MRI常用序列及其应用

•1+2产生的横向磁化矢量衰减实际上为T2*弛豫
•180度复相脉冲可以抵消主磁场恒定不均匀造成 的信号衰减，从而获得真正的T2弛豫图像
•180度脉冲可使因主磁场恒定不均匀造成失 相质子的相位重聚，产生自旋回波
• 复 相 脉 冲 的 作 用 模 拟
T2*与T2的差别
•用 180 度复相脉冲采集回波（ MR 信号） 的序列称为自旋回波序列（SE序列）
TA = 3秒 × 256 × 2 ＝ 1536秒 ＝ 25分36秒
用最愚蠢的方法采集10幅SE－T2WI
矩阵（Matrix）256×256 重复采集次数（NEX）＝2
TR＝3000ms，TE＝80ms
采集时间（TA）＝TR × Matrix (phase-encoding) ×NEX
单幅图像TA = 3秒 × 256 × 2 ＝ 1536秒 ＝ 25分36秒
PD
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
•长回波链FSE－T2WI （ETL>20）
具体临床应用
（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：

– – – –
脊柱脊髓 四肢关节 心脏成像 腹部成像（少用）
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）序列结构图
10幅图像采集时间＝25分36秒×10＝4小时16分钟
SE序列的缺点
1、SE序列信号采集时间长，T1WI常需 3~5分钟，T2WI更为耗时，常需十多分钟
2、呼吸、血管搏动及肠道蠕动等生理运 动可造成运动伪影，严重影响腹部MR图 像质量；
3、呼吸造成的运动相关部分容积效应会 影响病灶的对比。
运动相关的部分容积效应
RARE则在90度射频脉
冲后用n个180度脉冲产生 n个（2个以上）回波，填 充K空间的n条相位编码 线，MR信号采集时间缩 短为相应SE序列的1/n。
RARE技术

回波链长：RARE
序列中，90度脉冲 后用180度脉冲所 采集回波的数目称 为回波链长 （Echo Train Length，ETL）， 也称时间因子。
•SE序列结构
180 90 回波 90 180 回波
TE TR
TE：回波时间 TR：重复时间
•TR决定图像的T1成分
•TE决定图像的T2成分
•很长的 TR－－所有的组织 T1 完全弛 豫－剔除图像的T1弛豫差别
•很短的TE可基本剔除图像的T2成分
长TR（>2000ms） 长TE（>50ms）
T2WI
2、RARE序列
RARE序列

在临床上常称为快速自旋回波
– TSE（turbo spin echo）(西门子，飞利浦）
– FSE（GE公司、安科公司）
安科公司OpenMark 3000采集的脊柱FSE图像
SE
FSE

常规 SE序列在 90 度脉冲后 用一个180度相位重聚脉冲 产生一个回波，填充 K 空 间的一条相位编码线。
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
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：
激发脉冲
层面选择梯度 频率编码梯度 相位编码梯度
MR信号
•90度脉冲激发组织产生横向磁化矢量
SE序列图
•180度脉冲的作用？？？
•90 度激发脉冲关闭后，所产生的横向磁化 矢量很快衰减－－自由感应衰减（FID）
•横向磁化矢量的衰减是由于质子失相位
• 质子失相位的原因
1. 质子小磁场的相互作用造成磁场不均 匀（随机）－－真正的T2弛豫 2. 主磁场的不均匀（恒定），后者是造 成质子失相位的主要原因
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
饱和恢复序列（SR，部分饱和序列） 反转恢复序列（IR）-早期的IR SR序列结构图 90 TR
FID FID FID
直接检测FID 信号-信号弱 已较少采用
90
90
利用SR序列可得到T1WI

长回波链序列中，随着回波的采 集，组织的MR信号在不断衰减。
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
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
特点：一次激发后利用连续的180度脉冲 采集全部信号；ES较短（4-5ms）；TR 无穷大，无T1；模糊效应重；TE长（T2 权重）；SAR值高；脂肪信号更高 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
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
自旋回波类MRIபைடு நூலகம்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）
4、半傅立叶采集单次激发RARE
SIEMENS－－HASTE

三维图像的采集时间 Ts=TR × Ny× Nz × NEX
Nz=容积范围的分层数
一幅SE－T2WI图像采集所需要的时间
矩阵（Matrix）256×256 重复采集次数（NEX）＝2
TR＝3000ms，TE＝80ms
采集时间（TA）＝TR × Matrix (phase-encoding) ×NEX
TA＝3分44秒
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
SIEMENS－－－SS-TSE PHILIPS－－－ SS-TSE
•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
膝关节后交叉韧带断裂
ETL=15, TA=3分49秒
（3）、长ETL的TSE-T2WI
ETL>20 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
SE－T1WI
SE-T1WI增强扫描
SE序列一次激发只能采集一个回波
用SE序列采集一幅矩阵为256×256的图像需要 重复激发256次，填充K空间256条相位编码线
影响MRI信号采集时间的因素

二维图像的采集时间 Ts=TR × Ny × NEX
Ny=TR重复次数（相位编码的步级数/ETL） NEX=激励次数、信号采集次数
MRI常用序列及其应用
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）

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-TSE MRCP
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MRM TR无穷大，TE＝ 1100ms 扫描时间＝1秒
部分容积效应
第一时相
第二时相
MRI采集的运动相关部分容积效应
由于运动相关部分容积效应造成组织对比降低
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）
ES
ETL=3
RARE技术
回波间隙： echo
ES
space, ES
回波链中，两个
回波的时间间隔称 为回波间隙
ETL=3
RARE的K空间填充
有效TE
有效回波时间：90°脉冲中点到填充K空间中央的那个回波中点的时间间隔
RARE序列共同特点
快速成像：采集时间（TA）=1/ETLxTA(SE) 回波链中每个回波信号的TE不同 RARE序列图像的模糊效应：缩短ETL和ES（回 波间隙）可减少模糊 脂肪组织T2信号强度增高：ETL长、ES小
GE－－－－－
MARK 3000 )
SS-FSE
安科－－－FSE16 (OPEN
FSE
SS-FSE
单次激发(Single-shot)技术是回波采集的 极端表现形式 一次激发后采集所有的回波信号，填充整 个K空间 单层图像的采集时间仅为数十到数百毫秒
单次激发技术可用于
RARE序列
EPI序列

– 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。
（2）、中ETL的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：
短TR（200-500ms） 短TE（<20ms）
T1WI
长TR （>2000ms） 短TE（<20ms）
PD
短TR（200-500ms）、短TE（<20ms）
长TR（>2000ms）、长TE（>50ms） 长TR （>2000ms） 、短TE（<20ms）
T1WI
T2WI PD
T1WI
T2WI
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

脂肪组织质子间J-藕连被打断——T2值延长
180度脉冲引起的磁化转移效应
对磁场不均匀性不敏感-磁化率敏感伪影小 能量沉积增加： ETL长、ES小——SAR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）
PHILIPS－－ HF-SS-TSE GE－－－－ HF-SS-FSE
HASTE序列结构示意图
提示：90°脉冲后利用连续的复相脉冲采集填充K空间所需的所有回波， 但采集的回波只需填充K空间的一半多一点即可