脉冲序列原理及临床应用(WQ)医学课件-.ppt
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- 脉冲 序列 原理 临床 应用 WQ 医学 课件
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1、 脉冲序列原理脉冲序列原理 及临床应用及临床应用MR ModalityWang Qiang什么是序列(什么是序列(Sequence)?MR信号与下列因素有关:信号与下列因素有关:质子密度质子密度T1、T2值值化学位移化学位移相位相位运动运动上述每个因素对上述每个因素对MR信号的贡献受信号的贡献受RF脉冲脉冲、使用的、使用的梯度梯度以及以及信信号采集时刻号采集时刻的控制。的控制。把把射频脉冲射频脉冲、梯度场梯度场和和信号采集时刻信号采集时刻等相关各参数的等相关各参数的设置及其在时序上的排列称为设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列的脉冲序列(pulse sequence)。)。激发脉冲激发脉
2、冲预脉冲预脉冲组织饱和组织饱和回波产生回波产生Signal ProductionFIDSpin EchoGradient Echo自旋准备自旋准备Spin Preparation使用使用180度射频度射频脉冲产生回波的脉冲产生回波的序列序列用读出(频率编用读出(频率编码)梯度切换产码)梯度切换产生回波的序列生回波的序列GRE序列序列脉冲激发后直接脉冲激发后直接采集自由感应衰采集自由感应衰减信号减信号FID序列序列SE序列序列上述每一类序列都是一个庞杂的序列家族上述每一类序列都是一个庞杂的序列家族GE 脉冲序列脉冲序列Spin EchoLocalizerInversion RecoverySTA
3、NDARDPULSE SEQUENCESPECTROSCOPYFAST SPIN ECHOECHO PLANARVASCULARGRADIENT ECHOSpin Echo EPIDW EPIFSESSFSEFSE-IRSSFSE-IRTOF-GRETOF-SPGRPhase ContrastFast TOF GREGREFast GREFast GRE ETGradient Echo EPIFLAIR EPIFSE-XLFRFSE-XL T1 FLAIRT2 FLAIRFastCard-GREFastCard SPGRFast 2D Phase ContrastFast TOF SPGRSP
4、GRFast SPGRFIESTAPROBE-PPROBE-SPROSEPress CSISteam CSIFid CSI(MRS)Echo CSI(MRS)Spin Echo(MRS)AcceptSPIRALSpiral GRESpiral SPGR1SE家族家族SE FSE FSE-IR SE序列序列家族标志家族标志SE序列的特点序列的特点左枕叶脑脓肿左枕叶脑脓肿自旋回波扫描时间自旋回波扫描时间Scan TimeTR Phase NEX如果我们要采集一个如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像的图像T1WI:0.4 256 2=3分分24秒秒T2WI/PDWI:4 256 2=3
5、0分钟分钟!SE FSE提高扫描速度提高扫描速度 快速自旋回波快速自旋回波 FSE 快速自旋回波(快速自旋回波(FSE)回波间隔回波间隔回波链长度回波链长度有效回波有效回波几个概念:几个概念:9001800T2 衰减曲线衰减曲线T2*衰减曲线衰减曲线1800180018001800 快速自旋回波(快速自旋回波(FSE)Scan TimeTR*Phase*NEX/ETL如果我们要采集一个如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像的图像T1图:图:0.4*256*2/3=1分分8秒秒T2或或PD图:图:4*256*2/16=2分钟分钟多个多个180脉冲脉冲所所采集的回波各不采集的回波各不相
6、同。在重建图相同。在重建图像的时,会出现像的时,会出现图像的模糊。回图像的模糊。回波链越长,这种波链越长,这种情况越严重。情况越严重。回波链回波链 ETLTscan=TR NPhase NEX/ETLETL越大,扫描时间越短越大,扫描时间越短 图像模糊增加图像模糊增加 回波间隔回波间隔 ESP 22 8 14 ESP增加,扫描时间增加,图像模糊增加,扫描时间增加,图像模糊增加增加 SE FSE提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL减小图像模糊减小图像模糊 快速自旋回波序列加强快速自旋回波序列加强 FSE-XL快速自旋回波增强序列快速自旋回波增强序列FSE-XLFSEFSE-XL回聚脉冲持续时间
7、明显缩短,回聚脉冲振幅增加,缩短回聚脉冲持续时间明显缩短,回聚脉冲振幅增加,缩短 回波间隔,缩短回波时间,因而增加了回波间隔,缩短回波时间,因而增加了T2图像清晰度,图像清晰度,描层数增加,替代描层数增加,替代FSE序列。序列。SE FSE提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL保持保持T2对比,加快扫描速度对比,加快扫描速度 快速翻转自旋回波序列快速翻转自旋回波序列 Fast Recovery FSE (FRFSE)长长T2 信号信号短短 T2信号信号time18009001800180018001800FRFSE-XL序列特点序列特点900-9009
8、001800FSE序列的序列的T2WI扫描至少扫描至少TR 3000ms,T2组织信号的衰减会组织信号的衰减会减小减小FRFSE序列序列TR时间可以设定的非常短,时间可以设定的非常短,2200-2400ms的的TR时间可时间可 以到达最佳的以到达最佳的SNR,CNRFRFSE序列的临床应用序列的临床应用只能用于只能用于PD和和T2加权的成像,加权的成像,PD加权图液体会比较亮加权图液体会比较亮不能用于不能用于T1WI,即使使用即使使用T1的扫描参数,最终图像仍为的扫描参数,最终图像仍为PD广泛应用于全身各处组织的广泛应用于全身各处组织的T2成像,例如脑组织,脊柱,前成像,例如脑组织,脊柱,前列
9、腺,肝、肾部列腺,肝、肾部3D扫描可以进行扫描可以进行MRCP成像成像3D FRFSE fs MRCP RT重建图像重建图像 SE FSE提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL保持保持T2对比,加快扫描速度对比,加快扫描速度 SSFSE提高采集速度提高采集速度单次激发自旋回波序列单次激发自旋回波序列SSFSET2加权太重加权太重SNR低,边缘模糊伪影严重,图像不清晰低,边缘模糊伪影严重,图像不清晰SS-FSE MRCPSSFSE用于腹部扫描时,病变检出率小于用于腹部扫描时,病变检出率小于FSE-XL+呼吸门控呼吸门控 SE FSE提高扫描速度提高扫描速
10、度 FSE-XL减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL保持保持T2对比,加快扫描速度对比,加快扫描速度 SSFSE提高采集速度提高采集速度 FSE-IR改变图像对比改变图像对比 T1Flair T2Flair STIR纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量纵向磁化矢量翻转恢复序列结构图FIDSTIR序列的图像特点及临床应用序列的图像特点及临床应用对磁场的不均匀较不敏对磁场的不均匀较不敏感,因而比化学饱和压感,因而比化学饱和压脂更均匀脂更均匀因含有因含有T1加权而对加权而对T2对比显示不好,仅用于对比显示不好,仅用于偏中心(肩、颈椎、骶偏中心(肩、颈椎、骶椎)及低场强下的椎)及低场强下的T2压
11、压脂脂因抑制短因抑制短T1信号而不能信号而不能用于造影增强。用于造影增强。Multi-IR序列的图像特点及临床序列的图像特点及临床应用应用“黑血黑血”序列序列(Double IR)(dark-blood prepared TSE)使心使心腔中的血液信号被饱和而消失,有利于观察心肌壁的病变腔中的血液信号被饱和而消失,有利于观察心肌壁的病变.Triple IR(TRIM):在在Double IR的基础上添加翻转恢复脉冲,的基础上添加翻转恢复脉冲,抑制心包中脂肪的信号,对心肌病变的显示更为敏感。抑制心包中脂肪的信号,对心肌病变的显示更为敏感。T1WI FLAIRTE尽量短尽量短TR时间的选择与时间的
12、选择与TI时间有配对时间有配对关系,不匹配可以导致脑脊液关系,不匹配可以导致脑脊液呈灰色信号呈灰色信号T2FLAIR序列的图像特点及临床应序列的图像特点及临床应用用保持保持T2对比度的同时对比度的同时抑制自由水信号,突抑制自由水信号,突出出结合水结合水信号,便于信号,便于鉴别脑室内鉴别脑室内/周围高信周围高信号病灶(如多发性硬号病灶(如多发性硬化、脑室旁梗塞灶)化、脑室旁梗塞灶)以及与脑脊液信号难以及与脑脊液信号难于鉴别的蛛网膜下腔于鉴别的蛛网膜下腔出血,肿瘤及肿瘤周出血,肿瘤及肿瘤周围水肿等围水肿等 SEFSE提高扫描速度提高扫描速度 FSE-XL减小图像模糊减小图像模糊 FRFSE-XL保
13、持保持T2对比,加快扫描速度对比,加快扫描速度 SSFSE提高采集速度提高采集速度 FSE-IR改变图像对比改变图像对比 T1Flair T2Flair GRE STIR2GRE家族家族GRESPGRFIESTA梯度回波序列家族梯度回波序列家族 GRE扰相梯度回波(扰相梯度回波(Spoiled GRE)快速梯度回波序列(快速梯度回波序列(Fast GRE)LAVATRICKS真实稳态进动快速成像真实稳态进动快速成像(FIESTA)家族标志家族标志GRE序列特点序列特点 由于由于TR时间缩短,为了防止图像出现饱和,时间缩短,为了防止图像出现饱和,所以使用小角度射频脉冲所以使用小角度射频脉冲 去掉
14、去掉180翻转脉冲,以加快扫描速度,是对翻转脉冲,以加快扫描速度,是对磁场不均匀很敏感磁场不均匀很敏感 由于由于TR缩短,缩短,T2长的物质的横向磁化矢量无长的物质的横向磁化矢量无法衰减完全,所以往往存在法衰减完全,所以往往存在T2残留残留GRE图像特点及临床应用图像特点及临床应用 由于由于TR短,成像速度较短,成像速度较SE、FSE都快。因而都快。因而适适 用于快速扫描(如:屏气扫描)和定位像用于快速扫描(如:屏气扫描)和定位像 对磁场不均匀和磁化效应很敏感,因而在铁质对磁场不均匀和磁化效应很敏感,因而在铁质 沉积部(如基底节、亚急性出血部位)和磁沉积部(如基底节、亚急性出血部位)和磁敏敏
15、感系数差异较大的部位(如空气感系数差异较大的部位(如空气/组织、骨组织、骨/组组 织交界面)信号低织交界面)信号低 小翻转角和小翻转角和T2*驰豫使信号较弱且衰减很快,驰豫使信号较弱且衰减很快,因而因而SNR较低较低GRE序列组织对比不如序列组织对比不如FSE序列,但对序列,但对于脊髓中灰白质显示优于于脊髓中灰白质显示优于FSE SE提高扫描速度提高扫描速度 GRE MERGE提高信噪比提高信噪比MERGE(Multiple-Echo Recalled Gradient Echo)MERGE是一个是一个GRE序列。它采集多个序列。它采集多个TE值的值的回波进行平均,形成一个回波进行平均,形成一
16、个T2*对比的图像。对比的图像。技术特点技术特点SNR相对较高。由于采用多个相对较高。由于采用多个TE的回波进的回波进行平均。所以和行平均。所以和GRE比,在相同的比,在相同的TR时间内时间内,SNR较高。较高。组织对比改变。由于多个组织对比改变。由于多个TE的回波进行平均的回波进行平均,和以前同一,和以前同一TE的的GRE序列而言,对比稍显序列而言,对比稍显不同。不同。可以使用更高的可以使用更高的BW。由于。由于SNR提高,所以提高,所以可以使用更高的可以使用更高的BW,从而带来化学位移伪影,从而带来化学位移伪影和图像变形的降低。和图像变形的降低。临床使用体会临床使用体会组织对比改变。可以感
17、觉脊髓的灰白质对比组织对比改变。可以感觉脊髓的灰白质对比比比GRE更好,且更稳定些。更好,且更稳定些。RFT2*curvesMERGE脉冲序列临床应用脉冲序列临床应用颈椎横断位扫描的问题颈椎横断位扫描的问题1,常规,常规FRFSE/FSE间盘、小关节、颈髓显示好,但是流动伪影非常明显间盘、小关节、颈髓显示好,但是流动伪影非常明显2,常规常规GRE序列没有脑脊液流动伪影,颈髓对比度好,但是磁敏感伪影较重序列没有脑脊液流动伪影,颈髓对比度好,但是磁敏感伪影较重椎间孔、神经根显示不好,椎间孔、神经根显示不好,SNR较低较低3,FIESTA-C具有非常优秀的神经根显示,但是首末层有明显层面卷摺,颈具有
18、非常优秀的神经根显示,但是首末层有明显层面卷摺,颈髓对比度差,间盘、骨骼显示不好髓对比度差,间盘、骨骼显示不好123 2D MERGEHDx 标准扫描序列标准扫描序列横断位成像横断位成像清晰区分脊髓灰白质、脑清晰区分脊髓灰白质、脑脊液与脊髓信号脊液与脊髓信号Nerve rootsMERGE 序列的图像特点及临床应用序列的图像特点及临床应用MERGE与与GRE比较比较MERGEGRE(传统传统)SE提高扫描速度提高扫描速度 GRE SPGR消除消除T2残留残留 MERGE提高信噪比提高信噪比 扰相梯度回波序列扰相梯度回波序列 SPGR(FLASH)扰相梯度回波扰相梯度回波SPGR/FLASHSP
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