磁共振特殊成像技术

流动伪影的产生
• 静止组织M0在经历了大小Fra Baidu bibliotek同，方向相反
的层面选择梯度后，获得的相位累积为零 • 运动组织的M1的相位累积不为零，接下来 的相位编码梯度施加时，已经有相位的运 动组织会被错误编码，出现在其他位置
SE 脉冲序列图
180o 90o
射频脉冲rf 选层梯度Gz 相位编码Gy 频率编码Gx 数据采集 t
• FSE（TSE序列），FC一般只能在层选和 频率两个方向中选一 • FC能够消除或减少的主要是沿着施加了FC 梯度方向上的流体伪影。把FC方向设置为 流体流动方向
FC主要的临床应用
• 最主要的应用是消除颅内和椎管内脑 脊液搏动引起的信号丢失和鬼影伪影， 在腹部的T2WI中也有应用 • 减少血管流动 • 提高MRA的质量
以得到水质子的最大信号强度；
翻转角为900，以保证纵向磁化矢量完全
恢复，也是为获得最大信号强度
水成像的应用范围
• 水成像技术的临床应用主要包括有MR胰胆
管、尿路、脊髓、迷路、涎管、输卵管成 像等方面
磁共振胰胆管成像（MRCP）
采用重T2W加抑脂肪技术亮化胆汁、 胰液，而背景信号受到抑制。同时能 勾画出高信号中结石的充盈缺损以及 显示出胆管扩张，狭窄，胆管炎，吻 合口狭窄和其它良恶性病变并作出评 价
频率选择饱和应用于脂肪抑制的优点
高选择性或特异性 适用于多种序列
在高场上效果较好
频率选择饱和应用于脂肪抑制的缺点
• 场强依赖性大 • 对磁场的均匀性要求高 • 对大FOV周边区域的脂肪抑制效果差 • 增加SAR • 增加TR或减少TR内的扫描层数
颈前的脂肪没有压 下去，说明磁场有 不均匀
脊突间的脂肪没有 压下去，说明有局 部磁场的不均匀。
脂肪成像
Fat map
水-脂反相位饱和成像技术
原理
• 水中氢质子和脂肪中氢质子化学键不同 （O-H、C-H)，他们周围电子云分布不同，
导致其氢质子进动频率的差别，水质子
较脂肪质子进动频率快
• 不同TE时刻采集得到不同相位（同、反
相位）的图像
同相位和反相位
• 同相位图像：水分子质子超过脂肪分子质 子相位3600，他们的宏观横向磁化矢量将 相互叠加，此时采集的信号相当于这两种 成分信号相加的和 • 反相位图像：水分子质子超过脂肪分子质 子相位1800，他们的宏观横向磁化矢量将 相互抵消，此时采集的信号相当于这两种 成分信号相减的差值
通过采集一半略多的K空间数据，然后利
用K空间的对称性对正相位编码数据进行复
制，最终由采集和复制数据重建成一幅完
整图像。
此法可在空间分辨率不受影响的情况下，
缩短采集时间，降低运动伪影的影响，但
图像的信噪比会下降
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MR传递对比
原理
• 人体中水分子存在两种不同状态：自由水和 结合水（与大分子蛋白质结合）。常规MRI技 术只能采集到自由水的信号 • MTC 序列根据自由水和结合水进动频率范围 的差异，采用偏离组织共振中心频率的MT预 饱和脉冲（偏离自由水共振频率1000－ 2000Hz，一般为1200Hz），组织中结合水被 激发而饱和，自由水不被饱和
生理门控及导航回波技术
• 心电门控、脉搏门控 • 呼吸门控 • 导航回波
心电及脉搏门控
原理
每一次数据采集与生理运动周期同步， 使用一个与生理运动直接有关的信号（R 波）触发成像序列开始，使特定的层面
信号在每一运动周期的一个固定时相被
采集.最短的TR由心电的R-R间期决定
R－R间期=6000/心率
原理
对某一区域的全部组织在射频脉冲 激发前预先施加非选择性预饱和射频
脉冲，使该区域在成像脉冲施加时已
经饱和，无法产生信号
应用
• 消除运动伪影 • 选择性的对某一方向的血流进行饱和， 而只显示相反方向的血流 • 通过预饱和带来确定血管的血流方向 • 减少卷褶伪影 • MRS时减少周围组织对目标区域的信 号污染
临床应用
• 选择性的脂肪抑制 • 选择性的水抑制
水
脂
220Hz
在使用FATSAT（化学饱和法）压脂的时候，在扫描序列前 会加上一个频率选择性饱和脉冲，用于饱和脂肪信号。 •当扫描部位局部出现磁场B0不均匀，且这种不均匀刚好使 水的共振频率偏离220HZ(+/-50HZ，偏差与压脂脉冲的带宽 有关)左右，这时水的信号就会被当做脂被饱和掉
• MTC （Magnetization Transfer
Ratio，MTR）
MTR＝（M0－Ms）/M0x100％
• MTC的应用 间接地，乃至半定量地反应组织中的大分 子蛋白含量地变化
MR传递对比
FE MT Imaging
FE Imaging
MR传递对比
MTC 血管成像
常规血管成像
半傅里叶采集
目的
• 减轻层面内流 动伪影
原理
• 基于偶数回波强制同相原理。通过施
加额外的梯度脉冲来实现
• 梯度组合模式很多，常见的“+1~-1”、
“+1~-2~+1”、 “+1~-3~+3~-1”
偶数回波强制同相
• 偶数回波：SE成像中具有对称性的回波，
即TE2＝2TE1
• 偶数回波相对于奇数回波，具有更大的信 号强度
MRI特殊检查技术
• 四川大学华西医院放射科 • 孙家瑜
MRI特殊检查技术
• • • • • • • • 流动补偿技术 饱和成像技术 门控技术 磁化传递对比技术 半傅里叶采集 MR水成像技术 无相位卷积技术 并行采集技术
流动补偿(FC)
• Flow Compensation,FC
• Gradient moment nulling,GMN
• 自由水与结合水不停的化学交换处于动态 平衡，饱和的结合水把从MT获得的能量传
递给自由水，导致自由水被饱和，在成像
脉冲施加时，被饱和的这部分自由水不产
生信号
• 结合水把饱和的磁化状态传递给自由水
MT技术的临床应用
• 用于增加TOF MRA的对比度 • 含液囊肿的诊断 • 用于增强扫描，使轻微强化的组织更好 显示 • 多发性硬化的诊断中有助于病灶性质的 鉴别（水肿或脱髓鞘）
空间饱和带的设置
• 设置的参数：部位、厚度（10－80mm）和 与成像区域的距离（5－20mm） • 设置时，注意相关扫描参数的调整
化学位移频率选择饱和
化学位移现象
• 同一种磁性原子核，如果所处的分子不同， 周围电子云的分布将存在差异，即使处于 同一均匀的外磁场环境，因电子云对磁性 原子核的屏蔽不同，其进动频率将存在差 别 • 与主磁场强度成正比 • 水、脂化学位移
化学位移频率选择饱和目的
• 选择性的消除水或脂肪的信号
原理
• 利用同一种元素的原子在相同场强中的拉 莫尔频率的不同，脂肪氢质子较水氢质子 慢3.5ppm，约150HZ/T • 在成像序列的激发脉冲施加前，先连续施 加一个或数个带宽较窄的脂肪（或水）饱 和预脉冲，这样脂肪组织（或水）被连续 激发而饱和，水（或脂肪组织）由于进动 频率不同不被激发
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HASTE
水成像技术
原理
• 依赖于重T2加权，使含有长T2弛豫时间的 液体重点突出而显示出来, 图像中静态或缓 慢流动的液体为高信号，而周围背景组织 为低信号
• 静态液体的横向弛豫时间T2很长，约等于
呼吸运动波的变化
• 弹性呼吸风箱带或呼吸压力垫置于呼吸动
度最大的位置
呼吸门控的分类
• 呼吸补偿
– 呼气末期后的平台期利用低频相位编码 采集对运动较为敏感的K空间中心区域信 息，而在其他时相则利用高频相位编码 采集对运动相对不敏感的K空间的周边信 息
• 呼吸触发
– 前瞻性呼吸门控技术。一般以呼气末为 触发点（扫描开始点），开始进行MR信 号采集，到下一次吸气前停止采集，使 MR信号采集在呼吸运动相对停止的平台 期，明显减少呼吸运动伪影
呼气末膈面高度为准，在上下移动一
定范围内允许成像序列进行信号采集，
一般设臵为2-5mm
临床应用
• 自由呼吸的上腹部成像 • 自由呼吸的冠脉成像
• 胸部T2成像
空间编码
原理
为减少扫描时间采用矩形FOV，将 被扫描物体在图像中的解剖长轴设臵 为频率编码方向，短轴设臵为相位编 码方向
在图像出现 伪影时，可改 变编码方向来 减少伪影对图 像的影响 运动伪影沿相 位编码方向， 化学位移伪影 沿频率编码方 向
同相位
反相位
• 选择不同的TE得到反相位或同相位的图像 • 不同场强氢质子的同反相位的TE值不同：
场强（T） 0.5 1.0 1.5 3.0
频率差（Hz） 75
反相位 同相位 6.67（2n-1） 6.67（2n）
150
3.33（2n-1） 3.33（2n）
225
2.22（2n-1） 2.22（2n）
450
1.11（2n-1） 1.11（2n）
同相位
反相位
反相位图像的特点
• 水脂混合组织信号衰减明显
• 纯脂肪组织的信号没有明显衰减
• 第二种类型化学位移伪影——勾边效应
临床应用
多用于腹部脏器中：
– 肾上腺病变的鉴别诊断（肾上腺腺瘤中常含脂 质） – 脂肪肝的诊断与鉴别诊断 – 肝脏局灶性病变是否含脂肪 – 其他含脂病变的诊断与鉴别诊断
R－R间期
动脉活动
心室活动 心室恢复
心电门控分类
• 回顾性心电门控：在整个心动周期中，射频激
发和信号采集都在进行。把心电信息融合到
MRI系统中， MR周期中相似时相的MRI信号
用于重建一副图像，明显减少了运动伪影。心
动功能和电影成像
• 前瞻性心电门控（心电触发）：R波触发，经
过一个延迟，使采集时间在心室舒张中末期。
使用FC时注意
• 延长周期，延长TR和最小TE • 提高FOV和层厚 • 不适宜于高分辨力成像
• FC使CSF和Blood的信号有所增强。不
将FC用在腹部T1WI上
饱和成像技术
• 预臵饱和 • 化学位移频率选择饱和 • 水-脂反相位饱和成像技术
预臵饱和
目的
• 减小邻近（视野内紧邻）兴趣区的各 种结构的伪影
呼吸触发的注意事项
• 保持恒定匀速的呼吸频率 • 将压力传感器放臵在感兴趣区呼吸运动最 大区域 • 对于呼吸运动不规律，呼吸幅度不一致者， 成像时间会增加
导航回波技术
常用于检测自由呼吸下膈面位臵的变 化，利用膈面的位臵信息来触发成像
脉冲序列，消除或减少呼吸运动伪影
• 采集窗实际上是膈面的高度，一般以
虚线：静止组织；粗细曲线：不同流速的流体
• 通过多次不同面积的正反梯度场的变换，
各种速度流体的相位偏移最终都能接近于
零，达到消除流动伪影的目的
• 简单的组合只能消除匀速运动带来的梯度 错误，复杂的梯度组合可以较好地消除匀 速和加速流动带来的相位错误
• SE、GRE序列，选择FC后，FC梯度施加 于层选、频率、相位三个方向
心脏形态学成像
• 心电门控技术（回顾性）
• 心电触发技术（前瞻性）
脉搏门控
• 一般利用指脉探测夹或指套，夹套手指末 节，来探测脉搏随心电周期的变化波，取 代心电门控作为门控信息 • 可以弥补心电门控易受射频脉冲和梯度场 变化的干扰 • 门控波较心电门控有一定延迟
临床应用
• 去除心脏及大血管的搏动伪影 • 利用门控技术与快速成像技术配合，可 以获得心脏大血管生理功能等信息
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体内其他固态组织的20倍，其次这些液体 是基本静止不动的，因此不会对成像过程 造成干扰
T2曲线
• 长TR得到T2的效果， 特长TE增强T2的效 果，更重要的是将一 般的组织结构信号压 低，从而突出含水的 信号
. . .
T2 Decay
Long TE
MR水成像参数的选择
TR时间至少大于组织中最长T1值的4倍，
心电、脉搏门控的其他应用
FBI ECG PRE
动静脉
静脉
动脉
周围脉搏门控
呼吸门控技术
原理
呼吸门控技术是利用呼吸波在一定 幅度位臵固定触发扫描，使受呼吸运 动影响的成像层面的数据保持相对稳 定状态，抑制呼吸运动干扰
• 呼吸运动会引起胸廓容积的变化和膈肌位
置的变化
• 采用弹性呼吸风箱带或呼吸压力垫来探测