖可使因主磁場恒定不均勻造成失相質(zhì)子的相位重聚，產(chǎn)生自旋回波。,復(fù)相脈沖的作用模擬,t2*與t2的差別,用180度復(fù)相脈沖采集回波（mr信號）的序列稱為自旋回波序列（se序列）,90,180,回波,te,tr,te：回波時(shí)間tr：重復(fù)時(shí)間,se序列結(jié)構(gòu),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,長tr（2000ms） 長te（50ms）,t2wi,t2wi,mxy,100%,時(shí)間（ms）,選擇合適長的te獲得最好的t2對比,t2對比,一

4、般te選擇兩種組織生物 t2值附近可獲得最好的t2對比,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,左枕葉腦膿腫,set1wi,se-t1wi增強(qiáng)掃描,2、快速自旋回波序列,ge：fse（fast spin echo） 西門子：tse（turbo spin echo） 飛利浦： tse（turbo spin echo） 其他名稱：弛豫增強(qiáng)快速采集 rare：rapid acquisition relaxation enhancement,se,fse,se與fse序列主要不同點(diǎn),se序

5、列一次90度射頻脈沖激發(fā)后只采集一個(gè)自旋回波 fse序列一次90度射頻脈沖激發(fā)后采集多個(gè)自旋回波,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序列的結(jié)構(gòu)和k空間填充,fse序列特殊參數(shù),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(shù)目 也稱時(shí)間因子 回波間隙 echo space, es 回波鏈中，兩個(gè)回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔稱為回波間隙,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回波3,180,180,180,18

6、0,180,90,es,etl5,有效te,tr,fse序列回波鏈中各回波的強(qiáng)度及te不同,100%,時(shí)間（ms）,mxy,te1,te2,te3,te4,te5,回波1強(qiáng)度,回波2強(qiáng)度,回波3強(qiáng)度,回波4強(qiáng)度,回波5強(qiáng)度,fse序列的特點(diǎn),快速成像 其他參數(shù)不變的前提下，速度增高的倍數(shù)等于etl 對磁場不均勻性不敏感 不易產(chǎn)生磁敏感偽影 組織對比降低 回波鏈中每個(gè)回波信號的te不同 圖像的模糊（blurring） 回波鏈中每個(gè)回波的幅度不同，圖像重建時(shí)會出現(xiàn)相位錯(cuò)誤 脂肪組織信號強(qiáng)度增高 j-偶聯(lián)效應(yīng) 磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)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

7、（sar值）增加,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,可進(jìn)行t1wi、t2wi、pdwi 加權(quán)成像的原理與se序列基本相同 t1wi te最短 tr接近組織t1值 t2wi tr2000ms te 目標(biāo)組織t2+30%,fse序列 的加權(quán)成像及基本對比參數(shù),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(yīng)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(yīng)減輕 允許的更長的etl 磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)增加 脂肪信號越高 sar值越高,fse序列重要參

8、數(shù)改變產(chǎn)生的效果,etl改變對圖像對比的影響,etl=15,etl=32,etl=128,擾相gre t1wi,根據(jù)回波鏈長度（etl） fset1wi（etl2-4） 短回波鏈fset2wi （etl5-10） 中等長度回波鏈fset2wi （etl10-20） 長回波鏈fset2wi （etl20）,fse序列的分類,（1）fse-t1wi序列,由于se-t1wi圖像質(zhì)量好，對比佳，時(shí)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(yīng)用： 脊柱脊髓 四肢關(guān)節(jié) 心臟成像 盆腔成像,fse-t1wi的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：

9、比se-t1wi快速，甚至可以屏氣掃描,缺點(diǎn)： 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,屏氣掃描23秒，etl=3,fse-t1wi的應(yīng)用,fse-t1wi的應(yīng)用,（2）短etl的fse-t2wi,etl=5-10 優(yōu)點(diǎn)：快速(2-7分）、t2對比與se序列相近 缺點(diǎn)：運(yùn)動偽影（胸腹部） 臨床應(yīng)用（當(dāng)es較長時(shí)，es15ms）： 顱腦常規(guī)t2wi 呼吸觸發(fā)或?qū)Ш交夭╰2wi序列用于腹部成像 盆腔 骨關(guān)節(jié),（3）中etl的fse-t2wi,etl10-20 優(yōu)點(diǎn)： 掃描速度快（1-5分鐘） 缺點(diǎn)： t2對比不及se或短回波鏈的fse-t2wi 但當(dāng)es較

10、小時(shí)其t2對比仍可滿足臨床需求 運(yùn)動偽影,臨床應(yīng)用 老機(jī)型或低場機(jī)，es較大時(shí) 重點(diǎn)顯示解剖結(jié)構(gòu)的部位（如脊柱、骨關(guān)節(jié)） 本身t2對比較好的器官（如前列腺） 新機(jī)型，es較短時(shí)，是全身最常用的t2wi 顱腦 腹部及盆腔 脊柱脊髓 骨關(guān)節(jié)軟組織,fset2wi,etl20 有效te常大于100ms 優(yōu)點(diǎn)：成像快(20-30s)，可屏氣掃描 缺點(diǎn)：t2對比較差；屏氣不好者仍有偽影,（4）長etl的fse-t2wi,臨床應(yīng)用 胸腹部的屏氣t2wi 在肝臟用于囊性、實(shí)性病變的鑒別診斷 3d 水成像 其他需要重t2加權(quán)的部位,tse-t2wi, etl=29 ，屏氣23秒,常規(guī)選擇中短etl中等t2權(quán)重

11、（te=70-90ms） 必要時(shí)加掃長etl長te屏氣序列（te=120-150ms）,呼吸觸發(fā)te=84ms,屏氣te=152ms,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,fse,ss-fse,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(jìn)行t1wi 成像參數(shù) tr：無窮大；部分設(shè)備上設(shè)置的tr多為時(shí)間順序上相鄰兩層采集開始點(diǎn)的時(shí)間間隔 te：通常采用很長的te 為降低sar值，聚焦脈沖角度常縮小到120-160度,單次

12、激發(fā)fse,單次激發(fā)fse聚焦脈沖角度需降低,單次激發(fā)fse所謂 “tr”,優(yōu)點(diǎn)：快速（單層圖像采集1秒以內(nèi)） 缺點(diǎn)：軟組織t2對比差，t2加權(quán)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(diǎn)和應(yīng)用,ss-fse，一次投射成像mrcp tr無窮大，te1100ms 掃描時(shí)間1秒,神經(jīng)源性膀胱,ss-fse，一次投射成像mrm tr無窮大，te1100ms 掃描時(shí)間5秒,半傅立葉技術(shù)+單次激發(fā)技術(shù)+快速自旋回波 優(yōu)點(diǎn)： 快速（1秒以內(nèi)） 有效te較短（ 5t1），至少與t2wi的tr一樣長。,ir序列的優(yōu)點(diǎn)：t1對比很好 ir序列的缺點(diǎn)：

13、掃描時(shí)間很長（長tr） 臨床應(yīng)用 增加t1對比，特別是腦灰白質(zhì)對比 stir脂肪抑制 t1wi，不宜用于增強(qiáng)掃描,ir t1wi te選擇最短（全回波） tr大于2000ms 0.5t以下的設(shè)備，ti應(yīng)設(shè)置在400-600ms 1.5t的設(shè)備上，ti應(yīng)該設(shè)置在700900ms 3.0t的設(shè)備上，ti應(yīng)該設(shè)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(shè)備，ti設(shè)置在90-140ms 1.5t的設(shè)備上，ti設(shè)置在150170ms 3.0t的設(shè)備上，ti設(shè)置在170190ms,ir序列的對比參數(shù),ir-t1wi, 冠狀面 phili

14、ps公司,ir-t1wi，橫斷面 siemens公司,se-t1wi橫斷面 siemens公司,siemenstir philips ir-tse ge ir-fse,tir turbo inversion recovery,5、快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列,siemenstir / tirm philips ir-tse / tir ge ir-fse / fir,tir turbo inversion recovery,2、快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列,ti,有效te,tr,快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列結(jié)構(gòu),快速自旋回波,ir-fse=180度反轉(zhuǎn)脈沖+fse,time （ms）,180度脈沖后的縱向弛豫,mz,脂肪,水,肝

15、臟組織,選擇不同ti抑制不同的組織,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,脂肪抑制 （short ti inversion recovery, stir ） t2wi 黑水作用（fluid attenuated inversion recovery, flair）-t2-flair 雙反轉(zhuǎn)及三反轉(zhuǎn)ir-fse序列 ir-fse t1wi-t1-flair,ir-fse

16、序列的臨床應(yīng)用,用于脂肪抑制 低場設(shè)備 偏中心部位（如肩關(guān)節(jié)等） 形態(tài)不規(guī)則的部位（如頸部軟組織） 對比參數(shù)（骨關(guān)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,stir-tse-t2wi,stir,tirt2wi stir ti150ms tr6000ms etl11 te90ms matrix256192 nex2 ta3分30秒,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

17、灶的t1值是否接近于純水 增強(qiáng)后flair 對比參數(shù)（骨關(guān)節(jié)為例） 有效te=100-120ms etl=20-40（ge設(shè)備無需用戶設(shè)置，根據(jù)有效te設(shè)備自動設(shè)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,flair序列,tse-t2wi,flair (tir)，ti=2500ms,t2wi與t2 flair序列的比較,fse-t2wi,flair (tir),se-t1wi增強(qiáng),（3）雙反轉(zhuǎn)或三反轉(zhuǎn)fir,一般的fir序列每執(zhí)行一次只使用1個(gè)180反轉(zhuǎn)

18、預(yù)脈沖 可以在序列每執(zhí)行一次使用2個(gè)或3個(gè)180反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖，被稱為雙反轉(zhuǎn)或三反轉(zhuǎn)脈沖技術(shù) 利用這種技術(shù)可以依據(jù)ti值的不同選擇性抑制2種或3種組織的信號,多反轉(zhuǎn)fir序列的應(yīng)用,腦白質(zhì)/灰質(zhì)分離成像（雙反轉(zhuǎn)） 心臟及血管黑血成像（雙反轉(zhuǎn)） 心臟及血管黑血成像+脂肪抑制（三反轉(zhuǎn)）,雙反轉(zhuǎn)fir序列進(jìn)行腦灰白質(zhì)分離成像,腦白質(zhì)圖成像參數(shù): tr=14450ms，ti1=3700ms，ti2=525ms，te20ms； 腦灰質(zhì)圖成像參數(shù): tr=10500ms，ti1=3400ms，ti2=325ms，te20ms。,飛利浦3.0t掃描機(jī),雙反轉(zhuǎn)/三反轉(zhuǎn)心臟黑血成像,雙反轉(zhuǎn)黑 血,三反轉(zhuǎn)黑血 + 壓

19、脂,t1wi,pdwi,t2wi,（4）t1-flair,fir t1wi ir+短回波鏈fse 利用ir預(yù)脈沖增加t1對比 fse采集縮短了采集時(shí)間 t1對比高于se但低于ir 對比參數(shù) ti 700-900ms（3.0t） 650-750ms（1.5t） 450-500ms（0.3t） tr2.5-3倍ti 太長和太短的tr都會影響水信號的抑制 te盡量短（ 20ms）,ir t1wi,fir t1wi,se t1wi,t1-flair的組織對比,三、梯度回波類序列,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(chǎn)生回波，它的序列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：短tr和小偏轉(zhuǎn)角（90）,se,gr

20、e,利用小角度激發(fā) 更短的tr和te,siemensflash fast low angle shot philips ffe fast field echo ge spgr spoiled gradient recalled acquisition in steady state,1、擾相gre序列,在每個(gè)回波采集后，利用一個(gè)高強(qiáng)度的擾相梯度使殘留的橫向磁化矢量失相位。,(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(qiáng)mra 骨關(guān)節(jié)擾相gre-2d, 擾相gre-3d-t1wi,a、腹部屏氣擾相gre-

21、t1wi,臨床上最常用的腹部快速t1wi序列 掃描參數(shù)： tr 80-150ms te 4.2ms左右（1.5t） 激發(fā)角度：60-90度 優(yōu)點(diǎn)： 掃描速度快 組織t1對比好 缺點(diǎn)： 屏氣不好有偽影,臨床應(yīng)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(qiáng)掃描,擾相gre-t1wi用于肝臟平掃和動態(tài)強(qiáng)化,擾相gre-t1wi肝臟動態(tài)增強(qiáng)掃描,擾相gre-t1wi平掃,擾相gre-t1wi 動態(tài)增強(qiáng)動脈期,擾相gre-t1wi顯示膽固醇性結(jié)石,脂肪抑制擾相gre-t1wi清楚顯示胰腺,擾相gre-t1wi,擾相gre-t1wi + fs,擾相gre-t1wi顯示腎臟病變,

22、b. 擾相gre序列mra,tof-mra或pc-mra tr20-40ms te7ms 2d或3d,3d-tof mra,t2加權(quán)像,t1加權(quán)像,2d-pc mra,3d-tof hr-mra,腦血管畸形（a-vm）,c. 擾相gre-3d 對比增強(qiáng)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(jìn)行屏氣掃描 可采用減影技術(shù)減低背景信號,3d hr ce mra,sense nv coil-8 sense 3 centra pixel size 0.45x0.45x0.45mm slice nr 180 tr 5.4ms te

23、 2.1ms st 142”,high spatial resolution,正常手ce-mra,雷若氏病,d. 擾相gre-t1wi顯示關(guān)節(jié)軟骨,（2）、擾相梯度回波t2*wi,成像參數(shù)： tr 300-800ms te 1540ms 激發(fā)角度30度 臨床應(yīng)用： 椎間盤病變 半月板病變 陳舊出血病變,優(yōu)點(diǎn)： 成像速度快 對關(guān)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(diǎn)： 對其他結(jié)構(gòu)顯示欠佳 對磁場不均勻比較敏感,彌漫性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥,fse t2wi,gre t2*wi,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(nèi)結(jié)構(gòu)顯示不如tse-t2wi序列，特別是矢狀面,siemens open 0.2t 擾相gre-2d-t2*wi tr640ms te36ms flip angle20,擾相gre-t2*wi顯示半月板,半月板病變顯示最敏感 應(yīng)與se、tse相結(jié)合 關(guān)節(jié)軟骨也呈高信號，但與關(guān)節(jié)液重疊，因而顯示關(guān)節(jié)軟骨應(yīng)采用擾相gre-t1wi+脂肪抑制,半月板破裂,si