MRI常用序列及其应用.ppt

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1、MRI常用序列及其应用,什么是序列（Sequence）?,MR信号与下列因素有关：质子密度T1、T2值化学位移相位运动上述每个因素对MR信号的贡献受RF脉冲的调节、所用的梯度以及信号采集时刻的控制。,MR成像过程中，RF脉冲、梯度、信号采集时刻的设置参数的组合称为脉冲序列（Pulse Sequence）,MRI序列的分类,用射频脉冲（180度）产生回波的序列,用读出（频率编码）梯度切换产生回波的序列,同时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Gradient Recalled Echo,GRE,杂合序列 Hybrid Sequence,脉冲激发后直接采集

2、自由感应衰减信号,自由感应衰减序列Free Induction Decay，FID,一、自由感应衰减序列,二、自旋回波类序列,1、自旋回波序列,自旋回波（spin echo，SE）序列结构图,90度脉冲激发组织产生横向磁化矢量,SE序列图,180度脉冲的作用？,90度激发脉冲关闭后，所产生的横向磁化矢量很快衰减自由感应衰减（FID）,横向磁化矢量的衰减是由于质子失相位,质子失相位的原因质子小磁场的相互作用造成磁场不均匀（随机）真正的T2弛豫主磁场的不均匀（恒定），后者是造成质子失相位的主要原因,1+2产生的横向磁化矢量衰减实际上为T2*弛豫,180度复相脉冲可以抵消主磁场恒定不均匀造成的信号衰

3、减，从而获得真正的T2弛豫图像,180度脉冲可使因主磁场恒定不均匀造成失相质子的相位重聚，产生自旋回波。,复相脉冲的作用模拟,T2*与T2的差别,用180度复相脉冲采集回波（MR信号）的序列称为自旋回波序列（SE序列）,90,180,回波,TE,TR,TE：回波时间TR：重复时间,SE序列结构,TR决定图像的T1成分TE决定图像的T2成分,很长的TR所有的组织T1完全弛豫剔除图像的T1弛豫差别,很短的TE可基本剔除图像的T2成分,长TR（2000ms）长TE（50ms）,T2WI,T2WI,Mxy,100%,时间（ms）,选择合适长的TE获得最好的T2对比,T2对比,一般TE选择两种组织生物T

4、2值附近可获得最好的T2对比,短TR（200-500ms）短TE（20ms）,T1WI,T1WI,T1WI,T1WI,T1对比,选择合适短的TR获得最好的T1对比,一般TR选择两种组织生物T1值附近可获得最好的T1对比,长TR（2000ms）短TE（20ms）,PD,PDWI,短TR（200-500ms）、短TE（20ms）,长TR（2000ms）、长TE（50ms）,长TR（2000ms）、短TE（20ms）,T1WI,T2WI,PD,T1WI,T2WI,PD,SE序列的特点,目前最常用的T1WI序列组织对比良好，SNR较高，伪影少信号变化容易解释T2WI少用SE序列（太慢、伪影重）扫描时间

5、2-5分钟临床应用最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱腹部已经逐渐被GRE序列取代,SE序列对比参数调整,TR越长，SNR越高TE越长，SNR越低T1WI最短TETR 300-800ms，尽量接近组织的T1值T2WI（很少用）TR2000msTE接近或略长于组织的T2值,左枕叶脑脓肿,SET1WI,SE-T1WI增强扫描,2、快速自旋回波序列,GE：FSE（fast spin echo）西门子：TSE（turbo spin echo）飞利浦：TSE（turbo spin echo）其他名称：弛豫增强快速采集 RARE：Rapid Acquisition Relaxation Enhancement

6、,SE,FSE,SE与FSE序列主要不同点,SE序列一次90度射频脉冲激发后只采集一个自旋回波FSE序列一次90度射频脉冲激发后采集多个自旋回波,回波1,回波2,回波5,回波4,K频率,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序列的结构和K空间填充,FSE序列特殊参数,回波链长Echo Train Length，ETL90度脉冲后用180度脉冲所采集回波的数目也称时间因子回波间隙echo space,ES回波链中，两个回波中点的时间间隔称为回波间隙,90,回波1,回波2,回波5,回波4,回

7、波3,180,180,180,180,180,90,ES,ETL5,有效TE,TR,FSE序列回波链中各回波的强度及TE不同,100%,时间（ms）,Mxy,TE1,TE2,TE3,TE4,TE5,回波1强度,回波2强度,回波3强度,回波4强度,回波5强度,FSE序列的特点,快速成像其他参数不变的前提下，速度增高的倍数等于ETL对磁场不均匀性不敏感 不易产生磁敏感伪影组织对比降低回波链中每个回波信号的TE不同 图像的模糊（Blurring）回波链中每个回波的幅度不同，图像重建时会出现相位错误脂肪组织信号强度增高J-偶联效应磁化转移效应造成其他组织部分饱和而信号降低组织的T2值所有延长延长30%

8、左右能量沉积（SAR值）增加,FSE序列图像上脂肪组织信号增高,SE T2WI，TR=2500毫秒TE=80毫秒,FSE T2WI，TR=2500毫秒TE=80毫秒，ETL=10,可进行T1WI、T2WI、PDWI加权成像的原理与SE序列基本相同T1WITE最短TR接近组织T1值T2WITR2000msTE 目标组织T2+30%,FSE序列 的加权成像及基本对比参数,ETL越长 成像越快 图像SNR越低 图像T2对比越差 图像的模糊效应越重 脂肪信号越亮 SAR值越高,ES越小 图像对比增加 图像模糊效应减轻允许的更长的ETL磁化转移效应增加脂肪信号越高 SAR值越高,FSE序列重要参数改变产

9、生的效果,ETL改变对图像对比的影响,ETL=15,ETL=32,ETL=128,扰相GRE T1WI,根据回波链长度（ETL）FSET1WI（ETL2-4）短回波链FSET2WI（ETL5-10）中等长度回波链FSET2WI（ETL10-20）长回波链FSET2WI（ETL20）,FSE序列的分类,（1）FSE-T1WI序列,由于SE-T1WI图像质量好，对比佳，时间不太长，因而仍是临床上最常用的T1WI序列。FSE-T1WI在临床上相对较少使用。FSE-T1WI的ETL常为2-4临床应用：脊柱脊髓四肢关节心脏成像盆腔成像,FSE-T1WI的优缺点,优点：比SE-T1WI快速，甚至可以屏气扫

10、描,缺点：由于回波链的存在，图像受T2污染，T1对比降低与GRET1WI相比速度还不够快,屏气扫描23秒，ETL=3,FSE-T1WI的应用,FSE-T1WI的应用,（2）短ETL的FSE-T2WI,ETL=5-10优点：快速(2-7分）、T2对比与SE序列相近缺点：运动伪影（胸腹部）临床应用（当ES较长时，ES15ms）：颅脑常规T2WI呼吸触发或导航回波T2WI序列用于腹部成像盆腔骨关节,（3）中ETL的FSE-T2WI,ETL10-20优点：扫描速度快（1-5分钟）缺点：T2对比不及SE或短回波链的FSE-T2WI但当ES较小时其T2对比仍可满足临床需求运动伪影,临床应用老机型或低场机，

11、ES较大时重点显示解剖结构的部位（如脊柱、骨关节）本身T2对比较好的器官（如前列腺）新机型，ES较短时，是全身最常用的T2WI颅脑腹部及盆腔脊柱脊髓骨关节软组织,FSET2WI,ETL20有效TE常大于100ms优点：成像快(20-30S)，可屏气扫描缺点：T2对比较差；屏气不好者仍有伪影,（4）长ETL的FSE-T2WI,临床应用胸腹部的屏气T2WI在肝脏用于囊性、实性病变的鉴别诊断3D 水成像其他需要重T2加权的部位,TSE-T2WI,ETL=29，屏气23秒,常规选择中短ETL中等T2权重（TE=70-90ms）必要时加扫长ETL长TE屏气序列（TE=120-150ms）,呼吸触发TE=

12、84ms,屏气TE=152ms,Single Shot FSE（SS-FSE）不同公司的名称SIEMENSSS-TSEPHILIPS SSh-TSEGE SS-FSE,3、单次激发FSE,FSE,SS-FSE,一次90度脉冲激发后利用连续的聚焦脉冲采集填充K空间所需的全部回波信号只能用于T2WI，不能进行T1WI成像参数TR：无穷大；部分设备上设置的TR多为时间顺序上相邻两层采集开始点的时间间隔TE：通常采用很长的TE为降低SAR值，聚焦脉冲角度常缩小到120-160度,单次激发FSE,单次激发FSE聚焦脉冲角度需降低,单次激发FSE所谓“TR”,优点：快速（单层图像采集1秒以内）缺点：软组织

13、T2对比差，T2加权太重，除较纯的水外，其他组织的信号几乎完全衰减用途：水成像，尤其是MRCP、MRM,单次激发FSE的特点和应用,SS-FSE，一次投射成像MRCPTR无穷大，TE1100ms扫描时间1秒,神经源性膀胱,SS-FSE，一次投射成像MRMTR无穷大，TE1100ms扫描时间5秒,半傅立叶技术+单次激发技术+快速自旋回波优点：快速（1秒以内）有效TE较短（70ms）有利于软组织成像（与SS-FSE相比）几乎无运动伪影和磁敏感伪影缺点：T2对比不及SE及呼吸激发FSE,半傅里叶采集SS-FSE,HASTE的K空间填充,NX,NY,不同公司的名称SIEMENS HASTEPHILIP

14、S SSh-TSE+half scanGE SS-FSE+0.5NEX,半傅里叶采集SS-FSE,用途：腹部屏气T2WI（加脂肪抑制可增加对比）MRCP、MRU心脏快速成像颅脑、脊柱超快速T2WI（躁动病人）,半傅里叶采集SS-FSE,HASTE用于颅脑T2WI,TSE-T2WI,HASTE-T2WI,HASTE-T2WI，单层扫描时间0.8秒,呼吸触发FSE-T2WI与HASTE-T2WI序列的比较,呼吸触发FSE T2WI,HF-SS-FSE T2WI,胆总管下端结石,SS-TSE Projection MRCP,HASTE T2WIMRCP Raw Image,HASTE MRCP,原始

15、薄层图像,胆总管癌,HF-SS-FSE序列用于小肠成像,SIEMENSIRPHILIPS IRGE IR,IR Inversion Recovery,4、反转恢复序列,激发角度越大，纵向弛豫所需时间越长激发角度越大，T1成分越大，T1对比越大90度脉冲能产生最大的横向磁化矢量180度脉冲产生反向的纵向磁化矢量,Time（ms）,纵向磁化矢量,90度脉冲后的纵向弛豫,与90度脉冲相比，180度脉冲能将组织的纵向弛豫差别增加1倍，也就是说T1对比增加1倍,反转恢复序列结构图,TI,TE,TR,IR=180预脉冲SE,自旋回波,SE序列的T1对比决定于TR，选用的TR接近于组织的T1值可获得较好的T

16、1对比。IR序列的T1对比决定于TI，选用的TI接近于组织的T1值可获得更好的T1对比。与SE序列一样，IR序列应选用尽量短的TE尽量剔除T2弛豫对图像对比的影响。IR序列中，TR应尽量长（TRTI 5T1），至少与T2WI的TR一样长。,IR序列的优点：T1对比很好IR序列的缺点：扫描时间很长（长TR）临床应用增加T1对比，特别是脑灰白质对比STIR脂肪抑制 T1WI，不宜用于增强扫描,IR T1WITE选择最短（全回波）TR大于2000ms0.5T以下的设备，TI应设置在400-600ms1.5T的设备上，TI应该设置在700900ms3.0T的设备上，TI应该设置在8001000msST

17、IR脂肪抑制 T1WITE选择最短（全回波）TR大于2000ms0.5T以下的设备，TI设置在90-140ms1.5T的设备上，TI设置在150170ms3.0T的设备上，TI设置在170190ms,IR序列的对比参数,IR-T1WI,冠状面Philips公司,IR-T1WI，横断面Siemens公司,SE-T1WI横断面Siemens公司,SIEMENSTIRPHILIPS IR-TSEGE IR-FSE,TIR Turbo Inversion Recovery,5、快速翻转恢复序列,SIEMENSTIR/TIRMPHILIPS IR-TSE/TIRGE IR-FSE/FIR,TIR Tur

18、bo Inversion Recovery,2、快速反转恢复序列,TI,有效TE,TR,快速反转恢复序列结构,快速自旋回波,IR-FSE=180度反转脉冲+FSE,Time（ms）,180度脉冲后的纵向弛豫,Mz,脂肪,水,肝脏组织,选择不同TI抑制不同的组织,IR-TSE可采用不同的TI选择性地抑制一定T1值的组织信号,TR足够长的前提下（TR5T1），抑制某种组织信号的TI值等于该组织T1的69（70）,抑制脂肪的TI225ms70%157.5ms,抑制纯水的TI3500ms702500ms,选择不同TI抑制不同的组织,脂肪抑制（short TI inversion recovery,ST

19、IR）T2WI黑水作用（fluid attenuated inversion recovery,FLAIR）-T2-FLAIR双反转及三反转IR-FSE序列IR-FSE T1WI-T1-FLAIR,IR-FSE序列的临床应用,用于脂肪抑制低场设备偏中心部位（如肩关节等）形态不规则的部位（如颈部软组织）对比参数（骨关节为例）TR一般大于2000ms，至少大于1500msETL=5-15有效TE=40-80ms3.0 T：TI=150180ms1.01.5 T：TI=150170ms0.5T以下：TI=90140ms,（1）STIR T2WI,STIR-TSE-T2WI,STIR,TIRT2WIS

20、TIRTI150msTR6000msETL11TE90msMatrix256192Nex2TA3分30秒,用于纯水样成分的抑制颅脑最常用暴露被脑脊液掩盖的病灶初步判断病灶的T1值是否接近于纯水增强后FLAIR对比参数（骨关节为例）有效TE=100-120msETL=20-40（GE设备无需用户设置，根据有效TE设备自动设置）TI3.0 T：22002800ms1.01.5 T：20002500ms0.5T以下：18002000msTR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与T2 FLAIR

21、序列的比较,FSE-T2WI,FLAIR(TIR),SE-T1WI增强,（3）双反转或三反转FIR,一般的FIR序列每执行一次只使用1个180反转预脉冲可以在序列每执行一次使用2个或3个180反转预脉冲，被称为双反转或三反转脉冲技术利用这种技术可以依据TI值的不同选择性抑制2种或3种组织的信号,多反转FIR序列的应用,脑白质/灰质分离成像（双反转）心脏及血管黑血成像（双反转）心脏及血管黑血成像+脂肪抑制（三反转）,双反转FIR序列进行脑灰白质分离成像,脑白质图成像参数:TR=14450ms，TI1=3700ms，TI2=525ms，TE20ms；脑灰质图成像参数:TR=10500ms，TI1=

22、3400ms，TI2=325ms，TE20ms。,飞利浦3.0T扫描机,双反转/三反转心脏黑血成像,双反转黑 血,三反转黑血+压脂,T1WI,PDWI,T2WI,（4）T1-FLAIR,FIR T1WIIR+短回波链FSE利用IR预脉冲增加T1对比FSE采集缩短了采集时间T1对比高于SE但低于IR对比参数TI 700-900ms（3.0T）650-750ms（1.5T）450-500ms（0.3T）TR2.5-3倍TI太长和太短的TR都会影响水信号的抑制TE尽量短（20ms）,IR T1WI,FIR T1WI,SE T1WI,T1-FLAIR的组织对比,三、梯度回波类序列,GRE序列是最常用的

23、快速成像序列之一，利用梯度场的反向切换产生回波，它的序列结构特点是：短TR和小偏转角（90）,SE,GRE,利用小角度激发 更短的TR和TE,SIEMENSFLASHfast low angle shotPHILIPS FFEfast field echoGE SPGRspoiled gradient recalled acquisition in steady state,1、扰相GRE序列,在每个回波采集后，利用一个高强度的扰相梯度使残留的横向磁化矢量失相位。,(1)、扰相GRE-T1WI,腹部屏气扰相GRE-T1WI扰相GRE-2D,扰相GRE-3D MRA超快速扰相GRE-3D 对比增

24、强MRA骨关节扰相GRE-2D,扰相GRE-3D-T1WI,A、腹部屏气扰相GRE-T1WI,临床上最常用的腹部快速T1WI序列扫描参数：TR 80-150msTE 4.2ms左右（1.5T）激发角度：60-90度优点：扫描速度快组织T1对比好缺点：屏气不好有伪影,临床应用：常规上、中腹部T1WI（肝胆胰脾肾）抑脂扫描清楚显示胰腺动态增强扫描,扰相GRE-T1WI用于肝脏平扫和动态强化,扰相GRE-T1WI肝脏动态增强扫描,扰相GRE-T1WI平扫,扰相GRE-T1WI动态增强动脉期,扰相GRE-T1WI显示胆固醇性结石,脂肪抑制扰相GRE-T1WI清楚显示胰腺,扰相GRE-T1WI,扰相GR

25、E-T1WI+FS,扰相GRE-T1WI显示肾脏病变,B.扰相GRE序列MRA,TOF-MRA或PC-MRATR20-40msTE7ms2D或3D,3D-TOF MRA,T2加权像,T1加权像,2D-PC MRA,3D-TOF HR-MRA,脑血管畸形（A-VM）,C.扰相GRE-3D 对比增强MRA,极短的TR、TETR:3-10msTE:1-3ms极快的扫描速度6-25秒采集15-50层，可进行屏气扫描可采用减影技术减低背景信号,3D HR CE MRA,Sense NV Coil-8Sense 3CENTRAPixel Size 0.45X0.45X0.45mmSlice Nr 180T

26、R 5.4msTE 2.1msST 142”,High Spatial Resolution,正常手CE-MRA,雷若氏病,D.扰相GRE-T1WI显示关节软骨,（2）、扰相梯度回波T2*WI,成像参数：TR 300-800msTE 1540ms激发角度30度临床应用：椎间盘病变半月板病变陈旧出血病变,优点：成像速度快对关节软骨、半月板、椎间盘显示较好有利于陈旧出血的显示缺点：对其他结构显示欠佳对磁场不均匀比较敏感,弥漫性毛细血管扩张症,FSE T2WI,GRE T2*WI,扰相GRE-T2*W用于脊柱,颈椎间盘横断面显示较好胸、腰椎间盘显示不如TSE-T2WI序列椎管内结构显示不如TSE-T

27、2WI序列，特别是矢状面,Siemens OPEN 0.2T扰相GRE-2D-T2*WITR640msTE36msFlip angle20,扰相GRE-T2*WI显示半月板,半月板病变显示最敏感应与SE、TSE相结合关节软骨也呈高信号，但与关节液重叠，因而显示关节软骨应采用扰相GRE-T1WI+脂肪抑制,半月板破裂,SIEMENSTrue FISPPHILIPS Balance FFEGE FIESTA Fast Imaging Employing Steady State Acquisition,2、平衡式稳态自由进动序列,在层面选择方向、相位编码方向及频率编码方向3个方向都利用反向梯度进行

28、相位重聚，达到纵向磁化矢量和横向磁化矢量真正的稳态。,很短的TR、TE和很大的翻转角TR:2-8msTE:1-4ms翻转角：40-80度对比决定于T2*/T1,优点：组织结构显示好血管都呈均匀高信号液体显示为很高信号成像速度快（0.510秒）缺点：软组织T2对比差磁化敏感伪影,颅脑超快速成像腹部结构成像心血管电影3D采集用于内耳水成像3D超快速采集用于无创性冠脉成像,临床应用：,True FISPT2*WI应用于颅脑,Siemens 1.5TTR10msTE3msThickness6mmMatrix512512NEX2TA10秒,True FISP T2*WI在腹部的应用,HCC门脉瘤栓,十二

29、指肠乳头癌,输尿管癌,FIESTA序列的软组织对比极差,呼吸触发FSE T2WI+FS,FIESTA,心脏电影成像,RCA,LAD,LAD,RCA,冠状动脉成像,临床常用的其他脉冲序列,自由感应衰减序列自旋回波类序列自旋回波序列快速自旋回波及其衍生序列单次激发快速自旋回波序列反转恢复类序列反转恢复序列快速反转恢复序列梯度回波类序列GRE序列基本知识扰相GRE（2D、3D、3D容积内插快速GRE）稳态自由进动GRE平衡式稳态自由进动GRE磁化准备GRE序列其他GRE序列（PSIF、DESS、MEDIC、MERGE、COSMIC等）Propeller（Blade）序列EPI序列PRESTO、GRASE,