MRI成像原理2-1

FSE分类
FSE T1WI ：T2驰豫污染。 短ETL的FSE序列。 长ETL的FSE序列。 水成像/体部屏气扫描成像。
单次激发快速自旋回波序列
成像速度很快，亚秒扫描。 TR无穷大，ES很短。 模糊效应更显著。 脂肪信号和能量沉积提高。 T2WI权重比较重。
HASTE序列的脉冲设计与k空间填充
回波时间（TE，echo time） time） 回波时间（TE，
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。 SE：90度脉冲中点到自旋回波中点。 GE：小角度脉冲中点到梯度回波中点。
有效回波时间（ TE） 有效回波时间（effective TE）
在快速序列中（FSE，EPI ），射频脉冲 中点到填充K空间中央的回波中点的时间间隔。
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FLAIR
乙烯乙二醇中毒
PDWI SE序列 SE序列
T2WI
T1WI FSTIR序列 FSTIR序列
脑部双反转恢复脉冲的作用机理
反转恢复序列影像对比
TR (ms) TI (ms) 50 100 250 500 750 1000 2000
射频脉冲后磁化矢量变化
自旋回波序列 梯度回波序列
True-FISP 序列的应用
正常
心梗
True-FISP 序列的应产生的基础，利用读出梯度场的连续正反向切换， 基于梯度回波产生的基础，利用读出梯度场的连续正反向切换， 产生由多个梯度回波产生的梯度回波链，因此，EPI是一次射频脉冲 产生由多个梯度回波产生的梯度回波链，因此，EPI是一次射频脉冲 激发后，采集多个梯度回波。 激发后，采集多个梯度回波。
成像原理
杨 健
(第二部分） 第二部分）
磁共振成像脉冲序列
MRI序列
• 定义： 定义： 射频脉冲、 射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等参数的 设置及其在时序上的排列。 设置及其在时序上的排列。 • 表达方法： 表达方法： 1.流程表达法（公式表示法） 1.流程表达法（公式表示法） 流程表达法 2.时序图表达法 2.时序图表达法 • 流程表达法: 流程表达法: (90° 180° (90°— TI — 180°— echo — T’) n )
反转恢复时间（TI，inversion recovery time） time） 反转恢复时间（TI，
180度反转预脉冲中点到激发脉冲中点的时间间隔。
激励次数（ 激励次数（NEX number of excitation） excitation）
信号平均采集次数（NSA）:扫描时间与NSA成正的线性关 系。 信噪比（signal to noise ratio,SNR）的增加与NSA的平 方根成正比.
EPI临床应用
1. 2.
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1. 2.
单次激发GRE-EPI T2*WI, 10 张/秒. 首过灌注成像 BOLD脑功能 单次激发SE-EPI 脑部超快速T2WI 腹部屏气T2WI DWI、DTI 多次激发IR-EPI 心肌灌注加权 腹部灌注加权
SS-EPI DWI
肺癌肝转移
T1WI T2WI
多回波间信号的变化
影像对比
C = SA - SB
MRI的对比
权重 T1 T2 质子 TR 值 < = T1 > > T1 > > T1 TE 值 < < T2 > = T2 < < T2
自旋回波影像对比
TE (ms) TR (ms) 250 500 750 1000 2000 20 40 60 80
CE-T1WI
SE-EPI
T1WI
T2WI
SS-SE-EPI
LAVA动 态增强
MRI脉冲序列相关的概念
重复时间（TR－time of repeat) TR－
脉冲序列相邻的两次执行的时间间隔。
SE序列：两个90度脉冲中点间的时间间隔。 GE序列：两个小角度脉冲中点间的时间间隔。 IR序列：两个180度反转预脉冲中点间的时间间 隔。 单次激发序列：只有一个激发脉冲，所以TR无穷 大。
时序图的表达
180°
五个部分
TSE序列的脉冲设 TSE序列的脉冲设 计与k 计与k空间填充
脉冲序列的分类
按采集信号类型
FID类序列：部分饱和恢复序列、反转恢复序列。 自旋回波类序列：利用180度聚焦脉冲产生自旋回 波。SE、FSE 梯度回波序列：利用读出梯度场切换产生的梯度 回波。FLASH、FISP。 杂合序列：含两种以上回波。SE-EPI
单次激发快速自旋回波序列
SSHTSE舒张末期图像
SSHTSE收缩中期图像
本研究灌注差值图
反转恢复序列
T1加权对比最佳。 扫描时间延长。 由于产生不同对比。抑制某组织的TI值= 69%的T1值 STIR 1.5T脂肪T1值200-250ms, TI=150ms. FLAIR 1.5T脑脊液T1值3000-4000ms, TI=2100-2500ms 双反转：显示灰或白质，黑血技术。
EPI特点
相位编码梯度在每个回波采集 结束后施加， 结束后施加，其持续时间的中 点正好与读出梯度场切换过零 点时重叠。 点时重叠。 K空间迂回填充模式，与读出梯 空间迂回填充模式， 度场的连续正反向切换相关。 度场的连续正反向切换相关。
EPI分类
1. 2.
1. 2.
3.
按激发次数： 单次激发（SS-EPI），TA=100ms,功能成像 多次激发（MS-EPI）， SNR高，伪影少。 按脉冲 梯度回波EPI，90度后EPI序列，多为SS-EPI，T2*WI。 自旋回波EPI， 90度后180度EPI序列，第一个自旋回波 填K零线，T2WI，用于DWI。 反转恢复EPI， MS-EPI，超快速T1WI。
3D T2WI SSFP
尺骨茎突撕裂
True-FISP 序列的特点
多采用大翻转角。 1. 多采用大翻转角。 T2/T1对比 2. T2/T1对比 3. 长T2组织信号更强，血管造影。 T2组织信号更强 血管造影。 组织信号更强， 特别适合3D成像，内耳、神经根。 3D成像 4. 特别适合3D成像，内耳、神经根。 对运动导致的相移比较敏感。 5. 对运动导致的相移比较敏感。 局部磁敏感伪影大。 6. 局部磁敏感伪影大。
梯度回波序列
梯度回波(GRE)
读出梯度场切换产生的回波。 离相位梯度 聚相位梯度
SE序列的不同 与SE序列的不同
1.
2.
激发脉冲：GRE-小角 度激发脉冲, SE-90度。 回波的产生： GRE-读 出梯度场的切换；SE180度聚焦脉冲。
GRE序列特点
1. 2. 3.
小角度激发脉冲, 加速成像速度。 小角度激发能量小，SAR低。 产生宏观横向磁化矢量的效率高。 纵向驰豫所需时间缩短，TR变短。 回波的产生采用读出梯度场的切换进一步加快采集速度。 T2*的驰豫信息。 GRE序列固有信噪比低。 对梯度场要求高，噪声大。 对磁场不均匀性敏感。 血流常成高信号。
利用SE死期的技术
多层面SE序列
180o 90o Slice 1 TR Echo 90o 180o Echo
Slice 2 Slice 3
Slice 4 Slice 5
多回波SE序列： 每个回波需要读出梯度的配合。
快速自旋回波序列的特点
临床应用最广泛 速度加快，决定于ETL. 图像模糊， ETL越长，回波信号差别越大，图像越模糊。 脂肪组织信号强度增高。J-偶联 对磁场不均匀性不敏感。 能量沉积增加， ETL越长/ES越小， SAR增高越明显。
Ernst翻转角
在给定T1和TR的前提下，梯度回波信号的最 大幅度决定于Ernst翻转角： αErnst= arccose –TR/T1
梯度回波序列影像对比
TR (ms) θ ( ) 25
o
50
100
200
15 30 45 60 90
GRE序列中的回波信号类型
去除剩余磁化的GRE（去除SSFP-Refocused Mxy） 扰相梯度回波（FFE）、随机RF脉冲照射（RFspoiling）. 利用剩余磁化的GRE：普通稳态进动快速成像（FISP)-重 聚焦相位编码梯度. 真稳态进动回波（Ture FISP）：读出、选层和相位编码 方向均加入重聚梯度。
饱和恢复序列
最简单的序列。 TR时间长，约为3~5T1。 难以显示T2对比。 可获得T1对比。 目前一般不再使用。
(90°— TR) n °
自旋回波序列
SE序列特点
优点
1.
缺点
较长的TR。 90度射频脉冲能量大。 T2WI成像时间长。 运动伪影多见。 不宜进行动态增强扫描。
2. 3. 4.
结构简单，信号变化容易 1. 解释。 2. 图像具有良好的信噪比。 3. 图像组织对比良好。 4. 对磁场的不均匀敏感性低，5. 磁化率伪影很轻微。
采集时间 （TA，acquisition time） TA， time）
TA=TR×层数×NEX ×相位编码步数/ETL
信噪比与信号平均次数
SNR
Nex 1 2 4 16
Nex1/2
Nex1/2 1.00 1.41 2.00 4.00 Image
The End
肝脏富血供转移瘤 Gadolinium-enhanced 3D LAVA
SWI SWI SWI SWI 磁 敏 感 加 权 像 （ 成
SSFP和扰相GRE的比较
激发角增大，扰相GRE的T1权重增加，SSFP的T2权重增加.
1.
2.
3.
4.
短TR（<20ms）、短TE（<10ms）、小激发角<20度，均缺 乏组织对比。 短TR（<20ms）、短TE（<10ms）、激发角=30-50度，扰 相GRE软组织对比好， SSFP的液体信号高。 短TR（<20ms）、短TE（<10ms）、激发角>50度，扰相 GRE软组织对比饱和下降， SSFP的液体信号更高。 长TR（>>T2）, SSFP和扰相GRE类似