梯度回波序列的原理与临床共26页
飞利浦磁共振序列介绍
飞利浦磁共振序列介绍
飞利浦磁共振（MRI）设备采用多种序列来生成高质量的图像，这些序列基于不同的物理原理和参数设置，以满足各种临床需求。
以下是一些常用的飞利浦磁共振序列的介绍：T1加权序列（T1WI）：这是最基本的磁共振序列之一，主要反映组织的纵向弛豫时间。
T1WI图像通常用于显示解剖结构和组织对比，如脑白质和灰质、肌肉和脂肪等。
T2加权序列（T2WI）：该序列主要反映组织的横向弛豫时间，对于显示组织中的水分和病变非常敏感。
T2WI图像通常用于检测病变、炎症和水肿等。
质子密度加权序列（PDWI）：该序列同时考虑了组织的T1和T2弛豫时间，主要反映组织的质子密度。
PDWI图像对于显示软组织的细节和病变有一定帮助。
液体衰减反转恢复序列（FLAIR）：该序列通过抑制自由水的信号，使病变区域与周围组织产生高对比度，常用于检测脑部的白质病变，如多发性硬化、脑缺血等。
梯度回波序列（GRE）：该序列采用梯度磁场产生回波信号，具有较高的信噪比和分辨率，常用于血管成像和某些特殊检查。
稳态自由进动序列（SSFP）：该序列产生稳定的图像，对于心脏、血管等快速运动的器官和组织成像效果较好。
以上是飞利浦磁共振设备常用的一些序列介绍，不同的序列具有不同的特点和适用范围，医生会根据患者的具体病情和检查需求选择合适的序列进行扫描。
磁共振检查技术脉冲序列详解演示文稿
SE-T1WI：TR＝500ms
TE=25ms
第26页，共93页。
SE序列T2加权成像（T2WI）
Mz
T2短
T2长
Mxy “180° pulse”
选择长TR长TE （如2500ms/100ms） 1、TR较长时， 90°脉冲后各种组织的 Mz基本恢复， T1对图像的影响减少。
2、T2长的组织（如水）在180°脉冲后在聚
GRADIENT ECHO
GRE Fast GRE Fast GRE ET
SPGR Fast SPGR FIESTA
VASCULAR
TOF-GRE TOF-SPGR Phase Contrast Fast TOF GRE
FastCard-GRE FastCard SPGR Fast 2D Phase Contrast Fast TOF SPGR
ETL与扫描时间
Image A: ETL = 3
扫描时间 ：3分40秒
Image B: ETL = 6
扫描时间 ：1分55秒
Image C: ETL= 12
扫描时间 ：1分钟
第39页，共93页。
SE与FSE比较
SE序列一个TR时间内只产生一个回波充填于K-空间内 FSE序列一个TR时间内产生多个回波充填于K-空间内
STIR；同理，可得到水的抑制图像，称为T2FLAIR 。TI为 750ms时，灰白质的对比最好，称T1FLAIR。
1800
M
-900
第52页，共93页。
TI
-900 M
反转恢复（IR）
脂肪
灰白质
水
IRSE=RF180 + SE
FSE-IR=RF180 + FSE
磁共振原理精粹--适用于临床医学生
第 一 章 总 论
两个900 脉冲之间的间隔时间。 回波时间（Echo time ，TE）： 900 脉冲至采集回波信号的时间。
第三节
磁共振成像技术 —扫描序列
一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）
通过调整TE、TR时间长短，分别可以获
第 一 章 总 论
得反映组织T1值、T2值和质子密度的图象，
分别称为T1加权像、T2加权像、质子密度加 权像。
第三节
磁共振成像技术 —扫描序列 一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）
两种重要成像：
T2加权像（ T2 Weighted Imaging ，
第 一 章 总 论
T2WI）:
重点显示组织T2值的图像称为T2WI
参数：长TR(TR>2000ms)、 长TE(TE>90ms ) 特点：对病灶敏感，但显示解剖结构不如 T1WI清楚。
Spin Echo Sequence（ SE，Turbo-SE，
第 一 章 总 论
Fast-SE）
先发射900 脉冲，间隔一定时间后再发
射1800 脉冲，再间隔相同时间采集回波信 号，如此反复进行，构成SE序列
第三节
磁共振成像技术 —扫描序列 一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）
两个重要参数： 重复时间（Repetition time，TR）：
正常腹部脂肪抑制MRI
MR水成像 磁共振胰胆管造影（MRCP）
第三节
第 一 章 总 论
磁共振成像技术 —扫描序列 八、磁共振血管成像技术 （一）血液流空现象（低信号） 在SE序列中流动的血液呈现低信号 （二）血液流动增强现象（高信号） MRA（Magnetic resonance angiography）
讲座五-梯度回波
由于缺乏180°聚相位脉冲，与常规SE序列相比，自旋将会产生更大 的失相位。这会造成对磁化率效应更加敏感。此敏感性增大取决于 我们的应用情况。 比如：1、BTEE序列中有金属，伪影更明显。（不利）
2、磁敏感序列可显示微小出血灶。（有利）
西南医大中医院MRI室 11
首先思考一下，一个小的翻转角α （如5°，30°）。小翻转角造成在施加 射频脉冲后有很大的纵向磁化矢量（图7）。这就意味着纵向磁化矢量完全恢 复到初始值所需要的时间比SE序列中90°射频后的过程要快很多。因此，T1 值不同的两种组织，他们各自的T1曲线之间不会有特别大的差异，因而T1恢 复对图像对比的影响会减小。图8描述了组织A和组织B在两个不同翻转角， 10°和90°时的T1恢复曲线。10°和90°时的T1恢复曲线。由此可知，翻转 角越小，两种组织间的T1差异就越不明显。
首先消除FID，然后在TE使回复，所以被成为梯度恢复回波。
图-7 双向梯度的FID失相位，在正方向梯度的中心恢复
西南医大中医院MRI室 7
至此，我们完全明白了梯度回波最关键、最特征性的三个特性
小角度（α） RF 极短的TR
通过梯度的切换采集回波信号
西南医大中医院MRI室 8
问题3：关于图像那些事 儿？
图-7 小翻转角造成大的纵向磁化 矢量
图-8 当翻转角很小时，区分两种组织间的T1很难。
由此可知，小翻转角降低T1权重。 西南医大中医院MRI室 12
翻转角α小也意味着横向磁化矢量小，因此稳态横向磁化矢量较小，降低T2* 权重。 在此图中，组织A比组织B具有更高的质子密度，也就是N（A）>N(B)。因此， 在同一TE时，A和B的差别主要说明了他们各自的质子密度之间的差别。
梯度回波三平面定位
梯度回波三平面定位
梯度回波三平面定位是在磁共振成像中，利用梯度磁场和射频脉冲来选择不同的成像平面。
在梯度回波序列中，可以通过选择不同的梯度磁场方向来获取不同平面的图像。
常用的三平面定位包括横轴位（coronal）、矢状位（sagittal）和冠状位（transverse）。
1.横轴位定位：选择梯度磁场方向平行于身体的长轴，可以得到横轴位的图像。
这种定位常用于观
察器官的横向解剖结构，如头部、腹部等。
2.矢状位定位：选择梯度磁场方向垂直于身体的长轴，可以得到矢状位的图像。
这种定位常用于观
察器官的纵向解剖结构，如脊柱、肾脏等。
3.冠状位定位：选择梯度磁场方向与身体的长轴成一定角度，可以得到冠状位的图像。
这种定位常
用于观察器官的侧面解剖结构，如胸部、盆腔等。
通过选择不同的梯度磁场方向和射频脉冲，可以获取不同平面的图像，从而更全面地了解病变或器官的解剖结构。
这种定位方法在医学影像诊断中具有重要意义。
第07节 常规梯度回波序列和扰相梯度
第七节 常规梯度回波序列和扰相梯度回波序列常规 GRE 序列和扰相GRE 序列是临床上最常用的GRE 序列，也是最简单的梯度回波序列，本节我们将重点介绍其序列结构和应用。
一、常规GRE 序列的结构图42所示为常规GRE 序列的结构示意图。
实际上常规GRE 序列的结构和其他所有序列一样均有五个部分构成，即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度、频率编码和MR 信号。
与SE 序列相比，常规GRE 序列有两个特点：（1）射频脉冲激发角度小于90︒；（2）回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）切换。
常规GRE 序列可以说是最简单的GRE 序列，具有前一节所介绍GRE 序列的所有特性。
图42 常规GRE 序列结构图 和其他所有序列一样，常规GRE 序列也由射频脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、层面选择梯度（或称读出梯度）及MR 信号等五部分构成。
与SE 序列相比，常规GRE 序列有两个特点：（1）射频脉冲激发角度小于90︒；（2）回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）切换。
把小角度脉冲中点与回波中点的时间间隔定义为TE ；把两次相邻的小角度脉冲中点的时间间隔定义为TR 。
二、扰相GRE 序列当GRE 序列的TR 明显大于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，组织的横向弛豫已经完成，即横向磁化矢量几乎衰减到零，这样前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量将不会影响后一次α脉冲激发所产生的信号。
但当TR 小于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量尚未完全衰减，这种残留的横向磁化矢量将对下一次α脉冲产生的横向磁化矢量产生影响，这种影响主要以带状伪影的方式出现，且组织的T2值越大、TR 越短、激发角度越大，带状伪影越明显。
为了消除这种伪影我们必需在下一次α脉冲施加前去除这种残留的横向磁化矢量，采用的方向就是在前一次α脉冲的MR 信号采集后，下一次α脉冲来临前对质子的相位进行干扰，使其失相位加快，从而消除这种残留的横向磁化矢量。
梯度回波
在Y方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 Y方向梯度场;
B0 0
B0
S
人体的三面
横断面
冠状面
示意图
矢状面
空间的三维
水平磁场 垂直磁场
B0(Z)
Y Z X X Y
Z
一般常导和超导磁体 产生水平磁场，水平 方向（人体长轴）为Z
一般永磁体产生垂直 磁场，垂直方向为Z方 向，人体长轴一般定 义为X方向
二、自旋回波信号
静止磁场中， 宏观磁化与场 强方向一致， 纵向宏观磁化 最大 900射频结束瞬间， 磁化翻转到横向， 开始横向弛豫，即 散相 此时的线圈感应 信号即为自旋回 波信号
施加900射频脉冲， 纵向磁化翻转到横向， 横向磁化最大
施加1800射频脉冲， 质子进动反向,相 位开始重聚
经过与散相相同的 时间后,相位重聚完 全,横向磁化再次达 到最大值
一、傅立叶变换
一维傅里叶变换：F ( )
f (t )eiwt dt ,
1 f (t ) 傅里叶反变换： 2
F ( )eit d
利用傅里叶变换可对不同函数的频率进行分解。 在MRI中，为了对一定共振频率范围内的质子都进行激 发，必须使用时域内的矩形脉冲作为激励的能量。
B又叫梯度磁场，是指沿直角坐标系某坐标方向呈线性 变化的磁场。
三个基本梯度场
在Z方向叠加的强度 随Z变化的磁场，叫 Z方向梯度场； 在X方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 X方向梯度场;
N B0 S N
B0 0 X 0 B0 B0+B(z) Z
B0+B(x)
B0
S N
B0+B(Y) Y
相位编码
快速磁共振成像序列及其应用快速梯度回波序列
快速磁共振成像序列及其应用第三讲快速梯度回波序列赵喜平郑崇勋本讲座撰写人赵喜平先生西安交通大学生物医学工程研究所博士研究生第四军医大学西京医院磁共振室工程师郑崇勋先生西安交通大学生物医学工程研究所所长教授博士导师一概述GRE序列是1986年随着小角度激励技术的采用而诞生的其发明人为汉斯(A.Haasse)及其同伴由于GRE序列具有快速成像特点故从一开始就受到了世界范围的重视几年间在普通GRE序列基础之上发展起来的快速成像序列就多达数十种呈现一片繁荣景象这些序列将MRI的成像时间量级由分提高到了秒级在EPI未实现之前GRE成了快速扫描的代名词GRE序列的优点主要体现在扫描速度快对比度控制灵活单位时间SNR高等方面GRE在图像的对比度可通过TR TE和翻转角α等参数来调整但为了提高成像速度通常在保持短TR的情况下用α的大小来控制图像对比度此外由于长TE极易导致伪影的出现因而有必要保持短TE尽管GRE序列种类繁多但它们却存在共同之处其主要表现为所有GRE 执行中都用不同的RF脉冲进行一定间隔的重复激发在若干次激发之后系统中将建立起质子运动的稳定状态(Steady State)稳定状态又叫稳定自由进动(Steady State Free Precession SSFP)它是NMR实验中经常利用的一种状态稳定状态的建立需要采用一系列等间隔的重复的快速的持续期与T1及T2相比都要短的RF脉冲实施连续激发GRE序列可建立上述稳定状态稳定状态中可以包括横向磁化也可以不包括横向磁化这是区分各种GRE序列的关键稳定状态散相(不相干)技术(Steady State Incoherent technique SSI)和稳定状态相干技术(Steady State Coherent technique SSC)是GRE序列处理横向磁化时经常采用的两种技术前者用梯度或射频脉冲消除前一周期内形成的横向磁化(剩余横向磁化)后者则设法利用该横向磁化按序列末尾对剩余横向磁化矢量的不同处理方法通常将GRE分为两大类下面采用更加详细的分类方法将众多的GRE 序列分为六类进行介绍EPI本质上也属于GRE类序列但由于它的独特作用我们将在下一讲单独讨论二基本GRE序列是指GRE序列的基本形式在基本GRE序列中由于通常存在TR<<T2在下一周期的α脉冲出现时横向磁化矢量就不能完全弛豫这种磁化矢量叫作剩余横向磁化它的存在是图像中出现带状伪影的直接原因当使用大的α角以及对T2较长的组织成像时剩余磁化更多图像中的带状伪影更加严重现在使用的GRE序列基本上都要对剩余横向磁化进行这样或那样的处理三去除剩余磁化的GRE(FLASH类)序列这类GRE序列就是用SSI技术对剩余磁化进行处理的序列因而又叫SSI 类GRE序列序列周期末尾形成的剩余横向磁化是由小磁矩的相位相干所形成的因此只要破坏其相干性该横向磁化就会消失破坏剩余磁化可采用扰相梯度随机RF脉冲照射和可变长TR等三种方式其中以扰相梯度法(施加梯度破坏脉冲法)使用最多用无剩余横向磁化的序列便可进行大α角成像这时图像中不再存在带状伪影的干扰采用梯度破坏脉冲的序列非常多例如FLASH(Fast Low Angle SHot)及Spoiled FLASH(西门子)T1-FAST(spoiled Fast Acquired STeady state皮克)STAGE(Small Tip Angle Gradient Echo岛津)FFE(Fast Field Echo飞利浦) GFE(Gradient Field Echo日立)等采用射频脉冲进行扰相是一种比较新的技术用随机射频脉冲发生器产生的任意RF脉冲(其相位在每个发射接收周期都发生变化)在序列末尾进行激发就可彻底扰乱剩余横向磁化的相位或者说使选层方向上的相位相干越来越少从而达到去除横向磁化的目的这种技术又叫射频破坏(RF-Spoiling)采用射频扰相技术的序列有: Spoiled GRASS(Spoiled GradientRecalled Acquisition in the Steady State GE)SPGR(SPoiled GRass GE)RF-FAST(RF spoiling Fast Acquired STeady state皮克)等四利用剩余磁化的GRE(FISP类)序列另一种对剩余磁化的处理方法就是设法对它进行相位重聚使之在下一周期对回波信号做出贡献相位重聚最常用的办法就是于数据采集结束后在相位编码梯度中增加一大小与相位编码梯度相同但方向相反的梯度脉冲在该脉冲的作用下质子的相位相干一直得以保持系统的这一状态就是前面所说的稳定进动增加的梯度脉冲叫做重聚焦相位编码梯度(Refocusing Phaseencoding Gradient或Rewinding Phaseencoding Gradient)这里采用的实际上就是所谓的SSC技术因此这类序列又叫SSC类GRE序列西门子公司的FISP(Fast Imaging with Steady-state Precession)序列就是这种序列图1为标准FISP序列的时序图在TR相对于T2比较长的情况下由于横向弛豫的影响系统中不能形成稳定进动这时FLASH类序列和FISP的图像对比度大致相同另外在用小翻转角和长TR对短T2*的组织成像时它们的信号也相差无几且图像以质子密度加权为主但是当取大翻转角(如90º)时二者的差别便非常明显稳定状态的影响得以充分显示主要表现为FISP的信号强度与T2/T1相关尿液脑脊液等长T2的组织FISP所获信号要比FLASH类强得多如果用这类序列进行血管造影也将取得好的效果FISP序列在GE公司就是GRASS(Gradient Recalled Acquisition in the Steady State)在飞利浦公司为T2-FFE(T2-Fast Field Echo)而在皮克公司叫作FAST(Fast Acquired Steady-state Technique)岛津的类似序列为SSFP(Steady State Free Pre- cession)FASTER(Field-echo Acquisition with Short TR and Echo Reduction)是另一种专用于3D成像的SSC类GRE新序列它使用非选择性射频脉冲以及部分梯度重聚焦的回波非选择性脉冲使整个线圈容积都受到激励该复合RF脉冲分别加在x y两个方向其中x方向的20º脉冲在前Y方向的25º脉冲紧随其后这两个脉冲的工作原理可以简化为两个相继的90º脉冲来说明我们知道如果在X方向加一个精确的90º脉冲可使所有磁化矢量均倒向xoy平面并沿着y方向但是由于90º脉冲并不可能绝对精确实际上倒向xoy平面的磁化矢量只是其中的一部分这时第二个90º脉冲从y方向加入它将使剩余的那部分磁化矢量也倒向xoy面而转化为横向磁化但它对先倒下的磁化矢量不起作用五 True FISP类GRE序列FISP类序列仅在相位编码方向加入了相位重聚梯度使该方向上的质子在一个序列周期结束时保持相位相干因而可有效去除剩余横向磁化所致的带状伪影但是由于序列对其它方向上的相移作用没有进行处理使流动的影响加大True FISP序列除了保持相位编码方向上的重聚梯度外还在读出和选层两个方向加入了相位重聚(相位平衡)梯度脉冲图2表示True FISP的时序由于对所有梯度都进行了相位平衡因而用True FISP序列成像时以恒速流动的质子就不会在各个周期中积累出相移也就是说该序列不存在流动信号失相所造成的信号损失意味着可从脑脊液或慢流动的血液中获得很强的信号这是其它GRE序列所无法比拟的有趣的是由FISP获得的稳定信号主要依赖于TR因此对于脑脊液这样的长T2组织可以用很短的TR进行测量且测量中SNR的损失很小这一独特的性质使FISP特别适用于3D成像相比之下用True FISP进行脊髓造影则更加合适在3D脊髓图像中脑脊液显得非常亮别的组织则较暗这种图像特征有利于对液性结构(囊腔)和神经根的区别据报道True FISP在内耳和脑神经的成像上也有潜在价值当局部磁场均匀性变差时由此产生的相移可导致True FISP图像中出现条状伪影因而它对梯度的准确性要求非常高目前True FISP主要用在比较新的MRI系统中其应用尚处于研究阶段从对横向磁化的处理看True FISP序列仍应归属于FISP类或SSC类GRE 序列True FISP序列曾叫做ROAST(Resonant Offset Acquired STeady state)六 PSIF类GRE序列PSIF是一种比较复杂的序列它所利用的信号实际上为自旋回波但由于它和FISP序列的特殊关系以及其梯度运用的复杂性我们仍将它归在GRE序列中加以介绍图3表示PSIF序列的时序很显然将FISP序列的时间轴反向就得到该序列这就是PSIF序列名称的由来下面分析PSIF的工作原理由图3可见PSIF序列可分为激发和相位重聚两个阶段其中相位重聚阶段又为下一周期的相位变化做准备序列以一个频率编码梯度开始然后依次施加相位编码梯度和选择性射频脉冲此为第一个TR周期称为激发周期序列的安排使得这段时间内不产生回波信号α脉冲激发后出现的FID信号也被序列在读出梯度之前加入的散相脉冲彻底驱散因而对信号采集来说这一周期为空周期在相位重聚周期随着第二个α脉冲的加入横向磁化的相位相干开始形成序列中才有回波信号出现(与相位过零点对应)这一回波信号是由α射频脉冲产生的因此应为自旋回波信号为了取得这一回波信号序列在读出和选层方向的梯度上均使用了相位平衡脉冲因此当回波出现或后续RF 脉冲施加时上述两个方向的相移均为零真正的回波信号在t=2TR-TE 时开始重聚在t=2TR 时才形成显然一个PSIF 序列的执行周期需要两个TR 时间 我们知道当TR<<T 2时一对RF 激发信号或一个RF 激发信号加上反相梯度脉冲将导致两次信号的出现一次为FID 信号另一次为回波信号(自旋回波或梯度回波)PSIF 正是利用这一原理来取得自旋回波信号的PSIF 能给出非常强的T 2加权信号其加权因子为22T TE TR e −−由此可见T 2的权重主要取决于TR 而不是TE 这意味着延长TR 可获得权重更大的T 2加权像TR 延长后就可以使用非常短的TE 来成像PSIF 的优点是可以在较短的时间内获得权重很大的T 2加权像但它对运动过于敏感则是其缺点例如在腹部成像中PSIF(取TR/α=20ms/30º)可在屏息之间获得较好的T 2加权像并从中发现海绵状血管瘤类的病变但由于它同时在肝左叶仍能发现心搏所造成的明显的运动伪影使人们对PSIF 图像在临床诊断中的可靠性提出了质疑PSIF 序列的另一常用名称为CE-FAST(Contrast Enhanced Fast Acquisition in STeady state)即对比度增强稳定状态的快速采集序列皮克公司就叫这一名称GE 公司则将PSIF 称为CE-GRASS(Contrast Enhanced GRASS)由于FISP(梯度回波)和PSIF(自旋回波)两序列的特殊关系已经推出了将二者合二为一的杂交序列这就是DESS(Double Echo Steady State)在DESS 中信号由梯度回波产生但其中却加入了自旋回波所致横向磁化的贡献使图像有了T 2加权特征换句话说DESS 是FISP 序列结合了PSIF 对于长T 2组织的信号增强特点后形成的新序列现在3D DESS 序列已经成为双颌成像的标准序列七 Turbo FLASH 类GRE 序列为了使只有一个回波信号的GRE 序列有更快的扫描速度唯一的办法就是进一步缩短TR(包括缩短TE)但是这种短TR 短TE 的序列有赖于高速数据采集系统和快速梯度系统的支持令人欣慰的是目前的全身MRI 系统已经能以4~8ms 的短TR 以及2~4ms 的短TE 成像了照这样的速度一幅128256的图像在不足1s 的时间内就可以获得(设TR=8ms)这种快速获取技术的实现标志着超高速FLASH(Ultra-Fast FLASH)序列的诞生该序列在西门子称为SnapshotFLASH True FLASH 或Turbo FLASH 类似的序列还有Snapshot GRASS(GE)FSPGR(Fast SPGR GE)TFE(Turbo Field Echo 飞利浦)和TFL(Turbo FLash)等下面我们将通称其为Turbo FLASH 这类序列又可叫做磁化准备的GRE 序列1. Turbo FLASH 序列的组成Turbo FLASH 序列由磁化准备和数据采集两个模块组成如图4所示图中的n 表示相位编码的步数重复时间TR 在4~8ms 之间选取改变图中准备模块中的脉冲性质就可以方便地改变所得图像的加权性质例如当序列用于脂肪抑制时可在前面加一个化学位移选择性预备脉冲; 当序列用于血流信号的压制时便以一个空间选择性预饱和脉冲开头T 1加权的Turbo FLASH 是临床应用最广泛的序列之一它的准备脉冲为一180º反转脉冲其反转时间(TI)可供用户选择这样组合而成的序列就是IR Turbo FLASH 序列同反转恢复序列一样改变TI 就可以控制图像对比度此外Turbo FLASH 的磁化准备还可以是一个序列例如为了获得T 2加权的信号常在Turbo FLASH 数据采集前施以所谓的DEFT(a Driven Equilibrium Fourier Transform)脉冲序列DEFT 序列可表示为90º-2TE -180º-2TE -90º (1) 这样Turbo FLASH 序列的T2对比度便可通过TE 来控制2. Turbo FLASH 序列的图像特点与普通GRE 序列类似在没有采取扰相措施的情况下大翻转角的TurboFLASH 也容易受横向剩余磁化的影响即容易在图像中出现带状伪影为此Turbo FLASH 序列不能使用大翻转角根据计算与最佳信号对应的翻转角为8~16º而且该角度要根据相位编码的步数进行调整 在快速成像序列中IR Turbo FLASH 是少数几个可以获得T 1加权像的序列也是使用最多的Turbo FLASH 序列与其它GRE 序列不同的是IR Turbo FLASH 永远达不到稳定状态这是因为信号是从反转脉冲结束后T 1弛豫引起的磁化变化过程中取得的(图5)在传统的IR 序列图像中由于组织的T 1弛豫时间不同常在不同组织的边界处出现所谓反跳点伪影(Bounce Point Artifact)这种伪影在IR Turbo FLASH 序列中也会出现该伪影出现时在图像中可见一小暗环这是因为边界各体素的T 1值实际为两种组织的平均值如果平均的结果使信号接近于零有关的象素就会变暗尽管Turbo FLASH 序列的扫描时间很短但与脂肪和肝这类短T 1组织的T 1弛豫时间相比并不显短这种情况会给T2加权像的获取带来负面影响例如用T 2加权的Turbo FLASH获取高分辨率图像时如取TR=8ms则对于128256的图像128个相位编码步需时约1s在这一时间段内大多数组织的纵向磁化已相继弛豫从而在信号中渗入了大量T1成份使T2对比度得不到显示在IR Turbo FLASH序列中仍会出现上述问题我们知道位于中间的相位编码步(零相位编码步)或K空间的零付立叶线对应于最大的信号幅度因而对图像对比度起着决定性作用由图5可知该序列零相位编码步直到TI之后二分之一数据采集时间处才出现在如此长的延迟时间内短T1组织的弛豫已进行了大部分因而它们在Turbo FLASH序列中不能充分展示在图像的对比度控制方面一般总是希望能将病变组织突出(较亮)地显示在其它组织的暗背景之上用反转恢复预备脉冲并选择适当的TI时间就可以削弱有关组织的信号以获得所需的暗背景但短T1组织的信号一般是不能削减的因为在零相位编码步到来之前这些组织就已大体弛豫了例如肝脏的信号即使采用非常短的TI也是不能削弱的为了解决上述的对比度控制问题可以使用较少的相位编码步来成像相位编码步的减少等同于缩短了数据采集周期于是可使零相位编码步早些出现但是这一方案的采用意味着空间分辨率的降低这说明Turbo FLASH的图像对比度是空间分辨率的函数另外还可以通过缩短TR来改变图像对比度但这将受到硬件环境的限制3. 相位编码重组技术的应用从上面的讨论可知零相位编码步决定着总的组织对比度因此相位编码脉冲的施加顺序成为对比度的重要决定因素相位编码步重组的数学方法较多但是为了避免伪影的出现应选用那些对横向磁化M xy影响最小的方法经常使用一种称为中心序(Centric Order)的方法来重组梯度脉冲所谓中心序法就是扫描过程中一方面不断增加梯度脉冲的幅度另一方面交替地改变其极性即使K空间的扫描行从中心向两个方向扩展当序列的相位编码步数为256时中心序相位编码的K空间轨迹可表示为K y=012127+128 (2)还有一种叫做循环序(Cyclic Order)的方法也时有应用它的梯度脉冲施加顺序是先单调地从0增加到正的最大值又从负最大值单调地变化到零仍以256相位编码步的序列为例其循环序方法可表示为K y=0+1+2+127+128-127-126-2-1 (3)相位编码的顺序不仅对图像的对比度及信号强度产生影响也与图像的空间分辨率有关一个给定点的混淆量由它的点扩散函数来描述据分析该函数与数据采集过程中磁化矢量的变化有关当磁化矢量随着相位编码步的变化而改变时对应点的空间频率分量的权重随之变化从而引起图像的混淆最佳的相位编码序与序列使用的TI TR以及组织的T1值有关如果相位编码的顺序选择得好就可以使对比度和SNR都得到改善而空间分辨率的损失相对较小4. 分段采集技术的应用到目前为止我们所考虑的都是一次采集填满整个K空间的序列称为单激发Turbo FLASH(Single Shot Turbo FLASH)当测量时间过长或激发用的翻转角太大时就需要将原始数据分为几部分进行测量每一部分都需要重复进行磁化准备或重复激发这种扫描方式称为多激发扫描与多激发扫描对应的数据采集方案就是分段采集(图6)分段采集的Turbo FLASH(Segmented Turbo FLASH)不仅能够克服单激发序列的某些限制还能以较多的对比度灵活性产生高分辨率的图像在这里K空间是分为几个数据段(Segmentation)填充的每次采集获得的数据只能填充一个数据段例如对于一幅128256的图像其128个相位编码步可分为4个数据段每段32个相位编码步如图6所示如TR为6ms则每个数据采集窗口(对应于每个数据段)的宽度缩窄为192ms RF准备脉冲可在每32个相位编码步前施加为了磁化的恢复下一次的α激发要等待1~3s的时间即两个数据段之间的时间间隔为1~3s与标准的Turbo FLASH序列相比分段采集后所得图像的组织对比度有所增强例如当它用于腹部成像时能产生非常满意的组织对比度只要取TI=280ms就可使肝脏的影像变暗而使病变组织高亮度显示此外如果TI选取合适用这种序列还能够有效压制大多数组织(包括短T1组织)的信号例如当取TI=10ms 时就可以很好地抑制脂肪信号而单激发的Turbo FLASH既不能压制脂肪信号也不能压制肝组织信号5. 可变翻转角射频脉冲技术的应用以前所介绍的序列均采用固定翻转角的射频脉冲进行激发在SE序列中所用的翻转角α一般为90ºGRE序列中α小于90º如可取α=12º等为了提高GRE序列尤其是Turbo FLASH的SNR人们提出了很多方案采用可变翻转角射频脉冲进行激发就是其中的一种所谓可变翻转角射频脉冲指的是在序列执行过程中翻转角可在一定范围(如5~90º)内变化的射频脉冲经常采用的方法是在零相位编码步(零付立叶线)附近采用大角度进行激发从而得到比固定翻转角大2~3倍的信号而在对高频付立叶线进行采样时则逐渐恢复原来的小角度激发以保持序列的高速实践证明用递增α角进行激发的方法甚至比那些用大角度不变角进行激发的序列还要有效其原因是后者可将系统的纵向磁化很快用尽(即进入部分饱和)使信号主要集中于前几个相位编码步但是对于K空间重组并以零相位编码步开始采样的序列一开始可以采用大翻转角进行激发这样在零付立叶线附近就可获得强信号但是这种方案将给机器的射频系统提出更高的要求Turbo FLASH的上述改进序列各有其优点相位编码梯度重组的序列可在较短的时间内获得优于标准序列的图像对比度如果允许较长的扫描时间则使用分段采集的方案可得到更加理想的对比度和空间分辨率用可变翻转角进行射频激发的序列在信号SNR的改善方面可以收到理想的效果6. MP-RAGETurbo FLASH序列可以用于3D成像在3D的情况下该序列被称为(3D)MP-RAGE(3D Magnetization Prepared Rapid Acquisition Gradient Echo)即磁化准备的快速采集GRE与2D Turbo FLASH一样这里可以用准备脉冲的不同方式来产生T1和T2加权像对于一条给定的相位编码线可以将一个翻转脉冲用在所有的扫描带(Partition)上也可将它用在给定扫描带的任意一条相位编码线上例如对于一个25612864的3D成像可以在64个RF激发脉冲前均使用翻转脉冲MP-RAGE与分段采集的Turbo FLASH很相像任一条线或扫描带(或两条线两条扫描带)都可进行分段采集以改善对比度和空间分辨率总的来说用3D Turbo FLASH或MP-RAGE序列可以得到比2D Turbo FLASH更薄的层面和更高的SNR用T1加权的MP-RAGE在头部成像中可以取得非常好的效果因而最终有可能在日常头部成像中得以应用以取代2D的SE 序列获得一幅高分辨率的头颅或颈椎3D数据大约需要5min时间这些数据一旦获得就可以在任意方向反复进行重建而不会造成空间分辨率的损失腹部的3D Turbo FLASH成像允许使用2mm的薄层面而且图像质量令人满意使用MP-RAGE还可以对心脏实施门控3D成像建立一幅12812832的图像最快时只需32个心动周期的时间这表明心脏3D成像可以在半分钟内完成实行门控时每个心动周期可用较少的相位编码步(例如8)来成像获得的图像也非常清晰不用门控的3D成像可在几分钟内完成图像中肺动脉清晰可辨这证明它可用于肺栓塞和其它血管病的诊断一个潜在的问题是对比度增强的3D Turbo FLASH在某些方面的表现不如2D SE明了或者说造影剂对对比度的影响很复杂但这一问题有可能通过进一步的参数优化来解决MP-RAGE还是属于GRE序列因此它对磁场的不均匀性非常敏感在伪影的表达上MP-RAGE比2D Turbo FLASH有着显著的优点这是因为它的典型伪影总是出现在层面选择方向因而不易被观察者发现八快速GRE序列小结近几年来高速的GRE序列取得了突飞猛进的发展成为MRI序列宝库中一个非常重要的分支它的应用也取得了丰硕的成果在EPI技术普及之前各种GRE序列在快速MRI成像中仍将发挥主要作用目前已投入临床和处于研究阶段的GRE序列多达数十种显然对于如此繁多的GRE序列用传统的分类方法已经不够了本讲采用了更加详细的分类法将现行的GRE序列分为基本GRE去除剩余磁化的GRE(FLASH类)利用剩余磁化的GRE(FISP类)True FISP类GRE PSIF类GRE和Turbo FLASH类GRE 等六类表1中列出了所有前面介绍过的GRE序列(全文完)。
GRE梯度回波序列的原理和临床教学内容
➢ 图a示平衡状态下，组织的宏观纵向磁化矢量为100％，没有宏观横向 磁化矢量；图b示90°脉冲激发后，宏观磁化矢量偏转90°，即产生 了一个最大的宏观横向磁化矢量（100%），纵向磁化矢量变为零； 图c示30°脉冲激发后，宏观磁化矢量偏转30°，产生的横向磁化矢 量为90°脉冲的50%，而纵向磁化矢量保留了平衡状态下的86.6%。
常规GRE序列的结构
➢ 常规GRE序列结构图和其他所有序列一样，常规GRE序列也由射频 脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、层面选择梯度（或称读出梯度） 及MR信号等五部分构成。与SE序列相比，常规GRE序列有两个特点： （1）射频脉冲激发角度小于90°；（2）回波的产生依靠读出梯度场 （即频率编码梯度场）切换。把小角度脉冲中点与回波中点的时间间 隔定义为TE；把两次相邻的小角度脉冲中点的时间间隔定义为TR。
➢Hale Waihona Puke 我们都知道射频脉冲关闭后宏观横向磁化矢量的 衰减（即T2*弛豫）很快，明显快于T2弛豫。 GRE序列利用梯度场切换产生回波，因而不能剔 除主磁场不均匀造成的质子失相位，因此在相同 的TE下，GRE序列得到的回波的幅度将明显低于 SE序列，即便有时SE序列的TE长于GRE序列， 其回波的幅度也常常大于后者。另一方面，GRE
GRE梯度回波序列的原理和临床
磁共振基础序列
磁共振基础序列
磁共振基础序列包括自旋回波（SE）序列、快速自旋回波（FSE）序列、梯度回波（GRE）序列和反转恢复（IR）序列等。
这些序列在磁共振成像中扮演着重要角色，它们可以通过不同的参数调节来获取不同的图像信息，从而为临床诊断和治疗提供重要的影像学依据。
自旋回波（SE）序列是最常用的磁共振序列之一，它利用射频脉冲激发组织中的氢原子核，然后使用不同的回波时间（TE）和重复时间（TR）来获取不同的图像信息。
SE序列可以产生高分辨率和高对比度的图像，适用于多种疾病的诊断。
快速自旋回波（FSE）序列是一种改进的SE序列，它通过减少扫描时间提高了成像效率。
FSE序列适用于快速动态成像和实时成像，例如在心血管和腹部成像中广泛应用。
梯度回波（GRE）序列利用磁场梯度来产生图像对比，因此不需要等待自旋回波的形成。
GRE序列可以产生快速的图像，适用于血流成像和功能成像。
反转恢复（IR）序列是一种特殊类型的IR序列，它通过在射频脉冲之前和之后施加反向磁场来增加组织对比度。
IR 序列常用于脑部、脊柱和肝脏等器官的成像。
除了以上基础序列外，还有一些更复杂的磁共振序列，如弥散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）和波谱成像（MRS）等。
这些序列可以提供更多的组织生理信息和代谢信息，对于疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。
GRE梯度回波序列的原理与临床共25页PPT资料
以头颅横断面且频率编码方向为左右为例。在射频脉冲激发后（α角），在频率编码方向上 先施加一个右高左低的离相位梯度场（图a、b），这样就造成右边的质子进动频率明显高 于左边的质子，加快了质子的失相位，因而组织的横向磁化矢量很快消失。这时依然在频 率编码方向上施加强度相同，方向相反即右低左高的聚相位梯度场（图a、c），原来进动 频率高的右边质子进动变慢，而原来进动频率低的左边质子进动变快，由于离相位梯度场 造成的失相位逐渐得以纠正，组织宏观横向磁化矢量逐渐恢复（图a上升箭头），当聚相位 梯度场作用时间达到与离相位梯度场一样时，离相位梯度场造成的失相位得以完全纠正， 信号强度得到峰值，从此时刻后，在聚相位梯度场的继续作用下，质子又发生了失相位， 组织宏观横向磁化矢量又开始出现衰减直至到零（图a下降箭头），从而形成一个完整的梯 度回波。
➢ 小角度激发有以下优点：（1）脉冲的能量较小，SAR值降低；（2） 产生宏观横向磁化矢量的效率较高，与90°脉冲相比，30°脉冲的能 量仅为90°脉冲的1/3左右，但产生的宏观横向磁化矢量达到90°脉 冲的1/2左右（图40） 3）小角度激发后，组织可以残留较大的纵向 磁化矢量（图40），纵向弛豫所需要的时间明显缩短，因而可选用较 短的TR，从而明显缩短TA，这就是梯度回波序列相对SE序列能够加 快成像速度的原因。
梯度回波序列的特点
➢ 1. 采用小角度激发，加快成像速度 ➢ 2. 反映的是T2*弛豫信息而非T2弛豫信息 ➢ 3. GRE序列的固有信噪比较低 ➢ 4. GRE序列对磁场的不均匀性敏感 ➢ 5. GRE序列中血流常呈现高信号
➢ 在梯度回波中我们一般采用小于90°射频脉冲对成像组织进行激发即 采用小角度激发。我们都知道射频脉冲施加后组织的宏观磁化矢量偏 转的角度取决于射频脉冲的能量（由射频的强度和持续时间决定）， 小角度激发就是给组织施加的射频脉冲能量较小，造成组织的宏观磁 化矢量偏转角度小于90°。在实际应用中，我们通常称小角度脉冲为 α脉冲，α角常介于10°和90°之间。
磁共振检查序列及磁共振序列分类、特点和临床应用
磁共振检查序列及序列分类、特点和临床应用磁共振序列序列具有一定带宽、一定幅度的射频脉冲与梯度脉冲有机组合。
射频脉冲与梯度脉冲不同的组合方式构成不同的序列，不同序列获得的图像有各自特点。
磁共振序列分类1、自由感应衰减序列：脉冲激发后直接采集自由感应衰减信号。
2、自旋回波序列。
用射频脉冲产生回波的序列。
3、梯度回波序列。
用读出梯度切换产生回波的序列。
4、杂合序列。
同时有自旋回波和梯度回波的序列。
1、SE序列特点最常用T1WI序列，组织对比良好，SNR较高，伪影少，扫描时间为2-5分钟。
T2WI和PDWI加权像扫描时间太长几乎完全被快速SE序列取代。
临床应用：常用于颅脑、脊柱及关节软组织。
2、快速SE序列西门子：TSE 。
GE：FSE。
飞利浦：TSE。
特点快速成像，FSE序列一次90°射频脉冲激发后采集多个自旋回波，且对磁场不均匀性不敏感。
组织对比度降低，图像模糊，脂肪组织信号强度提高，组织T2值有所延长，SAR值增加。
3、单次激发FSE序列西门子：SS-TSEGE：SS-FSE飞利浦：SSh-TSE特点快速，单层图像采集只需1秒以内，一次90°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。
软组织T2对比差，T2加权太重，除水外其他组织信号几乎完全衰减。
临床应用：胆管成像MRCP、MRU，MRM。
4、半傅里叶采集SS-FSE西门子：HASTE。
GE：SS-FSE。
飞利浦：SSh-TSE+half scan。
特点快速，有利于软组织成像，几乎无运动伪影和磁敏感伪影，T2WI 对比不及SE、FES。
临床应用：颅脑、脊柱超快T2成像，MRCP、MRU，心脏成像，腹部屏气T2WI。
5、快速恢复(翻转)自旋回波序列 FRFSE西门子：TSE-Restore。
GE：FRFSE。
飞利浦：TSE DRIVE 。
DE：驱动平衡。
特点：更短TR、增加效率、一般只用于T2WI或PDWI。
临床应用：采用FRFSE序列，减少TR可以节省时间，提高工作效率，改善图像质量。
磁共振成像基本原理解读之二十--关于脉冲序列的故事：梯度回波序列家族（三）稳态梯度回波
磁共振成像基本原理解读之二十--关于脉冲序列的故事：梯度回波序列家族（三）稳态梯度回波◤稳态与稳态形成的基础：在前面讨论扰相梯度回波序列的过程中我们其实已经讨论过了稳态这个概念，只不过在扰相梯度回波序列中稳态仅仅是在纵向磁化矢量方向的稳态。
但当我们讨论到保留横向磁化矢量的稳态梯度回波序列时，这里的稳态要同时包括纵向磁化矢量稳态和横向磁化矢量稳态两个方面。
纵向磁化矢量的稳态前文已经讨论过。
如何实现横向磁化矢量的稳态呢？在讨论相关序列技术细节之前，我们必须明确两点：其一，我们所谈及的横向磁化矢量稳态的一个重要前提是所研究的组织本身相对于所使用的TR而言必须具有长T2弛豫属性，这一点至关重要。
因为，那些原本T2非常短的组织如肌肉、韧带等结构其横向磁化矢量在很短的时间内便完成衰减。
因此，从这个意义而言，横向磁化矢量的稳态只对于长T2的那些组织（如液体）更有意义；其二，总体的信号相位在不同的TR间期必须保持相同。
这里有两方面重要的启示：1）在每个TR间期内针对所使用的不同的相位编码梯度进行信号读取后采用一个大小相等但极性相反的回绕梯度，这样才能把残存的横向磁化矢量重新回聚（这个回聚的横向磁化矢量在下一次射频脉冲作用下可以补充到纵向，从而对整个信号产生贡献）；2）通常的或说普通的稳态梯度回波序列SSFP只适用于静止组织，对于运动引发的相位变化不适用。
以上两个基本条件即：1）组织必须具备相对于TR而言有更长的T2弛豫属性；2）在每个TR间期内保持相同的信号相位是实现横向磁化矢量稳态的前提和基础。
根据具体的序列执行方案的不同，这种保留了横向磁化矢量的梯度回波序列又可以分为普通稳态梯度回波序列与真正稳态自由进动成像，接下来让我们一起来了解一下这两个序列。
1. 普通稳态梯度回波序列1.普通稳态梯度回波序列：如果确保在每个TR间期内RF脉冲处于相干状态（在旋转坐标系内RF脉冲的相位是相同的或只是重复一个简单的相位循环如极性相反），同时在任意梯度轴上的梯度面积恒定，这时就满足了普通稳态梯度回波的条件。
MRI血管成像详解
• 2.三维TOF MRA 三维TOF（3D-TOF）同时采集一 个容积，这种容积通常3～8cm厚。3D-TOF的最大优 点是可以采集薄层，可薄于1mm，最终产生很高 分辨力的血管影像。另外，3D-TOF对容积内任何 方向的血流均敏感，所以对于迂曲多变的脑动脉 的显示有一定优势（图4-6）。但是对于慢血流， 因其在成像容积内停留时间较长，反复接收多个 脉冲的激励也会被饱和而丢失信号，所以3DTOF不适于慢血流的显示，也因此不能对大范围血管 成像，这是3D-TOF的主要缺陷。3D-TOF一般不用 于静脉以及具有严重狭窄和流速较低的动脉。3DTOF也可用预饱和带，以显示某一特定方向的血流。
• 流动组织的相位偏移不仅与速度成正比，而且与梯度的幅 值和间期成正比。通过改变梯度的幅值和间期，使某种速 度的血流产生的相位差最大，则该速度的血流在图像上信 号最高。采集前可根据所要观察的血流的速度，选择一个 速度编码值（Venc），即选定了梯度的幅值和间期，则在图 像上能突出显示该速度的血流。快血流速Venc约为80cm／s，
中等速度Venc约40cm／s，慢血流Venc约10cm／s。
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• 另外，只有沿编码方向的自旋运动才会 产生相位变化，如果血管垂直于编码方 向，它在PCA上会看不到。操作者可选择 编码梯度沿任意轴，例如层面选择方向、 频率编码方向、相位编码方向或所有三 个方向。当流动在每个方向都有时，采 集需沿三轴加流动编码梯度，这样扫描 时间是沿一个方向时的2～3倍。PCA的参 数选择灵活性较大，使之比TOF成像方式 更为复杂。
• 3.电影（cine）PC 电影PC是以2D-PC为 基础，其图像是在心动周期的不同时刻 （时相）获得的，这种采集需要心电或 脉博门控。电影PC在评价搏动血流和各 种病理流动状态方面很有用。
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ENDLeabharlann 梯度回波序列的原理与临床46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃