第六章 磁共振成像(第三节至第四节)

二、快速自旋回波序列
（2）快速反转恢复自旋回波序列 RF激励方式与IR-SE相同 采集方式与FSE相同 优点与缺欠与FSE相同 （3）短 TR， T2WI的实现：最后一个ETL采集结束后加 180º +（-90º ）脉冲，相位重聚后磁矩返回z轴
二、快速自旋回波序列
（4）k空间的旋转和放射状填充 螺旋桨技术（propeller） 目的：为了进一步加强FSE和FIR序列对各种原因造成的磁场
极短TR、 TE可实现重T1加权
二、快速自旋回波序列
1．多回波SE序列
90º —TI—180º —TI—echo…180º—TI—echo… 在90°脉冲后施加相位编码，而后以特定的时间间隔连续 施加多个180°脉冲，由此产生多个自旋回波，通过频率 编码后采集信号，从而形成多个有一定间隔的自旋回波。 特点： 多个回波对应的是同一个相位编码步，具有相同y坐标， 不能填进同一个k空间，不能用于同一幅图像，而填充到 不同的k空间，得到不同参数加权的多幅图像。
三、平面回波成像序列
kx正负切换， ky 线性增加，k空间轨迹 FID-EPI序列 呈正弦变化。
（b）
（a） FID-EPI序列时序
（b）k空间轨迹
三、平面回波成像序列
SE-EPI序列 kx呈正负切换， ky为脉冲梯度，读梯度 穿越零点时施加，空间轨迹为方波形。
ETL对应不同的TE 模糊效应显著，对比度低于SE；回
波链的存在使TE 、 TR不能太短，影响T1WI质量；脂 肪信号超强；成像速度低于梯度回波。
二、快速自旋回波序列
3.FSE的拓展 （1）半傅里叶采集单次激励快速自旋回波序列 采集正向相位编码、零编码以及少量负向相位编码数 据，根据对称原理，利用正相位编码数据复制负相位 编码数据，形成一幅完整的图像。 单次激励快速自旋回波序列: 一次RF激励后使用一 连串180º 相位重聚脉冲，采集一连串回波，一次激 励形成一幅图像。 HASTE序列主要用于生成T2 加权图像，采用单次激励快速 自旋回波序列，并结合半傅里叶数据采集技术，使一幅 256×256矩阵图像在1s内可采集完毕。
每一次相位编码过程中都会有上一次残留的横向磁化矢量 参与，每条相位编码读出线的强度都有所增加，反映在图 像上沿相位编码方向出现强信号亮线，称为横带干扰伪像。 为解决该问题梯度回波出现两大脉冲系统，一是合理利用残
留的横向磁化矢量脉冲系列，二是破坏掉横向磁化矢量的脉
冲系列。
一、梯度回波序列
(1) 稳态自由旋进 形成条件： TR T2
一、梯度回波序列
稳态时MR信号包含两种成份： FID信号 echo信号
FID信号 RF脉冲激励后产生的SSFP -FID信号。
产生 echo信号
残留的 M 汇聚于-y轴形成M 时产生的
' '
负FID信号称为SSFP -echo信号，又称为 重聚焦，发生在本次α角脉冲之前。
一、梯度回波序列
4
-31
-30
… …
-1
0
32
31
… 2 …
1
一
二、快速自旋回波序列
多回波与快速自旋回波k空间填充次序 比较
多回波1
多回波2 多回波3
二、快速自旋回波序列
（3）有效回波时间与加权图像 数据采集中，Gy=0产生的回波信号被填入 k空间中心行 (ky=0)， 该回波信号所对应的回波时间称为有效回波时
三、平面回波成像序列
（左） SE-EPI序列时序（右）k空间轨迹
三、平面回波成像序列
（2）EPI相位编码梯度与k空间填充 采用恒定相位编码梯度，利用相位累积形成
相位逐渐升高的相位编码；
采用脉冲式相位编码梯度，在每个读出梯度后
施加脉冲式相位编码梯度进行相位编码。
相位编码梯度种类不同
k空间数据采集轨迹不同
(2)利用残留的横向磁化矢量脉冲系列 序列名称 1）FISP序列 2）双回波SSFP 3）平衡式SSFP 特点
' M 采集SSFP-FID不抑制
FID和echo信号都采集 FID与echo横向矢量完全融合
(3)破坏残留的横向磁化矢量脉冲系列 扰相GRE序列 特点：破坏掉残余横向分量
短TR、小 角可实现T1加权
磁场均匀度要好。
三、平面回波成像序列
1.EPI脉冲序列 EPI是一种数据读出模式，实质就是改进了的FID，IR，SE或 GRE等脉冲序列的信号读取方式。 对于单次激励EPI成像，在一次RF激励后，施加的读出梯度进 行快速往返振荡，梯度每反转一次就产生一个具有独立相位编 码的梯度回波，直至采集完重建一幅MR图像所需的全部回波。
回波链长度（echo train length，ETL）：回波链中的回波数；
回波间隙（echo space，ESP）：相邻回波间的距离。
二、快速自旋回波序列
（1）FSE序列的扫描时间
由于回波链长(ETL)等于一个TR周期内所获得的回波数 。
增加回波链长可减少扫描时间。 FSE扫描时间 t 优点 缩短扫描时间；对弥散效应、磁化率效应不敏感，图像 与常规SE图像非常接近。 TR× N y× NEX t = ETL
不均匀的不敏感性；提高对比度和信噪比；为后台数据处理
提供足够的基础信息；消除相位编码方向上的运动伪影。
图中一组平行线 表示一个TR采集 的一个ETL，这 里 ETL=4
k空间填充的螺旋桨技术，ETL=4
二、快速自旋回波序列
(5) MR水成像 在FSE序列或HASTE序列中，选择长TE、长TR的T2加权成像，
一、梯度回波序列
常规GRE序列； 三类GRE序列： 横向残余磁化矢量利用序列； 横向残余磁化矢量破坏序列。
GRE序列与SE序列主要区别
配制高强度的梯度场
使用反转梯度取代180º 相位重聚脉冲。
一、梯度回波序列
1.基本GRE序列 （1）信号产生的基本原理 小角度激励技术
GRE序列中，用小于90º 的脉冲，在脉冲结束时，纵向
三、平面回波成像序列
（1）EPI的射频激励
初始横向磁化强度准备方法 FID信号；IRSE信号；SE信号；GRE信号 初始横向磁化强度准备方式不同就产生了不同类别的EPI序列。 如FID- EPI 、 SE-EPI、 IRSE-EPI、 GRE-EPI 等。
（a） FID-EPI序列时序
（b）k空间轨迹
二、快速自旋回波序列
多回波SE序列
二、快速自旋回波序列
2.快速自旋回波序列 先发射90º 脉冲，再连续发射多个180º 脉冲，从而形成多 个有一定间隔的自旋回波。与多回波SE不同的是每个回 波对应不同的相位编码梯度，对应一幅图像。 90º —TI—180º —TI—echo…180º—TI—echo…
小翻转角 5º ～20º 、长TE(15~25ms) 、短TR （＜50ms) 形成 T2*加权图像；
小翻转角5º ～20º 、短TE(5~10ms) 、短TR(＜50ms) 形成质子密度加权图像。
一、梯度回波序列
2.常用的梯度回波序列
基本GRE脉冲序列没有实用价值 原因： GRE序列 TR T2
间(TEeff)。
一、快速自旋回波(fast spin echo , FSE )序列
FSE序列中，填充在 k空间同一节段的回波具有相同回波 时间， k空间中央部分对应的回波时间就是有效回波时 间。
选择短TEeff得到的是质子密度加权图像；
选择长TEeff得到的是T2加权图像。
二、快速自旋回波序列
各加权图像对应扫描参数： ① - WI： 短TE，20ms；长TR，2500ms； ②T1-WI： 短TE ，小于20ms；短TR ，300~600ms； ③T2-WI：长TE ，100ms；长TR ，2000ms以上。 缺点
和处理后最大的
小角度倾倒后在z方向留下较大的
横向磁矩， GRE序列中TR很短 TR T2 脉冲多次作
用下，纵向磁化会一步步变小，但恢复的速度又在一
步步加快，于是在脉冲的多次激励后这两种相反的趋 势达到平衡，纵向磁化和横向磁化在每一个的开始和 结束时都具有相同的幅值。纵向磁化和横向磁化处于 动平衡中，这就是稳态或稳态自由旋进（SSFP）。
TR周期 echo train 1 2 3 1 2 … 31 … 32 33 34 … 6 … 3 6 4 9 7 6 5 3 3 节 段 四 三 二
- … 12 -97 -96 127 126 … 8 -95 -63 -94 -62 … -65 -64 96 … … -33 -32 64 …
12 … 9 7 … 8 95 63 … 6 … 6 … 3 … 4
二、快速自旋回波序列
（2）相位编码与k空间填充次序 FSE序列中，k空间被分成ETL个区域或节段， 假定256×256像素的层面，ETL=4 经过 64 个TR周 期，k空间就被 填满，可形成
一幅MR图像。
二、快速自旋回波(fast spin echo , FSE )序列
64次激发的相位编码 ky 在k空间的填充顺序
三、平面回波成像序列
SE成像(5~15min) 几种序列成 像速度比较 应用 运动目标动态研究、功能性应用研究，如心血管运动、血流显示
FSE成像(1~5min)
EPI成像(30~100ms)
、脑的弥散成像、灌注成像、脑的功能成像、实时MRI等。
技术要求
梯度系统要求高，如提升速度快、切换率高、梯度强度大。主
大大节省 了时间
。
梯度回波来自百度文库序
一、梯度回波序列
梯度回波重聚的原理
一、梯度回波序列
梯度回波的形成原理
一、梯度回波序列
梯度回波的形成
一、梯度回波序列
梯度回波与自旋回波相位重聚的比较 GRE序列 SE序列
180º 相位重聚 读出梯度反转 产生相位重聚 能补偿梯度场引起 的去相位 无法消除磁场不均 匀性的影响 获得的是T2*信号
在信号读出时，大多数组织T2较短，横向磁化基本衰减完毕,
信号很低；静态液体T2较长，横向磁化衰减较少，信号较高。 特点 应用 安全、无需造影剂、无创伤 胰胆管、泌尿系统、椎管、内耳、延腺、泪
道、脑室和输卵管等器官成像。
二、快速自旋回波序列
正常胆系MR水成像
输尿管结石 MR水成像
内耳膜迷路MR水成像
快速自旋回波序列
二、快速自旋回波序列
FSE 序列与多回波SE序列比较
多回波SE序列
TR内
FSE序列
Gy幅度不同
Gy幅度固定 各回波对应 的数据填充
不同的k空间 形成 多幅不同加权MR图像
同一k空间 的不同区域
一幅完整MR图像
二、快速自旋回波序列
快速自旋回波序列 名词术语
回波链：激励脉冲后的每一组回波叫做一个回波链； 回波链持续时间（echo train duration：）获取这些回波的时间；
医学影像物理学 第六章 磁共振成像
主编：南京医科大学 编者 海 南 医学院 华北理工大学 吴小玲 许建梅 侯淑莲
第三节 快速成像序列
前面的研究以表明，实现快速成像可从三个方面入手，一是
缩短TR，二是利用k空间共轭对称性减少采集次数，三是在
一个TR内采集更多个Ny，四是综合利用上述方法。这节将逐 项研究，主要内容如下：
磁化仍保持较大幅度，可短时间内再激励，缩短了激励 周期，横向磁化仍可产生较大幅度信号。 例如，当 =20º 时
Mxy=34%M0
Mz= 94% M0 仅过数十毫秒，纵向磁化即可恢复到平衡状态。
一、梯度回波序列
x方向施加梯度场，通过切换，用梯度回波代替180º 自旋回波， 同时作为频率编码梯度，与消除频率编码散相原理相同。 相位重聚梯度的持续时间为去相位梯度时间的一倍。
一、梯度回波序列 二、快速自旋回波序列
三、平面回波成像序列 四、快速成像序列应用
一、梯度回波序列
梯度回波（ gradient echo ， GRE 或 GE ）序列又称为场回
波（field echo，FE）序列
实现条件:主磁场均匀度达一定要求 缩短TR 方式
小角度激发
直接采集频率编码梯度的回波
采用小角度（<90°）RF激励、短重复时间，用反转梯 度取代180°，重聚脉冲在磁化强度矢量形成稳定平衡状 态下进行信号采集。
可消除磁场不均匀性 梯度磁场引起的去相位影响
获得T2信号
一、梯度回波序列
成像时间 采集一幅图像
t TR NEX N y
SE和IR序列成像总时间要几分钟，而GRE由于大大缩短 了 成像时间缩短至几十秒甚至几秒。
一、梯度回波序列
（2）加权图像 T1加权图像 T2* 加权图像 质子密度加权图像 大翻转角70º 、短TE(5~10ms) 、短TR(＜50ms) 形成T1加权图像