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文檔簡介

1、MR檢查技術(shù),MRI檢查技術(shù),一.常用脈沖序列及其應(yīng)用 二. 成像參數(shù)的選擇 三. 流動(dòng)現(xiàn)象的補(bǔ)償技術(shù) 四. 偽影的補(bǔ)償技術(shù) 五. MR對(duì)比劑的應(yīng)用 六. MR檢查的安全要求 七. 人體各解剖部位MR檢查 技術(shù),八. MR檢查技術(shù)的特殊臨床應(yīng)用 MRA的臨床應(yīng)用 心臟MR檢查 MR水成像技術(shù)及其臨床應(yīng)用 MRS及其臨床應(yīng)用 FMRI SWI技術(shù)及臨床應(yīng)用 九. 3.0T檢查技術(shù)簡介,補(bǔ)充內(nèi)容:MR成像設(shè)備及成像原理,磁共振成像設(shè)備及原理,磁共振概述及發(fā)展史 硬件系統(tǒng)基本知識(shí) 磁共振成像物理基礎(chǔ),共 振 ?-自然界普遍現(xiàn)象,條件 頻率一致 實(shí)質(zhì) 能量傳遞,能量從一個(gè)震動(dòng)著的物體傳遞到另一個(gè)物體,

2、而后者以前者相同的頻率震動(dòng)。,核磁共振(NMR)概念,簡稱磁共振 MR- Magnetic Resonance 是物質(zhì)原子核磁矩在外磁場(chǎng)的作用下能級(jí)發(fā)生分裂,并在外加射頻磁場(chǎng)的能量作用下產(chǎn)生的能級(jí)躍遷的核物理現(xiàn)象。 廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域 (液體、固體、磁共振成像)。,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging MRI),概念:簡稱磁共振電子計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù),是利用原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生共振所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)圖像重建的一種影像技術(shù)。,核磁共振發(fā)展史,1946年:Bloch與Purcell發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象 1973年: Lauterbur發(fā)表了兩個(gè)充水試管NMR圖像 1974年: L

3、auterbur等獲得活鼠的NMR圖像 1978年:Mallard等獲得了第一幅人體頭、胸和腹部NMR圖像。 1980年:MRI裝備商品化,硬件系統(tǒng)基本知識(shí),醫(yī)用磁共振成像儀通常由主磁體、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備等五部分構(gòu)成。,主磁體分類,永磁型 電磁型(常導(dǎo)型、超導(dǎo)型)。,永磁型:由多個(gè)稀土永磁材料拼接而成,場(chǎng)強(qiáng)低小于0.5T,均勻度及穩(wěn)定性較差。多見于低場(chǎng)強(qiáng)開放式MRI儀,磁力線沿上下方向分布與受檢者的身體長軸垂直。,電磁型:由導(dǎo)線繞成的線圈和磁介質(zhì)構(gòu)成。根據(jù)導(dǎo)線材料不同分為常導(dǎo)磁體和超導(dǎo)磁體。前者采用普通材料(如銅)等,耗能大,已被永磁型和超導(dǎo)磁體取代。后者采用超導(dǎo)材

4、料制成,呈圓筒形,磁力線沿水平方向分布與受檢者的身體長軸平行。場(chǎng)強(qiáng)高1.0T以上,均勻度及穩(wěn)定性較高。,主磁體主要性能指標(biāo),磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)均勻度、穩(wěn)定性及主磁體的長度和有效檢查孔徑。 磁場(chǎng)強(qiáng)度:采用高斯(Gauss G)或特斯拉(Tesla T)來表示。1T=10000G。 低場(chǎng)機(jī):0.5T以下;中場(chǎng)機(jī):0.5-1.0T; 高場(chǎng)機(jī):1.0-2.0T;超高場(chǎng)機(jī):大于2.0T。,磁場(chǎng)均勻度:是指在一定的容積范圍內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度的均一性即單位面積內(nèi)通過的磁力線數(shù)目的一致性。通常以主磁場(chǎng)強(qiáng)度的百萬分之幾(ppm)數(shù)值作為磁場(chǎng)強(qiáng)度偏離的單位。ppm越小代表磁場(chǎng)均勻性越好。 勻場(chǎng)技術(shù):無源勻場(chǎng)和有源勻場(chǎng)。,磁體

5、穩(wěn)定性:指主磁場(chǎng)強(qiáng)度及其均勻度的變化,也稱之為磁場(chǎng)漂移。分為熱穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。 主磁體的長度和有效檢查孔徑:長度一般為140-175CM,永磁型孔徑大約40CM,高場(chǎng)機(jī)大約為60CM。西門子最新推出長度為125CM孔徑為70CM。,梯度系統(tǒng),結(jié)構(gòu):梯度線圈、梯度放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、梯度控制器、梯度冷卻裝置等。 作用:產(chǎn)生線性變化的梯度磁場(chǎng);空間定位編碼;產(chǎn)生MR回波;施加擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng);流動(dòng)液體的流速相位編碼等。,梯度系統(tǒng)主要性能指標(biāo),包括梯度磁場(chǎng)、梯度切換率、梯度線性。 梯度磁場(chǎng):指單位長度內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度的差 別,用MT/M來表示。 梯度切換率:指單位時(shí)間及單位長度內(nèi)的梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度變化量。用

6、MT/M.MS來表示。 爬升時(shí)間:線圈通電后梯度磁場(chǎng)達(dá)到最大強(qiáng)度所需時(shí)間。,射頻系統(tǒng),結(jié)構(gòu):射頻發(fā)生器、射頻放大器、射頻線圈等。 射頻線圈作用和分類:發(fā)射射頻脈沖和接收信號(hào)作用。分為發(fā)射線圈和接收線圈。 相控陣線圈:由多個(gè)子線圈單元構(gòu)成,同時(shí)需有多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道與之相匹配。一般都在8個(gè)以上(16、32)。目前主要有兩種:密集型相控陣線圈和全景一體化線圈。,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與磁共振控制系統(tǒng)(譜儀系統(tǒng)) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制著射頻脈沖激發(fā)、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和圖像顯示等功能。 譜儀系統(tǒng):掃描控制系統(tǒng)SCP、觸發(fā)和定位控制系統(tǒng)TRF、序列相關(guān)調(diào)控系統(tǒng)SRF、發(fā)射射頻控制器IRF、數(shù)值濾

7、波器DRF、采樣處理子系統(tǒng)APS、重建處理器Reflex AP等。,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備,其他輔助設(shè)備:檢查床及定位系統(tǒng)、液氦及水冷卻系統(tǒng)、空調(diào)、圖像傳輸存儲(chǔ)及膠片處理系統(tǒng)、生理監(jiān)控儀器等。,磁共振物理現(xiàn)象基本原理,原子結(jié)構(gòu),原子由原子核和電子構(gòu)成;原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。,原子核有哪些特性?,帶電(正電) 自旋 ( Spin ) :繞著自身的軸旋轉(zhuǎn),與 質(zhì)子和中子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)有關(guān) 產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱為核磁,由磁矩(磁化矢量)來表示,是一種矢量既有大小又有方向,原子核自旋產(chǎn)生核磁,地磁、磁鐵、核磁示意圖,質(zhì)子為偶數(shù),中子為偶數(shù),質(zhì)子為奇數(shù),中子為奇數(shù) 質(zhì)子為奇數(shù),中子為偶數(shù) 質(zhì)子為偶數(shù),中子為奇數(shù)

8、,產(chǎn)生核磁,不產(chǎn)生核磁,所有的原子核都可產(chǎn)生核磁嗎?,原子核具備磁性的條件,含奇數(shù)質(zhì)子或中子;或者說質(zhì)子和中子不成對(duì)的原子核,如1H(氫)、 13C (碳)、31P(磷)、 19F(氟)等。,MRI使用和研究最多為氫原子,原因:,氫質(zhì)子的平時(shí)狀態(tài),人體內(nèi)氫質(zhì)子群的各個(gè)質(zhì)子以任意方向自旋,各個(gè)方向的磁矩互相抵消,整個(gè)人體不顯磁性。,人體進(jìn)入主磁體發(fā)生了什么?,兩種狀態(tài): 1、能量分裂(玻爾茲曼分布):氫原子核重新排列。,2、進(jìn)動(dòng)或旋進(jìn)(類似陀螺運(yùn)動(dòng)) 質(zhì)子在沿自身軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)又繞著主磁場(chǎng)作圓周運(yùn)動(dòng)。具有一定的頻率和角速度 。磁化矢量方向并非絕對(duì)平行于主磁場(chǎng)方向。,進(jìn)動(dòng),凈磁化矢量,磁場(chǎng)與磁化矢量的

9、關(guān)系,進(jìn)入主磁場(chǎng)后人體被磁化了,產(chǎn)生縱向宏觀磁化矢量 不同的組織由于氫質(zhì)子含量的不同,宏觀磁化矢量也不同 磁共振不能檢測(cè)出縱向磁化矢量,?,如何才能產(chǎn)生橫向宏觀磁化矢量?,施加射頻脈沖(無線電波):激發(fā)人體內(nèi)的氫質(zhì)子使低能的質(zhì)子獲能進(jìn)入高能狀態(tài)發(fā)生共振現(xiàn)象。這種射頻脈沖的頻率必須與氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率相同。,射頻脈沖激發(fā)后的效應(yīng)是使宏觀磁化矢量發(fā)生偏轉(zhuǎn) 射頻脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間決定射頻脈沖激發(fā)后的效應(yīng),低能量,中等能量,高能量,90射頻脈沖,90度脈沖激發(fā)使質(zhì)子發(fā)生共振,產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)橫向磁化矢量,這種旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量切割接收線圈,MR儀可以檢測(cè)到信號(hào)。,無線電波激發(fā)后,人體內(nèi)宏觀磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)了90度

10、,MRI可以檢測(cè)到人體發(fā)出的信號(hào) 氫質(zhì)子含量高的組織縱向磁化矢量大,90度脈沖后磁化矢量偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的宏觀橫向矢量越大,MR信號(hào)強(qiáng)度越高。 此時(shí)的MR圖像可區(qū)分質(zhì)子密度不同的兩種組織,要點(diǎn),檢測(cè)到的僅僅是不同組織氫質(zhì)子含量的差別,對(duì)于臨床診斷來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 我們總是在90度脈沖關(guān)閉后過一定時(shí)間才進(jìn)行MR信號(hào)采集。,問題?,無線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度,關(guān)閉無線電波后,磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)(縱向),射頻線圈關(guān)閉后發(fā)生了什么?,Relaxation,弛豫,放松、休息,射頻脈沖停止后,在主磁場(chǎng)的作用下,橫向宏觀磁化矢量逐漸縮小到零,縱向宏觀磁化矢量從零逐漸回到平衡狀態(tài),這個(gè)過程稱為核磁弛豫

11、。 核磁弛豫又可分解為兩個(gè)部分: 橫向弛豫 縱向弛豫,橫向弛豫,也稱為T2弛豫,簡單地說,T2弛豫就是橫向磁化矢量減少的過程。 原因:質(zhì)子群失相位 質(zhì)子周圍磁環(huán)境隨機(jī)波動(dòng) 主磁場(chǎng)不均勻,用T2時(shí)間或T2值來描述組織T2弛豫的快慢,T2時(shí)間或T2值:橫向磁化矢量衰減到其原來值37時(shí)所需要的時(shí)間。,不同的組織橫向弛豫速度不同(T2值不同),縱向弛豫,也稱為T1弛豫,是指90度脈沖關(guān)閉后,在主磁場(chǎng)的作用下,縱向磁化矢量開始恢復(fù),直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過程。 原因:高能的質(zhì)子釋放能量 用T1時(shí)間或T1值來描述組織T2弛豫的快慢,不同組織有不同的T1弛豫時(shí)間,T1時(shí)間或T1值:縱向磁化矢量恢復(fù)到其原來值6

12、3時(shí)所需要的時(shí)間。,人體各種組織的T2弛豫要比T1弛豫快得多,T1T2,T1、 T2值的意義,各種組織的固有特性 利用這種特性進(jìn)行圖像加權(quán)成像 T1加權(quán)成像(T1WI)、T2加權(quán)成像(T2WI)、質(zhì)子密度加權(quán)成像(PDWI),磁共振“加權(quán)成像”,T1WI,T2WI,PD,所謂的加權(quán)就是“重點(diǎn)突出”的意思 T1加權(quán)成像(T1WI)-突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別 T2加權(quán)成像(T2WI)-突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別 質(zhì)子密度加權(quán)成像(PD)突出組織氫質(zhì)子含量差別,何為加權(quán)?,加權(quán)成像由一系列的脈沖序列來調(diào)控,射頻脈沖,常用脈沖序列及其應(yīng)用,第一節(jié),脈沖序列的概念 在磁共振成像過程中采用組

13、合式的多個(gè)脈沖先后依次進(jìn)行激發(fā),這種脈沖組合稱為脈沖序列。,何為脈沖序列?,脈沖序列的作用,控制著系統(tǒng)施加射頻脈沖、梯度和數(shù)據(jù)采集的方式, 決定圖像的加權(quán)、圖像質(zhì)量以及對(duì)病變顯示的敏感性。,脈沖序列的結(jié)構(gòu),射頻脈沖 層面選擇梯度場(chǎng) 相位編碼梯度場(chǎng) 頻率編碼梯度場(chǎng)(讀出梯度場(chǎng)) 信號(hào)。,FID,回波,SE脈沖序列圖,重復(fù)時(shí)間( Repetition time TR):各次重復(fù)射頻脈沖之間的時(shí)間間隔。 TR控制著縱向弛豫恢復(fù)的程度,決定圖像的T1加權(quán)程度(T1對(duì)比),短TR能突出組織間的T1對(duì)比。,脈沖序列常用參數(shù),脈沖序列常用參數(shù),2. 回波時(shí)間( echo time TE):指從第一個(gè)RF脈沖

14、到回波信號(hào)產(chǎn)生所需要的時(shí)間。 TE控制著橫向弛豫衰減的程度,決定圖像的T2加權(quán)程度(T2對(duì)比),長TE能突出組織間的T2對(duì)比。,脈沖序列常用參數(shù),3反轉(zhuǎn)時(shí)間( time of inversion TI):是指反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列中180反轉(zhuǎn)脈沖與90激勵(lì)脈沖之間的時(shí)間間隔。 4翻轉(zhuǎn)角:在RF脈沖的激勵(lì)下,宏觀磁化強(qiáng)度矢量偏離的角度稱為翻轉(zhuǎn)角。常用的翻轉(zhuǎn)角有90和180兩種。在快速成像序列中,采用小角度激勵(lì)技術(shù),其翻轉(zhuǎn)角小于90。,脈沖序列常用參數(shù),5. 信號(hào)激勵(lì)次數(shù)(NEX): 又指每次相位編碼時(shí)收集信號(hào)的次數(shù)。信號(hào)采集次數(shù)取的越大,所需掃描時(shí)間就越長。,脈沖序列的種類,脈沖序列的種類:種類很多,

15、臨床常用的有三種:自旋回波(SE)脈沖序列;反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)脈沖序列;梯度回波(GRE)脈沖序列。 各廠家命名不同,脈沖序列名稱對(duì)照,通用電氣 飛利浦 西門子 自旋回波 SE spin echo spin echo 快速自旋回波 FSE TSE TSE 梯度回波 GRE GRE GRE 相干梯度回波 GRASS T2FFE FISP 擾相梯度回波 SPGR T1FFE FLASH MPGR,一、自旋回波(SE)脈沖序列,類型 :標(biāo)準(zhǔn)單回波脈沖序列(常規(guī)SE脈沖序列);標(biāo)準(zhǔn)雙回波和多回波脈沖序列;快速自旋回波(FSE)脈沖序列;多層面SE(MSE)脈沖序列等。 常用:常規(guī)SE脈沖序列快速自旋回波

16、(FSE)脈沖序列。,1、常規(guī)SE脈沖序列,序列過程:90RF激勵(lì)脈沖180復(fù)相 位脈沖產(chǎn)生自旋回波信號(hào)。 重復(fù)時(shí)間(TR): 從90脈沖開始至下一次90脈沖的時(shí)間間隔。 回波時(shí)間( TE):從90脈沖開始至獲取回波的時(shí)間間隔。,180復(fù)相位脈沖作用,背景:90脈沖后自由感應(yīng)衰減(FID) 消除了主磁場(chǎng)不均勻引起的失相位 使失相的質(zhì)子相位重聚 產(chǎn)生自旋回波,參數(shù)與圖像加權(quán)關(guān)系,短TR短TE決定T1WI (TR2000ms; TE80 ms),長TR短TE決定PDWI,( TR2000ms;TE30ms),常規(guī)SE脈沖序列優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn): 圖像質(zhì)量高;用途廣;可獲得對(duì)顯示病變敏感的真正T2WI。

17、缺點(diǎn):掃描時(shí)間相對(duì)較長。 (掃描時(shí)間=TR相位編碼次數(shù)激勵(lì)次數(shù)(NEX),常規(guī)SE脈沖序列應(yīng)用價(jià)值,臨床用途最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)成像序列,適用于絕大多數(shù)MRI檢查。 T1WI具有較高的信噪比(signal to noise ratio SNR),適于顯示解剖結(jié)構(gòu),也是增強(qiáng)檢查的常規(guī)序列。 T2WI易于顯示水腫和液體,有利于顯示病變; PDWI??奢^好地顯示出血管結(jié)構(gòu),T1WI,T2WI,2、快速自旋回波(FSE)脈沖序列,序列過程: 90RF激勵(lì)脈沖180復(fù)相位脈沖產(chǎn)生自旋回波信號(hào)180復(fù)相位脈沖產(chǎn)生自旋回波信號(hào)n個(gè)。在一個(gè)TR期間內(nèi),由多次180脈沖組成回波鏈(echo train),180脈沖次數(shù)

18、稱為回波鏈長度(echo train length; ETL)或快速系數(shù)(turbo factor)。,FSE序列的分類,根據(jù)回波鏈的長短及臨床應(yīng)用情況分為四種:FSET1WI序列(5);短ETL的FSE序列(5-10);中等ETL的FSE序列(10-20);長ETL的FSET2WI序列(20-64)。,優(yōu)點(diǎn):掃描時(shí)間顯著縮短(掃描時(shí)間=TR相位編碼次數(shù)NEX/ETL);T2信號(hào)成分增加,易于顯示病變。 缺點(diǎn):流動(dòng)和運(yùn)動(dòng)偽影增加;在T2WI上脂肪信號(hào)高難與水腫鑒別;ETL大時(shí)信號(hào)成份復(fù)雜,圖像模糊;磁敏感效應(yīng)降低對(duì)出血不敏感。 與SE 區(qū)別主要是T2加權(quán)脂肪信號(hào)高。,FSE脈沖序列優(yōu)缺點(diǎn),FS

19、E的衍生序列,快速恢復(fù)快速自旋回波序列(FRFSE) 單次激發(fā)RARE序列(SSFSE) 半傅里葉采集單次激發(fā)RARE序列(HASTE),二、反轉(zhuǎn)恢復(fù)( IR )脈沖序列,分類: 標(biāo)準(zhǔn)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR) 快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FIR、TIR) 單次激發(fā)快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列 多反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖序列 主要是IR和FIR(TIR),1、標(biāo)準(zhǔn)反轉(zhuǎn)恢復(fù)( IR )脈沖序列,序列過程: 180反轉(zhuǎn)脈沖 90RF激勵(lì)脈沖180復(fù)相位脈沖產(chǎn)生自旋回波信號(hào)。 由于取得的是SE回波又稱為反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波(IRSE)序列。,重復(fù)時(shí)間(TR) :從180反轉(zhuǎn)脈沖開始至 下一次180反轉(zhuǎn)脈沖的時(shí)間間隔。 回波時(shí)間( TE):從90

20、激勵(lì)脈沖開始至獲取回波的時(shí)間間隔。 反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI):從180反轉(zhuǎn)脈沖開始至90脈沖開始的時(shí)間間隔。,臨床應(yīng)用,選擇不同的反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI): 主要用于獲取重T1WI(T1-FLAIR),以取得良好的T1對(duì)比。一般選擇中等長度TI(400-800ms)、長TR短TE。 短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列(STIR)。 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列(FLAIR)。,STIR脈沖序列,原理:是選擇特殊的TI值,恰好使脂肪質(zhì)子的縱向磁化恢復(fù)到-1至+1之中點(diǎn),即0點(diǎn)時(shí)施加90脈沖,因此在90脈沖后脂肪質(zhì)子無橫向磁化而無信號(hào)產(chǎn)生。 用途:在T1WI中抑制脂肪的短T1高信號(hào),即脂肪抑制。,FLAIR脈沖序列,其原理與脂肪

21、抑制(STIR)類似, 只是選取TI不同,脂肪的TI短,而水的TI長。 表現(xiàn)為自由水被抑制呈低信號(hào),而結(jié)合水不被抑制仍為高信號(hào)。 FLAIR用于T2WI和PDWI中抑制腦脊液的高信號(hào),使與腦脊液相鄰的長T2病變顯示得更清楚。,Case 3 患者男性,59歲。T1 FLAIR示高信號(hào)病變,T2以及T2 FLAIR顯示病變范圍增大,說明病變周圍腦實(shí)質(zhì)水腫明顯。診斷:亞急性出血,Clinical application of Pulse Sequence,IR的應(yīng)用價(jià)值,優(yōu)點(diǎn)是組織的T1對(duì)比效果較好,且信噪比較高;缺點(diǎn)是掃描時(shí)間較長。 臨床上并不廣泛應(yīng)用 可用作STIR和FLAIR,由于掃描時(shí)間長已

22、被快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列取代。,2、快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FIR),又稱為TIR序列或反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列(IR-FSE或IR-TSE) 特點(diǎn):成像速度加快;與IR相比T1對(duì)比減低;選用不同TI可選擇性抑制不同T1值組織的信號(hào)。 用途: STIR FIR序列; T2-FLAIR序列; FIR-T1WI。,梯度回波(gradient echo GRE)序列又稱為場(chǎng)回波(field echo FE)序列。 分類:常規(guī)GRE序列;穩(wěn)態(tài)GRE脈沖序列(相干GRE脈沖序列;擾相GRE脈沖序列);快速GRE成像序列等;,三、梯度回波( GRE )脈沖序列,1、常規(guī)GRE序列,序列結(jié)構(gòu):一般由一次90的小角度RF

23、激勵(lì)脈沖和讀出梯度的反轉(zhuǎn)構(gòu)成。 讀出梯度的反轉(zhuǎn)用于克服梯度場(chǎng)帶來的去相位,使質(zhì)子相位重聚產(chǎn)生回波。,常規(guī)GRE序列,重復(fù)時(shí)間(TR):兩次RF激勵(lì)脈沖之間的時(shí)間間隔。 回波時(shí)間(TE): RF激勵(lì)脈沖至獲取回波之間的時(shí)間間隔。,參數(shù)與圖象加權(quán)關(guān)系,在GRE序列中,使用不同的參數(shù)和翻轉(zhuǎn)角可獲得三種加權(quán)圖像。翻轉(zhuǎn)角和TR決定T1加權(quán)程度;TE決定T2*加權(quán)程度。 大角度、短TR、短TE獲得T1WI 小角度、長TR、長TE獲得T2*WI 小角度、長TR、短TE獲得PDWI,常規(guī)GRE序列優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用,優(yōu)點(diǎn):掃描時(shí)間縮短;增加了對(duì)出血的敏 感性;進(jìn)行流動(dòng)血液成像;能量沉積減少。 缺點(diǎn):信噪比較低;增加

24、了對(duì)外磁場(chǎng)的敏 感性和磁化率偽影。 應(yīng)用:,用于屏氣腹部單層面快速掃描、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描、血管成像、關(guān)節(jié)病等。,常規(guī)GRE序列與常規(guī)SE序列比較,激發(fā)角度:GRE小于90;SE=90 相位重聚:GRE頻率編碼梯度的反轉(zhuǎn)(-GX+GX);SE=180。 圖像加權(quán):翻轉(zhuǎn)角度、TR、TE決定GRE圖像加權(quán);TR、TE決定SE圖像加權(quán)。 T2對(duì)比:GRET2*對(duì)比(無消除外磁場(chǎng)非均勻性); SE真正T2對(duì)比(消除外磁場(chǎng)非均勻性) GRE比SE掃描時(shí)間明顯縮短。,2、穩(wěn)態(tài)GRE脈沖序列,穩(wěn)態(tài)(static state)GRE序列又稱為重聚焦( refocused GRE )序列,屬于廣義的快速GRE序列,是

25、目前GRE類序列的重要組成部分。 優(yōu)勢(shì):成像速度快;圖像SNR和CNR高臨床適用范圍廣泛(心臟、腹部、血管、關(guān)節(jié)、胎兒及各種功能成像等等)。,穩(wěn)態(tài)GRE脈沖序列,序列特點(diǎn):使用小于組織T2的TR,產(chǎn)生剩余橫向磁化。經(jīng)過若干TR期間后,使縱向磁化與橫向磁化達(dá)到彼此共存不變穩(wěn)定狀態(tài)。 分類:根據(jù)對(duì)剩余橫向磁化的破壞和利用 擾相GRE序列(不相干、不典型穩(wěn)態(tài)序列) 相干GRE序列(典型穩(wěn)態(tài)序列),(1)、擾相GRE脈沖序列,目前臨床上應(yīng)用最廣泛的GRE序列 又稱為破壞殘余橫向磁化強(qiáng)度GRE脈沖序列,它是通過RF擾相技術(shù)或梯度擾相技術(shù)消除殘余橫向磁化矢量。 命名:GE公司SPGR(FSPGR);西門子

26、FLASH;飛利浦-T1-FFE。,擾相GRE脈沖序列,RF破壞:包括SPGR、T1FFE、FLASH等序列,獲得T1WI和PDWI。缺點(diǎn)主要是磁敏感偽影增加。 梯度破壞:包括MPGR、FLASH等序列,T2*成分較多。,臨床應(yīng)用,二維擾相GRE腹部屏氣T1WI;二維擾相GRET1WI 雙回波序列用于化學(xué)位移成像;三維擾相GRE用于顱腦T1WI; 流動(dòng)相關(guān)MR血管成像;3D-CEMRA;心臟亮血成像;擾相GRET1WI 用于關(guān)節(jié)軟骨成像;二維擾相GRE T2*WI序列用于大關(guān)節(jié)及出血病變;三維擾相GRE T2*WI序列用于SWI;其他如垂體動(dòng)態(tài)增強(qiáng)及骨軟組織的增強(qiáng)掃描等。,二維擾相GRE腹部屏

27、氣T1WI增強(qiáng)掃描,化學(xué)位移成像,反相位,同相位,同相位,同相位,同相位,同相位,同相位,軟骨損傷,3D FSPGR掃描無間距,用于關(guān)節(jié)軟骨疾病的觀察。,2D或3D FSPGR用于血管的觀察,(2)、相干GRE序列,根據(jù)采集信號(hào)的不同分為: 激勵(lì)后重聚焦:GRASS、FISP、FFE 激勵(lì)前重聚焦:SSFP、PSIF、T2-FFE 全部重聚焦:FIESTA、 true FISP、 Balance-FFE,激勵(lì)后重聚焦,結(jié)構(gòu):30-45度RF脈沖、讀出梯度的反轉(zhuǎn)、相位重繞梯度。 獲取T2*WI,用于血管、關(guān)節(jié)、半月板成像 優(yōu)點(diǎn):掃描時(shí)間短; 缺點(diǎn):SNR低;偽影多。 較少用,激勵(lì)前重聚焦,特點(diǎn):

28、讀出梯度正、負(fù)極性的時(shí)間順序與GRASS相反。獲取的是重T2WI。 用于腦脊液流動(dòng)的研究、內(nèi)耳成像、脊髓成像、介入性MRI等。 缺點(diǎn):SNR低;偽影多。 較少用,全部重聚焦平衡式SSFP( balance SSFP ),原理:在層面選擇、相位編碼、讀出方向上均施加一個(gè)與相應(yīng)的空間編碼梯度場(chǎng)大小相同,方向相反的梯度場(chǎng),使SSFP-Refocused達(dá)到真正的穩(wěn)態(tài)。 命名:GE公司FEISTA 西門子True FISP 飛利浦B-FFE,序列,優(yōu)點(diǎn): 器官間結(jié)構(gòu)顯示好 液體包括流動(dòng)血液顯示為很高信號(hào) 液體與軟組織間對(duì)比好 成像速度快 缺點(diǎn): 軟組織T2對(duì)比差 磁化敏感偽影,很短的TR、TE和很大的

29、翻轉(zhuǎn)角 TR:2-6ms TE:1-3ms 翻轉(zhuǎn)角:40-80度 對(duì)比決定于T2*/T1,balance SSFP臨床應(yīng)用,心臟結(jié)構(gòu)成像; 冠脈成像 大血管病變的檢查 利用3D balance SSFP 序列進(jìn)行水成像如內(nèi)耳及脊髓造影 膽道及門靜脈的病變檢查 尿路占位性病變檢查 胃腸道占位性病變檢查,耳蝸前庭神經(jīng),左肝癌。True FISP序列清晰顯示門靜脈瘤栓,GE公司FEISTA,平面回波成像技術(shù)(EPI echo planar imagining),EPI是目前最快的MRI技術(shù),它在一次RF激發(fā)后在極短的時(shí)間內(nèi)(30100ms)連續(xù)采集一系列回波信號(hào),用于重建一個(gè)平面MR圖像。其與SSF

30、SE相似,只不過在RF激發(fā)后用梯度快速振動(dòng)來產(chǎn)生回波鏈。,EPI臨床應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn),EPI 只是一種數(shù)據(jù)采集讀出模式,它可與所有常規(guī)成像序列進(jìn)行組合產(chǎn)生不同的圖像對(duì)比,如SE/EPI等。 應(yīng)用:心臟成像、腹部成像、流動(dòng)成像、功能成像等。 優(yōu)點(diǎn):掃描時(shí)間極短而圖像 質(zhì)量相當(dāng)高,可最大限度地去除運(yùn)動(dòng)偽影。缺點(diǎn):對(duì)設(shè)備要求極高如梯度切換率等,尚不能替代常規(guī)成像序列。,小 結(jié),脈沖序列常用的有三種:SE、IR、GRE。 序列結(jié)構(gòu)(脈沖時(shí)序圖) 何謂TR、TE、TI SE:FSE、SSFSE;常規(guī)少用。 IR:STIR、FLAIR。 GRE:SPGR、 balance SSFP 、EPI。常規(guī)少用(T2*

31、WI)。,第二節(jié)成像參數(shù)的選擇,成像參數(shù)的選擇,脈沖序列是由一系列成像參數(shù)構(gòu)成的,了解這些參數(shù)的作用及它們彼此間的相互關(guān)系非常重要 與圖像質(zhì)量有關(guān)的成像參數(shù) 信噪比(SNR);對(duì)比噪聲比(CNR);空間分辨率;掃描時(shí)間。,信噪比(SNR),信號(hào)量與噪聲的比值;信號(hào)量越大SNR越高 噪聲主要來源于磁體內(nèi)的病人和系統(tǒng)的背景噪聲,是不可避免的。 影響信號(hào)量的主要因素包括:成像區(qū)的質(zhì)子密度、體素的大小、TR、TE和翻轉(zhuǎn)角度、平均采集次數(shù)(NEX)、接收帶寬、線圈類型等。,體素與像素 體素(voxel):代表人體組織的小的體積元,它是一個(gè)空間概念,有長、寬、高等尺寸,通常用體積或容積描述體素大小。體素越

32、大,所包含的質(zhì)子就越多,它的磁共振信號(hào)就越強(qiáng)。 像素(pixel):圖像的最小單位,一幅圖像是由許多縱橫排列的像素構(gòu)成的一個(gè)矩陣,矩陣的每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖像中的一個(gè)像素。,SNR,體素大小的影響:構(gòu)成MR圖像的基本單位是像素,像素面積=FOV/矩陣,體素容積=像素面積層厚。 SNR與體素容積成正比,容積大的體素則SNR高。FOV、層厚、像素面積與SNR成正比,矩陣大小與SNR成反比。,SNR, 質(zhì)子密度:質(zhì)子密度高則SNR高,反之則SNR低 TR、TE和翻轉(zhuǎn)角:長TR增加SNR,短TR降低SNR;長TE降低SNR,短TE增加SNR。翻轉(zhuǎn)角越大則SNR越高,反之則越小。 平均采集次數(shù)(NEX):增加NEX則SNR增高,但掃描時(shí)間延長。,SNR, 接收帶寬:是指讀出梯度采樣頻率的范圍,減少接受帶寬則SNR增高。 線圈類型:線圈選用直接影響信號(hào)接收量從而影響S

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