<template>
|
<div class="chapter" num="5">
|
<!-- 第61页 -->
|
<div class="page-box" page="61">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(61) > -1">
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<h1 class="firstTitle-l">第四章 脉冲序列</h1>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0069-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0019-02.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="center"><span class="bold">素质目标</span></p>
|
<p class="content">培养严谨的科学思维，能够将脉冲序列的基本概念与临床实践相结合，科学应用各种脉冲序列实现临床意图。</p>
|
<p class="center">……………………</p>
|
<p class="center"><span class="bold">知识目标</span></p>
|
<p class="content">（1）掌握：磁共振脉冲序列的基本概念和表示方法；基本自旋回波序列及其衍生序列、反转恢复序列及其变形序列、基本梯度回波序列及其变形序列的构成。</p>
|
<p class="content">（2）熟悉：回波平面成像法的基本原理。</p>
|
<p class="center">……………………</p>
|
<p class="center"><span class="bold">能力目标</span></p>
|
<p class="content">理解脉冲序列的工作原理及临床应用，能应用脉冲序列的原理指导临床实践。</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0019-03.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="titleQuot-1">【案例】</p>
|
<p class="content">
|
在磁共振成像中，需要设置许多成像参数，对设备硬件发出正确的指令，并协调各指令间的工作时序，以得到预想的图像。在磁共振设备的发展中，科学家们不断创新，设计了各种采集信号、重建图像的方法，包括对同一解剖层面用不同的采集参数采集信号，从而形成具有不同加权对比的图像，以便于解剖结构的显示或病灶的突出显示。人们将操纵这些硬件、软件协同工作的各种指令的有机组合称为序列。现在，各大厂商的磁共振设备中均集成了大量用于不同目的的序列，其命名方式等也多有不同，因此，在临床应用过程中，需要特别注意，深刻理解脉冲序列的工作原理，以指导科学高效的临床实践。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">【问题】</p>
|
<p class="content">1．什么是脉冲序列？</p>
|
<p class="content">2．为什么要设计脉冲序列？</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
051
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
<!-- 第62页 -->
|
<div class="page-box" page="62">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(62) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="center"><img class="g-pic" src="../../assets/images/0020_01.jpg" alt="" /></p>
|
<p class="content">
|
磁共振设备涉及诸多硬件与软件组件，要使它们协同工作，必须对它们发出正确的指令。这些指令构成了脉冲序列的各个组成部分。各种指令及相应的参数值必须以正确的时序施加，方可实现特定的成像目的，由此人们设计了多种多样的磁共振序列。掌握这些序列的构成、原理及临床应用是正确运用磁共振设备的关键。
|
</p>
|
<h2 class="secondTitle">第一节 脉冲序列基础</h2>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0070-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">一、脉冲序列的基本概念</h3>
|
<p class="content">
|
在磁共振成像中，需要针对临床要求对磁共振信号进行调制，也就是要通过对成像参数的各种设定获得需要的信号，进而重建出图像。这一过程涉及射频脉冲、梯度脉冲等多种因素。</p>
|
<p class="content">
|
要获得成像需要的信号，必须对射频脉冲和梯度脉冲进行相应的设定，从而形成脉冲序列的概念。简言之，磁共振脉冲序列就是一系列射频脉冲和梯度脉冲的有机组合，是为获得磁共振图像所采用的测量技术，是磁共振扫描的基本运行模块。
|
</p>
|
<p class="content">
|
脉冲序列包含一系列硬件指令，这些指令控制射频脉冲、梯度脉冲等成像参数。在执行时还需要操作者设定很多其他相关参数，参数的初始取值通常由厂商进行设定，用户仅可以在规定的范围内进行有限的调整。
|
</p>
|
<p class="content">磁共振诞生以来，各种先进的成像理念不断得到应用，临床应用场景不断扩大，催生了大量序列，且仍在不断发展中。</p>
|
<p class="content">
|
各大厂商序列的命名多有不同。有些经典序列的命名不同厂商之间基本一致，各厂商自行开发的专有序列往往采用自己的命名规则。由于生产磁共振设备的厂商众多，使得磁共振序列的命名十分复杂，往往给科学研究和临床使用带来困扰。
|
</p>
|
<p class="content">尽管脉冲序列种类繁多，但基本原理都是通过射频脉冲、梯度脉冲的作用，突出不同组织在弛豫时间（T<span
|
class="sub">1</span>、T<span
|
class="sub">2</span>）、质子密度、磁化率、化学位移、流动效应、分子热运动等方面的差异，并通过对相应信号的处理形成各种加权图像。因此，脉冲序列的本质就是调控各种硬件参数（射频、梯度、采集时间等）获取磁共振信号，以形成满足临床需要的各种图像。这些参数决定了图像的分辨力、对比度、信噪比等。
|
</p>
|
<p class="content">脉冲序列的类型取决于希望获得的图像的特性，受采集时间的约束。从整体看，一个脉冲序列可以分成两个部分，即自旋准备和信号产生（图4-1）。</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
052
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第63页 -->
|
<div class="page-box" page="63">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(63) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0071-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-1 脉冲序列的构成</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
自旋准备是在梯度场配合下进行的选择性激励，以形成横向磁化强度矢量。需要注意的是，并非所有序列都需要单独的自旋准备，有的序列通过优化扫描参数可以将自旋准备集成到成像序列本身中。一般来说，单独应用自旋准备通常是为了优化图像对比度、提升空间分辨力、提高采集速度、减少伪影、减少吸收率（specific-absorption
|
rate，SAR）等。</p>
|
<p class="content">信号产生是在横向磁化矢量弛豫过程中形成磁共振信号。通过接收线圈接收到磁共振信号后，再通过图像重建算法重建出断层图像。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、脉冲序列的表示方法</h3>
|
<p class="content">脉冲序列有多种表达方法。常用的表示方法有流程图法、时序图法、公式法。在各种表示方法中，时序图法是最常用的。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（一）常用符号</p>
|
<p class="content">脉冲序列的表示要采用特定的符号，但这些符号并没有统一的标准，因此在不同资料中可能存在差异，需要注意区分。</p>
|
<p class="content">
|
如图4-2所示为采用两种符号体系绘制的序列时序图。其中对于射频脉冲、梯度脉冲、回波信号的表示符号均不相同。在自行绘制序列时序图时，可以自主选择使用何种符号体系，但最好在同一本书中保持一致，不要混用不同的符号体系。
|
</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0071-02.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
053
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第64页 -->
|
<div class="page-box" page="64">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(64) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0072-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l-b">图4-2 两种不同的脉冲序列常用表示符号体系</p>
|
<p class="imgdescript-l">注：射频脉冲、梯度脉冲、回波信号等使用不同表示符号。一些资料中还有其他表示方法。</p>
|
</div>
|
<p class="titleQuot-1">（二）脉冲序列基本参数</p>
|
<p class="content"><span class="bold">1．时间参数</span></p>
|
<p class="content">（1）重复时间（time of repetition，TR）：脉冲序列执行一次需要的时间称为重复时间。例如在自旋回波（spin
|
echo，SE）序列中，相邻的两个射频脉冲间的时间间隔就是重复时间。不同的序列对重复时间的定义不尽相同，取决于其具体的脉冲序列结构。</p>
|
<p class="content">（2）回波时间（time of
|
echo，TE）：从产生横向磁化矢量的脉冲中点到回波信号中点的时间间隔称为回波时间。例如在SE序列中，从射频脉冲中点到自旋回波中点的时间间隔就是SE序列的回波时间。</p>
|
<p class="content">（3）反转时间（time of
|
inversion，TI）：在具有预反转脉冲的脉冲序列中，从预反转脉冲中点到射频脉冲中点的时间间隔称为反转时间。该时间对应某种组织的纵向磁化矢量从负的最大变为0所经历的时间。</p>
|
<p class="content">（4）采集时间：也可称为扫描时间，指整个脉冲序列完成信号采集所需的时间。不同序列的采集时间差异极大。</p>
|
<p class="content">
|
（5）有效回波时间：在多回波序列中，每个回波的时间不同，填充在K空间的位置也不同，将射频脉冲中点到填充K空间中心（零相位编码）的回波间的时间间隔称为有效回波时间。</p>
|
<p class="content">（6）回波间隙：多回波序列中相邻两个回波中点间的时间间隔。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">2．信号采集参数</span></p>
|
<p class="content">（1）翻转角：在射频脉冲作用下，净磁化强度矢量偏离平衡状态（B<span
|
class="sub">0</span>）的角度称为翻转角，也称为激发角度。该角度的大小取决于射频脉冲的能量（强度和持续时间），射频脉冲能量越大，翻转角越大。磁共振常用的翻转角度有90°、180°等。
|
</p>
|
<p class="content">（2）激励次数（number of
|
excitation，NEX）：也称为信号平均次数、信号采集次数，指序列每个相位编码步中重复采集信号的次数。增加NEX有助于提高信噪比，但会延长整个序列的采集时间。</p>
|
<p class="content">（3）回波链长度（echo train
|
length，ETL）：在多回波序列中，一次射频脉冲作用后产生和采集到的回波的个数。也有学者把这个参数作为序列的时间参数看待。回波间隙值越小，采集整个回波链的时间越短。在TR不变的情况下，减小回波间隙可增加回波链长度。
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
054
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第65页 -->
|
<div class="page-box" page="65">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(65) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content"><span class="bold">3．其他参数</span></p>
|
<p class="content">（1）视野（field of
|
view，FOV）：视野通常指图像中显示的二维区域的大小，每个维度可以用厘米（cm）或毫米（mm）为单位。在二维图像平面内，两个维度分别对应相位编码方向和频率编码方向（图4-3）。视野的大小要根据被扫描部位的大小、磁场均匀度等进行调整。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0073-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-3 视野</p>
|
</div>
|
<p class="content">图像的空间分辨力取决于视野的大小、相位编码步数和频率编码的点数，它们共同决定了K空间的采样（图4-4）。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0073-02.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-4 K空间采样</p>
|
</div>
|
<p class="content">图像空间和K空间的关系为</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0073-03.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">（2）矩阵：包括两方面，一个是用于信号采集的采集矩阵，另一个是用于重建图像的图像矩阵。</p>
|
<p class="content">通常用“行×列”的形式表示矩阵。如对二维图像，磁共振常用256×256的图像矩阵。视野和矩阵
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
055
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第66页 -->
|
<div class="page-box" page="66">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(66) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">大小决定了每个维度的像素大小，进而影响图像的空间分辨力。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（3）层厚：磁共振二维扫描时在z轴方向需要包含一定的厚度，也就是一个切片的厚度，这个厚度称为层厚。层厚的大小可以通过射频带宽、梯度大小进行控制。层厚大则信噪比得到改善，但z向的空间分辨力下降；层厚薄可以提高空间分辨力，但会导致信噪比降低。
|
</p>
|
<p class="content">（4）层间距：二维采集时，两个相邻层面间的间隔。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（三）常用的序列表示方法</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．流程图法</span> 按时间先后将脉冲序列的各个组件依次表示出来，清晰展示各组件之间的顺序和相互关系。缺点是当各组件间存在多种依赖关系时，图示会比较复杂，不能精确表示时间关系，不利于分析和理解。
|
</p>
|
<p class="content">图4-5为序列的流程图法示例。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0074-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-5 流程图法表示序列示例</p>
|
</div>
|
<p class="content"><span class="bold">2．时序图法</span> 是最常用的磁共振序列表示方法，便于不同序列间的相互比较和分析。</p>
|
<p class="content">时序图是对序列执行过程中不同硬件执行的基本操作步骤的框架式表示。</p>
|
<p class="content">
|
时序图中的一行代表一个硬件组件，时间按照从左到右增加。最核心的脉冲序列通常包括：射频脉冲、梯度脉冲（层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度）和磁共振信号，如图4-6所示。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0074-02.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l">图4-6 时序图中脉冲序列的核心组件</p>
|
</div>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">3．公式法</span> 基于布洛赫方程，用数学公式的形式表示脉冲序列。其优点是精确，便于数学推导和编程实现。缺点是比较晦涩难懂，对于非数学专业人员不够友好，极少应用，不再详细介绍。
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
056
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第67页 -->
|
<div class="page-box" page="67">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(67) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="ve6tical-middle">
|
<h3 class="thirdTitle">三、脉冲序列的分类</h3>
|
<p class="content">由于磁共振脉冲序列种类繁多、应用目标各异，故存在多种分类方法。例如，可以按照采集信号的种类分类，也可以按照成像速度分类，亦可以按照应用目的等分类。</p>
|
<p class="content">（1）按照采集信号的种类：可以分为采集自由感应衰减信号的序列、采集自旋回波的序列、采集梯度回波的序列及采集混合信号的杂合序列等。</p>
|
<p class="content">（2）按照成像速度：可以分为普通序列、快速序列。</p>
|
<p class="content">（3）按照应用目的：可以分为通用序列、专用序列。</p>
|
<p class="content">（4）按照信号采集方式：可以分为完全采集序列、部分采集序列。</p>
|
<p class="content">（5）按照采集信号的维度：可以分为二维序列、三维序列等。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第二节 自旋回波脉冲序列</h2>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0075-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">SE序列是最基础的磁共振脉冲序列之一，在各主流厂商的设备中均有配置。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">一、基本原理</h3>
|
<p class="titleQuot-1">（一）序列弛豫过程</p>
|
<p class="content">标准的SE序列由1个90°射频脉冲及1个180°相位重聚脉冲组成。90°射频脉冲产生宏观横向磁化矢量，180°相位重聚脉冲产生自旋回波信号（图4-7）。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0075-02.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-7 自旋回波序列脉冲时序</p>
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
057
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第68页 -->
|
<div class="page-box" page="68">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(68) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
90°射频脉冲后，净磁化强度矢量被翻转到XY平面上。射频脉冲终止后，XY平面上的磁矩逐渐失相位，产生FID信号。这里要注意，磁化强度矢量的翻转和弛豫并没有严格的先后关系，并非翻转完成后才开始弛豫。为了便于分析，暂且可以认为射频结束后才开始弛豫。
|
</p>
|
<p class="content">
|
横向磁化矢量容易受到组织特性和磁场不均匀等因素影响，导致FID信号衰减很快，不易采集和成像。SE序列在适当的时刻施加180°相位重聚脉冲，使发散的相位得以重聚，产生自旋回波，便于采集。
|
</p>
|
<p class="content">理论上，SE序列可以获得常规的T<span class="sub">1</span>WI、T<span
|
class="sub">2</span>WI、PDWI图像，但由于扫描时长的限制，后面两种加权成像应用较少。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）序列的图像对比</p>
|
<p class="content">SE序列的图像对比主要由TE、TR决定。</p>
|
<p class="content">TE决定图像的T<span class="sub">2</span>权重，TE越长，T<span
|
class="sub">2</span>权重越重。不同组织的T<span
|
class="sub">2</span>弛豫快慢不同，残留下来的宏观横向磁化矢量大小也不同，所采集的回波信号中带有不同组织的T<span
|
class="sub">2</span>弛豫信息。短TE可以减少组织T<span class="sub">2</span>弛豫对图像对比的影响，因为此时横向弛豫还未发生。
|
</p>
|
<p class="content">TR可以决定图像的T<span class="sub">1</span>弛豫权重，TR越短，T<span
|
class="sub">1</span>权重越重。由于不同组织T<span
|
class="sub">1</span>弛豫不同，同一时刻已经恢复的宏观纵向磁化矢量大小就不同，所采集的回波信号中就带有不同组织的T<span
|
class="sub">1</span>弛豫信息。长TR可以基本去除组织T<span class="sub">1</span>弛豫对图像对比的影响。</p>
|
<p class="content">在图像对比上，T<span class="sub">1</span>、T<span
|
class="sub">2</span>权重的意义需要格外注意，不同权重指其在弛豫过程中对图像对比度的影响大小，加权成像实际上是重点突出某方面特性，不代表其他方面的影响就不存在。如T<span
|
class="sub">1</span>WI主要是突出不同组织间T<span class="sub">1</span>弛豫差别，但这时组织的质子密度和T<span
|
class="sub">2</span>弛豫也同样参与了图像对比的形成。只要弛豫发生，这些影响就是不可避免的。</p>
|
<p class="content">
|
尽管我们尽量采用最短的TE去避免其他权重的影响，但采集回波需要时间。SE序列中TE最短也需要8～10毫秒，这段时间组织的横向弛豫是不可避免在进行的，因此T<span
|
class="sub">1</span>WI的图像对比还是会受到组织T<span
|
class="sub">2</span>弛豫差别的影响。所以，序列中选用合适的TE、TR是非常重要的。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、SE序列的优缺点</h3>
|
<p class="titleQuot-1">（一）优点</p>
|
<p class="content">
|
SE序列具有以下优点：①序列结构比较简单，脉冲数量较少，时序信号变化容易解释。②弛豫充分，具有良好的信噪比，图像的组织对比良好。③对磁场不均匀敏感性低，磁化率伪影较小。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）缺点</p>
|
<p class="content">
|
SE序列也有一些不足之处：①90°射频脉冲能量较大，纵向弛豫需要的时间较长，标准的SE序列一次激发仅采集一个回波，需采用较长的TR，序列采集时间长。②由于采集时间长，容易产生运动伪影，难以进行动态增强扫描。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、SE序列的临床应用</h3>
|
<p class="content">因为采集时间长，SE序列很少被用于进行T<span class="sub">2</span>WI和PDWI成像，目前多用于T<span
|
class="sub">1</span>WI图像获取。</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
058
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第69页 -->
|
<div class="page-box" page="69">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(69) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">SE序列可以用于颅脑、骨关节、软组织、脊柱、脊髓等部位的常规T<span
|
class="sub">1</span>WI成像。对腹部，需要配合呼吸门控技术，才可获得质量较高的图像。呼吸不均匀的被检者，容易产生运动伪影。</p>
|
<p class="content">由于采集时间长，不能利用SE序列进行动态增强扫描。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第三节 快速自旋回波脉冲序列</h2>
|
<p class="content">
|
在1个TR周期内，SE序列在一次90°射频脉冲激励后利用一个180°相位重聚脉冲采集一个自旋回波信号，需要等待回波，因此采集速度较慢。为加快成像速度，在TR周期内初始90°射频脉冲后连续施加多个180°相位重聚脉冲，并分别进行不同的相位编码，衍生出采集多个回波信号的快速自旋回波（fast
|
spin echo，FSE或turbo spin echo，TSE）序列。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">一、基本原理</h3>
|
<p class="content">FSE序列中，90°射频脉冲后紧随的多个180°相位重聚脉冲会依次产生回波信号，对每个回波采用不同的相位编码，有多少个回波，就可填充多少条K空间线。
|
</p>
|
<p class="content">通过将多条相位编码线共同用于填充单一的K空间，重建成一幅MR图像，显著减少了重复执行的次数，加快了成像速度。</p>
|
<p class="content">
|
相较于SE序列，FSE序列扫描时间明显缩短，运动模糊效应减弱，受磁场不均匀性及顺磁性的影响也更小。不过，由于耦合效应的存在，FSE序列中脂肪信号会比SE序列更高。同时，因多回波成像的特性（回波之间可能存在相位差异和幅度变化），FSE序列的图像边缘相较于SE序列会略显模糊。
|
</p>
|
<p class="content">
|
90°射频脉冲后采集到的是一连串回波，ETL的长短与FSE序列扫描时长成反比（图4-8）。ETL越长，FSE序列扫描时间越短（ETL越长，意味着在一个TR周期内采集更多的回波信号，从而填充更多的K空间线，这样可以减少重复的激励和扫描时间，进而加快成像速度）。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0077-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l">图4-8 快速自旋回波序列脉冲时序示意（ETL=2）</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
以n记每次90°射频脉冲激发后，180°相位重聚脉冲数量，则ETL=n。在其他成像参数不变的前提下，采集一个K空间数据所需的重复激励次数只需原来的1/n，采集时间也相应缩短到原来的1/n。
|
</p>
|
<p class="content">缩短回波间隔（echo
|
spacing，ES）时，FSE序列图像会发生如下变化：①回波链中各回波的TE差别缩小，图像的软组织对比增高。②回波链中各回波间的强度差异随之减小，图像模糊减轻。③在
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
059
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第70页 -->
|
<div class="page-box" page="70">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(70) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
平衡图像原有组织对比和模糊效应的前提下可增加ETL，加快采集速度。
|
</p>
|
<p class="content">
|
FSE序列的缺点在于：①脂肪组织的信号更高。②相同时间内ES越短，施加的180°聚焦脉冲增多，SAR值更高。③磁化转移效应增加，增加组织饱和并降低图像对比。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、FSE序列的特点</h3>
|
<p class="content">FSE序列临床应用广泛，序列参数的选择会影响图像的质量。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．采集时间比SE序列短</span> 由于90°射频脉冲后的回波链采集，在其他成像参数恒定的前提下，与SE序列相比，FSE序列的采集时间随ETL的增加缩短。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2．回波链中每个回波信号的TE不同</span> FSE序列在一次90°射频脉冲后利用多个180°相位重聚脉冲产生多个自旋回波信号，由于弛豫程度不同，每个回波信号的TE不同。首个回波的TE最短，末尾回波的TE最长，因此FSE序列的图像是由不同TE的回波信号构成的。
|
</p>
|
<p class="content">定义90°脉冲中点到填充K空间中心的回波中点的时间间隔为有效TE。</p>
|
<p class="content">K空间的中心区域决定图像对比。由于每个回波信号的TE各不相同，回波链中的各个回波会被施加不同的相位编码梯度，并填充在K空间相位编码方向上的不同位置。
|
</p>
|
<p class="content">
|
任何一个回波都可以被填充于K空间的中心位置，从而对图像的对比产生决定性影响。例如，如果我们选择将第一个回波填充于K空间中心（即采用很短的有效TE），组织T<span
|
class="sub">2</span>弛豫的影响就能被基本剔除，从而得到T<span
|
class="sub">1</span>WI或PDWI图像。同理，如果将最后一个回波填充于K空间中心（即采用很长的有效TE），就能获得T<span
|
class="sub">2</span>加权非常重的T<span
|
class="sub">2</span>WI。如果选择一个位于中间的合适回波填充K空间中心（即采用一个合适长度的有效TE），就能得到T<span
|
class="sub">2</span>权重适中的T<span
|
class="sub">2</span>WI图像。与对应的SE序列相比，FSE序列的组织对比度会有不同程度的降低。一般来说，ETL越长，图像的组织对比度就越低。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">3．FSE序列的图像模糊效应</span> 在FSE序列中，ETL不可以无限制地增加。原因在于，90°射频脉冲激发后，受T<span
|
class="sub">2</span>弛豫效应的影响，宏观横向磁化强度矢量将随时间推移逐渐减弱，即随着TE的不断延长，任何组织的信号强度都呈现衰减趋势。</p>
|
<p class="content">
|
在不考虑相位编码梯度对组织信号产生的干扰时，回波链中第一个回波信号最强，随后信号强度逐步减弱，直至最后一个回波信号变得最为微弱。这些强度各异的回波信号在填充K空间时，会导致傅立叶变换过程中出现定位偏差，进而引发图像模糊现象。
|
</p>
|
<p class="content">值得注意的是，ETL越长、ES越大，或者有效TE越短，填充于K空间的回波信号在强度上的差异就越大，图像的模糊程度也会相应加剧。</p>
|
<p class="content">
|
尽管延长ETL有助于缩减采集时间，但也会增加图像的模糊度，对图像对比产生不良影响。因此，在进行序列扫描时，需要全面权衡图像模糊度与扫描时间之间的关系。在追求减少图像模糊的同时，也需要在采集时间可接受的范围内尽量缩短ETL和ES。缩小ES有助于减小回波之间的信号强度差异，进而缓解图像的模糊现象。
|
</p>
|
<p class="content"><span class="bold">4．脂肪组织信号强度增高</span> 在SE T<span
|
class="sub">2</span>WI上，脂肪组织呈现中等偏高信号（灰白），而在FSE T<span
|
class="sub">2</span>WI上，脂肪组织则呈现高信号（白）。根据现有的主流理论，这种现象主要由两大因素导致：①脂肪组织内的质子之间存在着J-耦联，加剧磁场的波动，导致质子失相位速度加快。在FSE序列中，连续的180°相位重聚脉冲能够打断这种J-耦联，从而减缓脂肪组织中质子的失相位速度，延长其T<span
|
class="sub">2</span>，进而提升脂肪组织的信号强度。②180°相位重聚脉冲会引发磁化转移效应，导致非脂肪组织的信号相对降
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
060
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第71页 -->
|
<div class="page-box" page="71">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(71) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
低。相比之下，脂肪组织的磁化转移效应并不明显，因此其信号在FSE序列中相对较高。ETL越长，ES越小，脂肪组织的信号强度增加越显著。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">5．对磁场不均匀性不敏感</span> FSE序列同样利用180°相位重聚脉冲产生回波。由于相位翻转的原因，FSE序列对磁场不均匀性不敏感，磁化率敏感伪影相对较少。但也存在缺点，即对于一些能够增加磁场不均匀的病变（如出血等）的检测并不理想。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">6．能量沉积增加</span> 能量沉积增加是由于FSE序列的特殊结构所致。由于FSE序列需要多次施加180°相位重聚脉冲，会导致脉冲能量大幅增加，使能量在人体组织中迅速积聚。由于SAR值提高，可能导致人体温度升高等不良反应。尤其在高场MRI中，这种情况会更为明显，ETL越长，ES越小，SAR值增加得越明显。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、FSE序列的分类</h3>
|
<p class="content">FSE序列主要包括FSE T<span class="sub">1</span>WI序列、短ETL的FSE T<span
|
class="sub">2</span>WI序列、中等ETL的FSE T<span class="sub">2</span>WI序列和长ETL的FSE T<span
|
class="sub">2</span>WI序列。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">1．FSE</span> T<span class="sub">1</span>WI序列FSE T<span
|
class="sub">1</span>WI序列通常选择较短的ETL，因为随着ETL的增加，填充K空间的回波中TE长的回波信号也会增加，影响图像T<span
|
class="sub">1</span>对比度。因此，在FSE T<span
|
class="sub">1</span>WI序列中，应将第一回波信号填充在K空间的中心，选择最短的有效TE，以尽量减少T<span
|
class="sub">2</span>弛豫对图像对比的影响。通常TR为300～500毫秒，有效TE通常为8～15毫秒，ETL常为2～4，也可以根据具体需要对这些参数进行灵活调节。
|
</p>
|
<p class="content">与SE T<span class="sub">1</span>WI序列相比，FSE T<span
|
class="sub">1</span>WI序列在采集时间上有明显优势，但同时也存在着一些缺点：①由于受T<span
|
class="sub">2</span>弛豫的干扰，图像的T<span class="sub">1</span>对比度不如SE T<span
|
class="sub">1</span>WI序列。②FSE序列易产生模糊效应，影响图像清晰度。因此，在选择序列时，要综合考虑FSE T<span
|
class="sub">1</span>WI序列的优缺点，以确保获得更准确的诊断结果。</p>
|
<p class="content">FSE T<span class="sub">1</span>WI序列主要适用于对T<span
|
class="sub">1</span>对比度要求较低的部位，如脊柱、大关节和骨骼结构等。当需要更高的T<span
|
class="sub">1</span>对比度时，如对脑组织或腹部脏器进行检查时，一般不使用FSE T<span class="sub">1</span>WI序列。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">2．短ETL的FSE</span> T<span
|
class="sub">2</span>WI序列ETL为2～10，实际应用中ETL通常为5～10。</p>
|
<p class="content">短ETL的FSE T<span
|
class="sub">2</span>WI序列具有以下优点：①与SE序列相比，成像速度更快，成像时间通常在1～5分钟内。②由于ETL较短，序列的T<span
|
class="sub">2</span>对比度较好，接近SE T<span class="sub">2</span>WI的水平。③对磁场不均匀性不敏感，几乎没有磁敏感性伪影。
|
</p>
|
<p class="content">短ETL的FSE T<span class="sub">2</span>WI序列主要缺点是用于体部成像时可能会出现运动伪影，但在对T<span
|
class="sub">2</span>对比度要求较高的部位仍有其独特的优势。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">3．中等ETL的FSE</span> T<span
|
class="sub">2</span>WI序列ETL为10～20，与短ETL的FSE T<span
|
class="sub">2</span>WI序列相比，序列的特点表现为：①扫描速度更快，通常只需1～3分钟即可完成图像获取。②由于ETL相对较长，导致图像的T<span
|
class="sub">2</span>对比度不及短ETL的FSE T<span
|
class="sub">2</span>WI序列。基于这些特点，该序列广泛应用于颅脑、耳鼻喉、脊柱脊髓、骨关节软组织、腹盆部的T<span
|
class="sub">2</span>WI检查。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">4．长ETL的FSE</span> T<span
|
class="sub">2</span>WI序列ETL≥25，序列的特点有：①成像速度快，根据成像参数，成像时间可从20秒到3分钟，从而可进行屏气扫描。②由于ETL较长，图像模糊效应更为显著，且T<span
|
class="sub">2</span>对比度会降低。③屏气扫描时，屏气不好仍有明显运动伪影。</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
061
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第72页 -->
|
<div class="page-box" page="72">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(72) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">该序列主要用于两种情况：一是在体部屏气T<span class="sub">2</span>WI扫描中，针对由于呼吸幅度无法很好控制而导致短ETL的FSE
|
T<span class="sub">2</span>WI扫描失败的病例。二是在水成像方面，结合呼吸触发技术，进行腹部水成像，如MRCP、MRU等。</p>
|
<p class="content">在对FSE序列进行分类时，需要注意不同厂家生产的设备或不同型号、不同配置的设备在采用不同成像参数时会导致标准不固定，具体应用时还要根据图像实际情况做调整。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">5．FSE序列的衍生序列及临床应用</span> 随着软硬件技术的不断进步，FSE序列也在不断被改进并衍生出多种新的序列。这些新序列具有各种不同的特点，可以满足不同的临床需求。
|
</p>
|
<p class="content">（1）快速恢复FSE（fast recovery
|
FSE，FRFSE）序列：与SE序列一样，都采用90°射频脉冲进行激发，能够产生最大的宏观横向磁化矢量，获得具有良好信噪比的图像。</p>
|
<p class="content">由于90°脉冲传递给质子的能量较大，导致受激发组织的纵向弛豫时间较长。在进行PDWI或T<span
|
class="sub">2</span>WI时，为了减少纵向弛豫对图像对比的干扰，需要选择较长的TR，以尽量剔除纵向弛豫对图像对比的污染。在其他成像参数不变的情况下，TR延长意味着采集时间延长，如果能够加快组织的纵向弛豫，则可选用较短的TR，成像速度将加快，FRFSE序列就应用了促使组织纵向弛豫加快的方法。
|
</p>
|
<p class="content">
|
FRFSE序列原理并不复杂。该序列通过在回波链的最后一个回波采集后施加180°相位重聚脉冲，产生一个额外的回波，但不进行采集，再在相当于这个回波的TE时刻施加一个负90°射频脉冲，把180°脉冲重聚的横向磁化矢量偏转回B<span
|
class="sub">0</span>方向，从而加快组织的纵向弛豫。该序列尤其适用于T<span class="sub">1</span>值很长的组织，比如脑脊液。</p>
|
<p class="content">FRFSE序列利用组织T<span class="sub">1</span>值长和T<span
|
class="sub">2</span>值长的特点，将残留在回波链中的横向磁化矢量迅速偏转，加速纵向磁化矢量的恢复，从而可以选用较短的TR进行T<span
|
class="sub">2</span>WI成像。</p>
|
<p class="content">FRFSE序列与FSE序列在成像参数上没有区别，唯一不同的是最后一个180°相位重聚脉冲产生回波时的处理方式。</p>
|
<p class="content">（2）单次激发FSE（single shot FSE，SSFSE）序列：是一种采集速度更快的FSE序列。</p>
|
<p class="content">
|
与常规FSE序列相比，SSFSE序列有以下特点：①通过一次90°射频脉冲激发后，利用连续的180°脉冲采集填充K空间所需的所有回波信号，避免了回波链长度限制，大大提高了成像速度。②由于ETL很长，后续回波的信号难以保证，需要设置较短的ES，目前在1.5T机型上一般为4～5毫秒。③序列中不存在TR的概念，因为所有组织的宏观纵向磁化矢量都处于平衡状态，使得纵向弛豫对图像对比没有影响，无法进行T<span
|
class="sub">1</span>WI成像，仅用于T<span
|
class="sub">2</span>WI成像。④SSFSE的ETL较长，导致图像模糊效应明显，T<span
|
class="sub">2</span>对比受到影响。⑤ETL很长，ES很短，脂肪组织的信号很高。⑥由于能量沉积比较集中，导致SAR明显升高，为降低SAR值，常采用小于180°的相位重聚脉冲产生回波。⑦成像速度优势，在体部成像时，即便被检者不能屏气，也不会产生明显的呼吸运动伪影。⑧由于ETL很长，回波链中大部分回波的TE较长，因此T<span
|
class="sub">2</span>权重很重。</p>
|
<p class="content">SSFSE序列的作用主要有：①颅脑超快速T<span
|
class="sub">2</span>WI（仅用于不能配合检查的被检者）。②腹部脏器屏气超快速T<span
|
class="sub">2</span>WI。③屏气或呼吸触发水成像（如MRCP、MRU等）。</p>
|
<p class="content">（3）半傅立叶采集单次激发FSE序列（half-Fourier acquisition single-shot turbo
|
spin-echo，HASTE）：该序列是SSFSE序列的进一步衍生序列。</p>
|
<p class="content">
|
HASTE序列利用K空间填充的对称性特点，只采集填充K空间的一半多一点的数据，剩余的K空间数据根据K空间的对称性原则进行复制填充。这种方法有效地减少了数据采集时间，但由于K空间中央的数据对图像对比度至关重要，一般会多采集一点数据（即采集一半多一点的数据），以保
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
062
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第73页 -->
|
<div class="page-box" page="73">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(73) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
证K空间中央区域的数据完整。以相位编码步为256为例，需要采集的数据一般为136或144。因此，该技术被称为半傅立叶采集技术，也称为半K空间技术或部分K空间技术。该技术不仅适用于HASTE序列，实际上几乎可以用于所有的MR脉冲序列，为快速成像提供了便利。
|
</p>
|
<p class="content">
|
与SSFSE序列相比，HASTE序列具有如下特点：①HASTE序列只需采集填充略多于一半K空间的回波信号，因此扫描时间大幅缩短。②理论上空间分辨力保持不变，影像质量不受影响。③由于实际采集的回波信号只有原来的一半，理论上图像信噪比有所降低，相当于原来的70%左右。HASTE序列采集的是信号较强的回波，因此信噪比降低并不明显。④人体内能量的沉积减少。⑤脂肪组织信号高和T<span
|
class="sub">2</span>对比较差的问题依然存在。</p>
|
<p class="content">HASTE序列的临床应用与SSFSE相仿，主要用于神经系统和腹部超快速T<span
|
class="sub">2</span>WI成像，也可用于腹部水成像（如MRCP、MRU等）。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第四节 反转恢复序列</h2>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0081-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">不同的生物组织具有不同的T<span class="sub">1</span>弛豫时间。在SE序列中，通过T<span
|
class="sub">1</span>WI可以反映各组织间T<span class="sub">1</span>的差别。反转恢复（inversion
|
recovery，IR）序列提供了另一种研究T<span class="sub">1</span>差别的方法。</p>
|
<p class="content">与SE序列不同，IR序列首先施180°加射频脉冲，将纵向磁化矢量翻转到z轴的负向，之后纵向磁化矢量将按照T<span
|
class="sub">1</span>进行弛豫，每种组织均按照自己的弛豫速率向z轴正向恢复，在某个时刻经过0点，然后变为正值。在180°射频脉冲激发后，可以延迟一段时间，使不同的组织按照各自的T<span
|
class="sub">1</span>进行一定程度的纵向弛豫，由于它们的弛豫率不同，从而在不同组织间形成T<span class="sub">1</span>对比度。</p>
|
<p class="content">
|
从开始弛豫到纵向磁化强度矢量过0所经历的时间即TI，此过程中并无横向磁化矢量，因此无法测得磁共振信号。为了获得磁共振信号，可以某个时刻再施加一个90°射频脉冲，以产生横向磁化矢量，从而可以测得FID信号，获得T<span
|
class="sub">1</span>WI像。</p>
|
<p class="content">IR序列可以与其他序列结合，构造多种序列。例如，如果想测得SE信号，则只需要在TE/2时刻再施加一个180°相位重聚脉冲即可，如图4-9所示。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0081-02.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l">图4-9 反转恢复自旋回波序列时序图</p>
|
</div>
|
<p class="content">选择某组织的纵向磁化矢量过0的时刻施加射频脉冲，可使该组织不产生横向磁化矢量，从而在图像中不显示，达到抑制该组织信号的目的（图4-10）。</p>
|
</div>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
063
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第74页 -->
|
<div class="page-box" page="74">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(74) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0082-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-10 抑制特定组织原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">由于TI控制不同组织间的对比度，在IR序列中需要使用相对长的TR和短的TE。</p>
|
<p class="content">反转恢复序列的信号强度可表示为</p>
|
<p class="center">S∝S<span class="sub">0</span>（1-2e<span class="super">-TE/T<span
|
class="sub">2</span></span>） （式4-5）</p>
|
<p class="content">式中，S<span class="sub">0</span>是纵向磁化强度矢量。</p>
|
<p class="content">由于使用了180°翻转脉冲，磁化矢量发生了翻转，信号S可能取负值，因此有两种显示IR序列图像的方法。一种是图像的灰度介于±S<span
|
class="sub">0</span>之间，背景（如空气）通常信号为0，在图像中呈中等灰度。另一种是显示S，空气等纵向磁化为0的组织在图像中呈黑色。</p>
|
<p class="content">对于某种T<span class="sub">1</span>的组织，其纵向磁化过0的时刻可由下式计算</p>
|
<p class="center">1-2e<span class="super">-TI/T<span class="sub">1</span></span>=0</p>
|
<p class="center"> ⇒TI=T<span class="sub">1</span>ln2</p>
|
<p class="center"> =0.693T<span class="sub">1</span> （式4-6）</p>
|
<p class="content">只要知道某种组织在特定的磁场强度下的T<span class="sub">1</span>，即可据此公式估算欲抑制其信号所需的TI。</p>
|
<p class="content">
|
通常在IR序列中，一个反转脉冲对应一次序列采集。但在某些情况下，也可以多个反转脉冲对应一次序列采集。可以施加2个或3个反转脉冲再进行一次采集，如采用双反转恢复或三反转恢复实现“黑血”磁共振血管成像。
|
</p>
|
<p class="content">也有的序列中，一个反转脉冲后跟多个采集序列，用于不同的成像目的。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">一、快速IR序列</h3>
|
<p class="content">快速IR序列也称为反转恢复快速自旋回波（inversion recovery fast spin
|
echo，IRFSE）序列。其实质是IR序列与FSE序列的结合（图4-11）。</p>
|
<p class="content">
|
该序列首先施加一个180°反转脉冲，在特定的TI时再施加一个90°射频脉冲，以产生横向磁化矢量，之后连续施加多个180°相位重聚脉冲，并分别进行相位编码，获得多个回波信号。</p>
|
<p class="content">IRFSE序列中有回波链，与标准的IR序列相比，成像速度明显加快。</p>
|
<p class="content">由于存在负向磁化矢量，在形成横向磁化矢量时就有正负，所以当使用较短的TI时，取采集信号的幅值（绝对值），以使z向磁化矢量为正。</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
064
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第75页 -->
|
<div class="page-box" page="75">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(75) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0083-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-11 快速IR序列</p>
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">二、短时IR序列</h3>
|
<p class="content">脂肪的T<span
|
class="sub">1</span>时间比较短。因此，在IR序列中如果要抑制脂肪的信号，只需要选择在脂肪的磁化强度矢量过0的时刻施加90°射频脉冲，这种IR序列称为短时反转恢复（short
|
tau inversion recovery，STIR）序列。STIR序列的原理如图4-12所示。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0083-02.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-12 STIR序列原理图</p>
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">三、液体衰减IR序列</h3>
|
<p class="content">脑脊液和一些长T<span
|
class="sub">1</span>的组织在IR序列幅度图中往往呈过高的信号，有时会遮盖与其信号相似的组织结构或病变。液体衰减反转恢复（fluid attenuated
|
inversion
|
recovery，FLAIR）序列使用较长的TI减弱脑脊液和含水的解剖结构的信号，以便于显示原来被遮盖的解剖结构。FLAIR序列就像是抽干池塘的水，所有的鱼就自然显露出来，即所谓“竭泽而渔”。图4-13是FLAIR序列的原理图。
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
065
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第76页 -->
|
<div class="page-box" page="76">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(76) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0084-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-13 FLAIR序列原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">利用IR序列也可实现“黑血”磁共振血管成像，其机制与STIR和FLAIR类似，不同之处是TI要比STIR长、比FLAIR短（血液的T<span
|
class="sub">1</span>在1.5T时大约是脂类T<span class="sub">1</span>的5倍，比脑脊液的T<span
|
class="sub">1</span>短3～4倍）。另外，如果使用单次激发反转恢复，T<span
|
class="sub">1</span>值与血液接近的静止组织的信号也会被抑制，这是不希望出现的情况。可以通过使用双反转激发IR序列减少上述问题。第一个180°射频脉冲是非选择性激励，作用于整个射频线圈包括的容积，第二个180°射频脉冲为选择性激励，仅作用于待成像层面。选择血液的纵向磁化矢量过0的时刻再施加产生横向磁化矢量的射频脉冲或梯度脉冲，即可获得“黑血”像。
|
</p>
|
<p class="content">
|
双激励IR序列利用流入效应实现“黑血”，而SE序列是利用流出效应实现“黑血”，二者都是利用了血液的流动效应。利用3个180°射频脉冲激励的IR序列，可以再抑制除血液外另一种组织（如脂肪）的信号。
|
</p>
|
<p class="content">双激励和三激励IR序列常用于心脏和血管壁成像，成像时多利用心电触发技术，需要根据被检者的心律选择恰当的TR。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第五节 梯度回波类脉冲序列</h2>
|
<p class="content">在横向弛豫过程，通过读出梯度的反转也可实现相位重聚，这种序列称为梯度回波（gradient
|
echo，GRE）序列。梯度回波序列的主要特点是使用小角度激励，成像速度快，多用于需要快速成像的场合。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">一、常规GRE序列</h3>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0084-02.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">GRE序列使用小角度（＜60°）射频脉冲激励，通过读出梯度的反转实现相位重聚，获得回波信号（图4-14）。</p>
|
<p class="content">
|
梯度回波与自旋回波不同，并不是真正的回波，而是通过梯度场翻转有意地造成FID信号的失相位和相位重聚，来形成一种类似于回波的信号。磁场的不均匀、顺磁性或抗磁性对比剂导致的组织磁化率信号会被强调显示。这是由于对FID信号的散相位和相位重聚是在相对于主磁场的同一方向进行的，外磁场不均匀性的影响无法抵消。由于外磁场不均匀，导致横向弛豫加快，横向磁化矢量以T<span
|
class="sub">2</span><span class="super">∗</span>弛豫，远小于SE序列中的真正的T<span
|
class="sub">2</span>。</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
066
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第77页 -->
|
<div class="page-box" page="77">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(77) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0085-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-14 梯度回波序列原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
GRE序列中控制组织对比的主要因素是翻转角。根据想获得的图像对比，翻转角可选几度或大于90°，大多数情况下选择远小于60°的翻转角。在TR非常短的情况下，小翻转角需要的激励时间更短，产生的横向磁化矢量更大。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（一）使用长TR的GRE序列</p>
|
<p class="content">使用长TR（大于200毫秒）、大于45°翻转角的GRE序列的图像对比特性与SE序列类似，主要区别是图像对比是基于T<span
|
class="sub">2</span><span class="super">∗</span>而非基于T<span
|
class="sub">2</span>的。使用较长的TR会倾向于突出T<span class="sub">2</span><span
|
class="super">∗</span>和T<span class="sub">2</span>间的差别，而不是改善T<span
|
class="sub">2</span>对比。通过使用短TE（5～10毫秒）可获得T<span
|
class="sub">1</span>WI。多数情况下，除了在希望观察磁化率差异形成的对比时，长TR的GRE序列是无用的。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）使用短TR的GRE序列</p>
|
<p class="content">
|
使用小于50毫秒的TR时，横向弛豫不能充分进行，在序列和序列之间，纵向磁化矢量和横向磁化矢量形成一个“稳态”的平衡。这个稳定的横向磁化是前一个序列中的射频激励脉冲形成的，此时会产生两个信号：一个是当前射频激励脉冲形成的FID信号；另一个是由于稳态横向磁化存在，由前一个序列中的射频激励脉冲形成的回波信号，该回波信号包含T<span
|
class="sub">2</span>和T<span class="sub">2</span><span class="super">∗</span>对比。</p>
|
<p class="content">根据信号的混合特性，可分成不同的GRE序列，如相位相干、非相位相干、稳态自由进动（steady state free
|
precession，SSFP）等，可形成不同的组织对比加权。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">1．相位相干GRE序列</span> 图4-15是相位相干GRE序列的原理图。</p>
|
<p class="content">
|
其中，在回波形成后、下次脉冲序列开始前，施加了一个与相位编码梯度强度相同、极性相反的反向相位编码梯度，以使磁化矢量相位重聚。当翻转角在30°～60°时，组织对比主要基于T<span
|
class="sub">2</span>/T<span class="sub">1</span>，由于大多数长T<span
|
class="sub">1</span>的组织也是长T<span class="sub">2</span>，因而对比极低。但在某些情况如磁共振血管成像时，这种低对比有意义。
|
</p>
|
<p class="content">相位相干GRE也简称为稳态梯度重聚采集（gradient recalled acquisition in the steady
|
state，GRASS）、稳态进动快速成像（fast imaging with steady state precession，FISP）（图4-16）、稳态傅立叶采集（Fourier
|
acquired steady state，FAST）等。</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
067
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第78页 -->
|
<div class="page-box" page="78">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(78) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0086-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-15 相位相干GRE序列原理</p>
|
</div>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0086-02.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-16 FISP序列原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">使用相位相干回波的稳态序列形成的是T<span class="sub">2</span><span
|
class="super">∗</span>和质子密度对比，当TR、TE很短、翻转角很小时，无法形成可用的对比，但血流可呈高信号，有助于增强血管的对比，可应用于磁共振血管成像。
|
</p>
|
<p class="content"><span class="bold">2．非相位相干GRE序列</span> 当TR非常短时，由于小翻转角形成的纵向磁化矢量差很小或大翻转角时T<span
|
class="sub">2</span><span class="super">∗</span>效应占主导，稳态采集难以形成很强的T<span
|
class="sub">1</span>加权。可以通过使用长TR（至少4～5倍的T<span
|
class="sub">2</span>长）或在不同的脉冲序列中引入非相干相位差“破坏”稳态横向磁化矢量，以减轻T<span class="sub">2</span><span
|
class="super">∗</span>的影响（图4-17），此序列也称为“扰相”GRE序列或“相位损毁”GRE序列，也称为损毁小角度激发（spoiled fast
|
low-angle shot，FLASH）序列（图4-18）、损毁梯度回波（spoiled gradient echo，SPGR）序列、T<span
|
class="sub">1</span>快速场回波（T<span class="sub">1</span>fast field echo，T<span
|
class="sub">1</span>-FFE）序列等。</p>
|
<p class="content">由于使用GRE序列的主要原因是快速成像，因此不常用延长TR的方式进行相位损毁，除非在交替多层面采集时。</p>
|
<p class="content">
|
实际中可以使用相位损毁梯度。使用相位编码梯度作为损毁梯度，但其对损毁横向稳态磁化矢量效果不佳，除非梯度的面积能够在不同的TR间动态变化。即便如此，由于梯度产生不均匀的磁场，这种损毁在空间上并不均匀。
|
</p>
|
<p class="content">
|
另一个更好的方法是使用射频损毁。射频损毁方法是在两个脉冲序列间使用不同相位的RF激励脉冲。射频发射器和接收器都具有锁相功能，因此接收器可以区分梯度回波的相位与前一个射频激励
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
068
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第79页 -->
|
<div class="page-box" page="79">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(79) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
形成的自旋回波的相位，从而将两种信号分离。射频损毁不仅可以提供空间上更加均匀的结果，还可以避免不同TR间的变化的涡流。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0087-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l">图4-17 非相位相干GRE序列原理</p>
|
</div>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0087-02.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图4-18 FLASH序列原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
在应用射频损毁GRE序列时，必须在相位编码方向应用一个反相位梯度，以使在空间的三个方向上梯度的面积在各TR间保持不变，使损毁与空间无关。且在每个TR内，接收到的磁共振信号还必须移动某个设定的相位，以保证K空间数据的一致性。
|
</p>
|
<p class="content">使用短TR、短TE和中大翻转角可得到T<span class="sub">1</span>WI，横向磁化破坏梯度重聚回波（spoiled
|
transverse magnetization gradient recalled echo，SPGR）常用于三维容积采集。其采集时间短，可获得良好的解剖结构T<span
|
class="sub">1</span>WI像。该序列的特点是“亮血”和有磁敏感伪影。在使用钆对比剂时，由于对磁敏感性的极大灵敏度，SPGR能产生比SE T<span
|
class="sub">1</span>WI高的T<span class="sub">1</span>对比。不足之处是对化学位移伪影、磁场不均匀性等更加敏感且信噪比低。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、稳态自由进动GRE序列</h3>
|
<p class="content">在GRE序列中，当TR极短（小于50毫秒）时，TE的时长不足以形成T<span
|
class="sub">2</span>对比，此时梯度相位重聚效率低且以T<span class="sub">2</span><span
|
class="super">∗</span>效应为主。SSFP序列主要检测在2TR时，在下一个脉冲序列出现的由前一个序列的激励脉冲形成的回波。为使该回波在时间上尽量靠前，需要专门应用一个相位反向梯度，以加速
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
069
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第80页 -->
|
<div class="page-box" page="80">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(80) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
激励脉冲形成的回波的相位重聚，以使其在下一个脉冲序列前重聚并衰减（图4-19）。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0088-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l">图4-19 稳态自由进动GRE序列原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
在SSFP中有两个TE时间，其中之一是真正的TE，是回波峰值与下一个激励射频脉冲间的时间间隔；另一个称为有效回波时间，是从产生形成当前回波的FID信号的射频脉冲到回波峰值间的时间间隔，因此有效回波时间比TE长。
|
</p>
|
<p class="content">SSFP序列能得到真正的T<span
|
class="sub">2</span>WI，对颅脑和关节成像非常有用，亦可用于三维容积采集。“平衡”的SSFP序列在空间的3个维度应用对称的梯度，可以消除流动造成的相位偏移，提供T<span
|
class="sub">2</span>/T<span class="sub">1</span>的对比和高的采集速度，特别适用于心脏成像。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第六节 回波平面成像序列</h2>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0088-02.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">一、基本概念</h3>
|
<p class="content">回波平面成像（echo-planar
|
imaging，EPI）是一种数据采集技术，成像时间极短，是当前最快的磁共振信号空间编码方法之一，可以在数十毫秒的时间内生成一幅二维图像。在许多具有挑战性的磁共振成像任务（扩散成像、灌注成像、脑功能成像、心脏成像、实时成像等）中，EPI具有重大价值。
|
</p>
|
<p class="content">有的书籍也将这一序列译为平面回波成像。</p>
|
<p class="content">
|
根据该方法的数据采集原理可知，其关键在于一次采集一个平面的数据，故可称为平面成像，又由于其采集的是由梯度振荡所形成的梯度回波，因此属于采集回波的序列，故其本意应当为“采集回波的平面成像法”。
|
</p>
|
<p class="content">
|
EPI与自旋回波或梯度回波不同之处是读出梯度和相位编码梯度的施加方式。EPI使用一系列双极读出梯度产生梯度回波链。在相位编码梯度，则对每个梯度回波进行单独的相位编码，因此可以在
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
070
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 第81页 -->
|
<div class="page-box" page="81">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(81) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第四章 磁共振成像原理</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
一个FID或SE回波的包络中采集多条K空间线数据。
|
</p>
|
<p class="content">
|
由于梯度回波的速度比自旋回波快得多，EPI的成像时间极短。典型的单次激发EPI在一次射频激励后可以产生约100个梯度回波，可以重建一幅低分辨率的二维图像，相当于在1秒内对待成像层面进行了一次“快照”。
|
</p>
|
<p class="content">EPI既可用于二维采集，也可用于三维采集，主要是二维采集应用。在二维采集时，EPI可以利用一次激发采集整个层面的数据。</p>
|
<p class="content">在EPI中，相位编码梯度在紧跟的读出梯度间不用翻转，因此在K空间中可以顺序填充，而在读出期间频率编码梯度在正极性和负极性间交替变化，形成梯度回波。</p>
|
<p class="content">尽管EPI可以用极快的速度采集整个层面的图像数据，但它也有诸多不足。</p>
|
<p class="content">首先，读出期间任何的相位偏差（磁场不均匀、磁敏感累积）都会造成图像失真。</p>
|
<p class="content">
|
其次，来回采集N条数据线时，任何的系统不精确都会导致回波不能精确对准。由于K空间是由N/2条偶数线和从相反方向采集的N/2条奇数线交替排列组成的，任何的位置偏差均可导致图像中的偏移伪影（N/2鬼影），其表现是图像偏移半个FOV。
|
</p>
|
<p class="content">
|
EPI易受多种伪影影响，主要是沿相位编码方向的“鬼影”。很多物理现象和系统缺陷都会给EPI造成伪影。在相位编码方向上，化学位移伪影尤其严重，为此，在EPI序列中几乎总是需要脂肪抑制。主磁场不均匀、涡流、伴随磁场等可以导致EPI图像严重失真并伴信号损失。梯度回波链形成过程中的T<span
|
class="sub">2</span><span class="super">∗</span>衰减会导致图像模糊。</p>
|
<p class="content">
|
EPI采集SNR较差、分辨力低、伪影多（尤其是化学位移伪影和磁敏感伪影），但它提供了实时成像能力，对于研究时间相关生理过程和功能成像非常有用。应用中的安全关切主要是快速梯度切换和可能对被检者的神经刺激。噪声、图像伪影、图像失真、化学位移等因素限制了EPI在许多成像过程中的应用。
|
</p>
|
<p class="content">
|
最初的EPI是单次激发脉冲序列，通过单次激发产生的回波链一次性采集重建图像所需的整个K空间数据。单次激发EPI时间分辨力高，但对硬件要求高，因此常导致图像质量降低。</p>
|
<p class="content">
|
多次激发EPI在每次射频激发时只采集部分的K空间数据，不同射频激发采集的数据组合起来形成完整的K空间，再进行图像重建。图像的空间分辨力不再受限于ETL，可以使用256×256或更大的矩阵。
|
</p>
|
<p class="content">多次激发EPI能得到更好的图像质量，且对硬件的要求要低。不足之处是增加了扫描时间，故对运动更敏感。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、常用EPI序列</h3>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．SEEPI序列</span> 二维SEEPI序列在90°射频脉冲激励和180°相位重聚脉冲后的规定时间内，利用读出梯度和相位编码梯度产生一系列梯度回波，每个梯度回波都是在不同的TE测量的。如果有效TE等于自旋回波的TE，图像将以T<span
|
class="sub">2</span>加权为主，可以提升EPI的图像质量。自旋回波EPI序列的主要不足是会减弱对血氧合水平依赖（blood oxygenation level
|
dependent，BOLD）对比的灵敏度。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2．GREEPI序列</span> GREEPI序列先由射频脉冲产生FID信号，再利用一系列空间编码梯度形成梯度回波链。由于TR时间较长，为了使信噪比最大，通常采用90°射频脉冲激励，并使用频率选择激励脉冲，抑制脂肪信号产生的化学位移伪影。序列最后一般会应用一个损毁梯度，使剩余的横向磁
|
</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">
|
071
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<div class="page-box" page="82">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(82) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<!-- 第82页内容 -->
|
<div class="vertical-middle">
|
<p class="content">
|
化矢量失相位。
|
</p>
|
<p class="content">
|
梯度回波EPI序列的K空间线（相位编码方向）是在不同的TE采集的，相应的梯度回波的幅度按指数规律衰减。可以使用回波链中较靠后的回波填充K空间中央区域，获得重T<span
|
class="sub">2</span><span class="super">∗</span>加权成像，也可以通过调整参数减轻T<span
|
class="sub">2</span><span class="super">∗</span>权重。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">3．IREPI序列</span> IREPI序列在梯度回波或自旋回波序列前施加反转恢复序列。该序列可用于在FLAIR成像时衰减脑脊液的信号，低信噪比限制了该序列在脂肪抑制中的应用。
|
</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0090-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-01.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="center"><span class="bold">压缩感知磁共振成像</span></p>
|
<p class="quotation">
|
随着磁共振成像技术的不断发展，一些新兴的脉冲序列逐渐应用于临床实践，为疾病的诊断和研究提供了新的视角和方法。例如，压缩感知磁共振成像（compressed sensing
|
MRI，CS-MRI）是近年来备受关注的前沿技术。它基于信号的稀疏性原理，通过在数据采集过程中引入随机采样模式，结合先进的信号重建算法，能够在显著减少数据采集量的情况下重建出高质量的磁共振图像。CS-MRI不仅大幅缩短了扫描时间，还提高了患者的舒适度，尤其适用于需要快速成像的场景，如心脏成像、神经功能成像等。
|
</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0090-02.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="right-info">（侯庆锋 杨帅 徐隆基）</p>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">
|
072
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
</template>
|
|
<script>
|
export default {
|
name:"chapterFore",
|
props: {
|
showPageList: {
|
type: Array,
|
default: () => []
|
}
|
}
|
}
|
</script>
|
|
<style></style>
|
