磁共振成像序列及应用-杨正汉(ppt)

二、自旋回波类序列
自旋回波类MRI序列



Spin Echo，SE（自旋回波） RARE（弛豫增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE） IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）
1、自旋回波序列
自旋回波（spin echo，SE）序列
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 •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 •T2WI少用SE序列（太慢、伪影重） •扫描时间2-5分钟
SE序列的临床应用图片
腕关节高分辨SE－T1WI
颈椎间盘突出
左枕叶脑脓肿
自旋回波类MRI序列



Spin Echo，SE（自旋回波） RARE（弛豫增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE） IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）
FSE的改进序列 在每一次90°脉冲的最后一个回波采集后， 施加一个负90°脉冲 将残留的横向磁化矢量打到纵向 主要使FSE T2WI上长T2的结构（如脑脊液） 信号强度增高，增加对比 主要用于短回波链的FSE T2WI 在采集层面足够的情况下可缩短TR
180度脉冲8个，ETL＝7
FSE T2WI

– – – –
脊柱脊髓 四肢关节 心脏成像 腹部成像（少用）
TSE-T1WI的优缺点
•优点：
比SE-T1WI快速，甚至可以屏气扫描
•缺点；
•TE时间较长，图像受T2污染，T1对比降低 •与GRE－T1WI相比速度还不够快
正常心脏TSE-T1WI

屏气扫描23秒
ETL=3
脊柱TSET1WI
（2）、短ETL的FSE-T2WI
HASTE－MRCP 21层17秒
MIP重建
SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE＝1100ms 扫描时间＝4秒
胆总管下端结石
SS-TSE Projection MRCP
HASTE T2WI
MRCP Raw Image
胆总管癌
HASTE MRCP
Raw Image
HASTE-T2WI（单层0.8秒） HASTE－MRCP（15层11秒）
SIEMENS－－－SS-TSE
PHILIPS－－－ SS-TSE GE－－－－－ SS-FSE
FSE
SS-FSE
一次激发后利用连续的180度脉冲采集全 部信号 优点：快速（单层图像采集1秒以内） 缺点：T2加权太重，T2对比差，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
PD without TRF
PD with TRF
自旋回波类MRI序列



Spin Echo，SE（自旋回波） RARE（弛豫增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE） IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）
3、单次激发RARE序列
Saturation Recovery
Partial Saturation
饱和恢复（SR）序列结构示意图
SR序列一般用于T1WI，TR决定SR序列的T1对比，选择两种 组织T1值之间的TR能产生较好的T1对比。
在1.0T ~ 1.5T的MR机上，SR-T1WI一般TR为400ms~600ms
400高斯场强 部分饱和T1WI TR=125 ms；TE=20 ms
SE－T1WI
SE-T1WI增强扫描
自旋回波类MRI序列



Spin Echo，SE（自旋回波） RARE（弛豫增强快速采集） SS-RARE（单次激发RARE） HF-SS-RARE（半傅立叶采集单次激发RARE） IR（反转恢复） TIR（快速翻转恢复）
2、RARE序列
RARE序列
自 旋 回 波 类 序 列
自 由 感 应 衰 减 序 列
MRI sequence tree
一、自由感应衰减序列
90度脉冲产生最大的横行磁化矢量，此时采集的MR信号 最强，由于T2*衰减，FID信号衰减很快，大约只有20ms 时间对FID进行空间编码，因而临床上很少采用。
饱和恢复（部分饱和）序列
Tailored RF:减少模糊效应
180° 180° 180° 180° 180° 90° 90°
145° 160° 170° 175° 180°
90° 90°
回波1 回波2 回波3 回波4 回波5
回波1 回波2 回波3 回波4 回波5
Tailored RF:减少模糊效应
（特别是FSE T1WI和PD）

SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE＝1100ms
扫描时间＝1秒
SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE＝1100ms
扫描时间＝4秒
SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE＝1100ms 扫描时间＝4秒
SS-TSE MRCP
SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE＝1100ms
扫描时间＝4秒
Hale Waihona Puke Baidu
急 性 胰 腺 炎
SS-RARE，一次投射成像MRCP TR无穷大，TE＝1100ms
扫描时间＝4秒
神经源性膀胱
SS-RARE，一次 投射成像MRM TR无穷大，TE＝ 1100ms 扫描时间＝5秒
4、半傅立叶采集单次激发RARE
SIEMENS－－HASTE
PHILIPS－－ HF-SS-TSE GE－－－－ HF-SS-FSE
HASTE-T2WI，有效TE＝60ms，扫描时间0.8秒
HASTE-T2WI，单层扫描时间0.8秒
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
HASTE-T2WI（单层0.8秒） HASTE－MRCP（19层13秒）
MRI序列及其临床应用
杨正汉
卫生部北京医院放射科 北京大学第五临床医学院
•磁共振成像的物理学原理 •磁共振信号快速采集技术 •磁共振成像序列及其临床应用
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）
HASTE用于颅脑T2WI
TSE-T2WI
HASTE-T2WI
IR-HASTE T1WI
超快速T1WI
单层采集时间小于1秒
用于不能合作的病人
T1对比较差 空间分辨低
的 空 间 填 充
IR-HASTE K
NY
NX
IR-HASTE T1WI TI = 800ms TE = 20 ms TA= 600 ms
用射频脉冲（180度）产生回波的序列
自旋回波序列Spin Echo, SE
用读出（频率编码）梯度切换产生回波的序列
梯度回波序列Gradient Recalled Echo, GRE
同时有自旋回波和梯度回波的序列
杂合序列 Hybrid Sequence




杂 合 序 列
梯 度 回 波 类 序 列
TSE-T2WI, ETL=29 ，屏气23秒
ETL=23
屏气扫描25秒
鉴别囊性病变与实性病变
ETL=29
屏气扫描21秒
鉴别囊性病变与实性病变
呼吸触发FSE－MRCP（MIP） ETL=24，TR＝4-5呼吸周期，TE=250ms
TA＝3分44秒
（5）、快速恢复FSE T2WI

快速成像 回波链中每个回波信号的TE不同 ，从而 减低了组织对比 FSE序列图像的模糊效应 脂肪组织信号强度增高 对磁场不均匀性不敏感 能量沉积增加

FSE序列重要参数改变产生的效果

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
FSE序列回波链中各回波的强度及TE不同
180° 180° 180° 180° 180° 90° 90°
Mxy
100%
回波1强度
ES
回波2强度 回波1 回波2 回波3 回波4 回波5 ETL＝5 有效TE TR TE1 TE2 TE3 TE4 TE5 回波3强度 回波4强度
回波5强度
时间（ms）
FSE序列的特点

回波间隙越小
回波间幅度差别越小， 图 像对比增加 图像模糊效应越轻 脂肪信号越高 在保持对比和模糊效应的 前提下，允许的ETL越长 SAR值越高

•根据回波链长度（ETL）
• FSE－T1WI（ETL＝2-4）
• 短回波链FSE－T2WI （ETL＝5-10）
• 中等长度回波链FSE－T2WI （ETL＝10-20）
•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 •运动伪影
•临床应用：
•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）。
FSE-T2WI
ETL＝15
Matrix＝512×256 TA＝2分48秒
FSE－T2WI
ETL＝15, 16
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：

– 颅脑常规T2WI – 呼吸门控T2WI序列用于胸腹部成像，是目前最
普遍采用的肝脏快速T2WI序列，其他序列的评 价以此序列为参照。
（3）、中ETL的FSE-T2WI
•ETL＝10-20
的 空 间 填 充
HASTE K
NY
NX
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），有利于肝脏成像 – 几乎无伪影

缺点：T2对比不及SE及呼吸门控TSE
用途：
–腹部屏气T2WI（加脂肪抑制可增加对比）
–MRCP、MRU
–颅脑、脊柱超快速T2WI（躁动病人）
• 长回波链FSE－T2WI （ETL>20）
•FSE的改进序列
• FSE-LX
• Tailored RF
• 快速恢复FSE（Fast Recovery FSE，FRFSE）
（1）、TSE-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。TSE-T1WI在临床上相对较少使用。 TSE-T1WI的ETL常为2-4 临床应用：

在临床上常称为快速自旋回波
– TSE（turbo spin echo）(西门子，飞利浦）
– FSE （fast spin echo）（GE公司）
SE
FSE
FSE序列的结构和K空间填充
180° 180° 180° 180° 180° 90° 90° 回波1 回波2
ES
回波3 回波4
K相位
回波1 回波2 回波3 回波4 回波5 ETL＝5 有效TE TR 回波5 K频率
ETL=15, TA=3分49秒
膝关节后交叉韧带断裂
ETL=15, TA=3分49秒
（4）、长ETL的TSE-T2WI
ETL>20 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

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 呼吸触发MRCP
7-15 ms
（7）、Tailored RF
180° 180° 180° 180° 180° 90° 90°
Mxy
100%
回波1强度
ES
回波2强度 回波1 回波2 回波3 回波4 回波5 ETL＝5 有效TE TR TE1 TE2 TE3 TE4 TE5 回波3强度 回波4强度
回波5强度
时间（ms）
FRFSE T2WI
TR=2000ms，TE=100ms，Matrix＝448×256，ETL=9
NEX=2，TA=1′32″，FOV=24cm×18cm
（6）射频放大器功率增大后对FSE的影响
90 180
180
180
180
180
90
180 90
180
180
180
180 90
ES: 12-20ms
自旋准备
Spin Preparation
信号产生
Signal Production
激发脉冲 预脉冲 组织饱和
FID Spin Echo Gradient Echo
付立叶转换
图像
脉冲序列的两个基本组成部分
MRI序列的分类
脉冲激发后直接采集自由感应衰减信号
自由感应衰减序列Free Induction Decay，FID