平時工作時都喜歡說這個是T1序列,,那個是T2序列,,其實我們說的都只是序列的權(quán)重而非序列本身的名稱,根據(jù)成像所需要采集的信號進(jìn)行分類,,序列大致可分為四種,,采集自旋回波信號的SE序列,采集梯度回波的GRE序列,,同時采集不同信號的混合序列,,比如一次屏氣的3D MRCP GRASE序列,最后一種是采集自由感應(yīng)衰減信號的FID序列,,現(xiàn)在基本已經(jīng)不使用了,。 FID序列在這簡單提一下,之后就不專門寫了,,F(xiàn)ID序列在射頻脈沖激勵后產(chǎn)生橫向磁化矢量,,然后使用接收線圈直接采集橫向磁化矢量衰減過程中得到的信號進(jìn)行成像,橫向磁化矢量越大產(chǎn)生的FID信號就越強,,圖像上信號就越高,,反之組織橫向磁化矢量越小產(chǎn)生的FID信號就越弱圖像信號就越低,在磁共振發(fā)展早期低場磁共振FID序列應(yīng)用較多,。 自旋回波作為磁共振經(jīng)典序列有很多應(yīng)用及衍生序列,,一般我們都喜歡將自旋回波序列稱作SE序列,,英文全稱為Spin Echo,該序列脈沖結(jié)構(gòu)為一個90°射頻脈沖對成像組織進(jìn)行激發(fā),,然后是一個180°回聚脈沖對矢相位質(zhì)子進(jìn)行回聚產(chǎn)生自旋回波信號,,然后反復(fù)循環(huán)此過程得到足夠的信號進(jìn)行K空間填充。 90°射頻脈沖中點到回波中點的時間將其定義為回波時間,,也就是常說的TE,,90°射頻脈沖中點到下一個90°射頻脈沖中點定義為重復(fù)時間,也就是TR,。 圖1:自旋回波脈沖結(jié)構(gòu)示意簡圖
TR,、TE在前面的文章中已經(jīng)說過很多次了,TR主要影響圖像的T1權(quán)重,,TE主要影響圖像的T2權(quán)重,,因此SE序列中不同的權(quán)重需要搭配不同的TR以及TE。SE序列主要涉及的權(quán)重為T1,、T2,、PD,上一篇公眾號已經(jīng)詳細(xì)講過了,,這里主要介紹一下SE序列目前的應(yīng)用及優(yōu)缺點,。 目前臨床工作中SE序列基本都是應(yīng)用于T1權(quán)重,T1權(quán)重為短TR短TE,,而較短的TR除了帶來圖像權(quán)重的變化之外,,還有掃描時間的縮短,現(xiàn)在全身很多部位的T1平掃及增強都是使用的SE序列,。至于為什么不用于T2及PD權(quán)重,,因為這兩種權(quán)重需要的TR都很長,且SE序列一次激勵僅采集一個回波,,導(dǎo)致掃描時間動輒十幾分鐘甚至更長,。 圖2:聯(lián)影T1權(quán)重SE序列 SE序列具有圖像組織對比較好、圖像信噪比較好,、對磁場均勻性不那么敏感等優(yōu)點,,其最大的缺點就是掃描時間過長,導(dǎo)致無常廣泛應(yīng)用于T2,、PD權(quán)重,,掃描時間延長的同時會增加運動偽影產(chǎn)生的幾率,而且很難應(yīng)用于動態(tài)增強,。 由于SE序列的種種局限性,于是產(chǎn)生了快速自旋回波序列,,說起快速自旋回波可能大家都很熟悉,,那如果說RARE技術(shù)呢,?是不是有點懵感覺很陌生?其實快速自旋回波序列使用的就是RARE技術(shù),,英文全稱叫做Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement,,顧名思義就是馳豫增強快速采集技術(shù)。可能有的老師會覺得知道這個對臨床工作并沒有多大的幫助,,記得之前聽張英魁老師的課他說了一句話至今還清晰記得,,現(xiàn)在的人都喜歡去關(guān)注新技術(shù)新應(yīng)用,卻忽略了最基礎(chǔ)的東西,,殊不知有了這些基礎(chǔ)的東西才能不斷形成新的技術(shù),。 快速自選回波序列在不同的廠家有不同的名稱,聯(lián)影,、GE都叫FSE,,F(xiàn)ast Spin Echo,簡單直接,,西門子,、飛利浦則叫做TSE,Turbo Spin Echo,,這個Turbo在這里不能直接翻譯為渦輪增壓,,它同樣代表了快速的意思。 FSE序列與SE序列的區(qū)別在于前者90°射頻脈沖激勵后接著多個180°回聚脈沖產(chǎn)生多個回波信號,,使得TR重復(fù)次數(shù)明顯減少達(dá)到提高掃描速度的目的,。這時候就涉及到了一個重要的參數(shù)——回波鏈,也常叫作ETL,,Echo Train Length,,假如激發(fā)脈沖后面有5個回聚脈沖,這時候回波鏈就為5,,回波鏈越長掃描時間也就越快,,但同時也會由于后面回波信號逐漸減弱造成圖像模糊。激發(fā)脈沖與填充到K空間中心的回波中點之間的時間定義為有效回波時間,,effective TE,,相鄰兩個回波之間的間隔叫做回波間隙,ES,,Echo Spacing,。 ?圖3:快速自旋回波脈沖結(jié)構(gòu)示意簡圖 FSE序列能應(yīng)用于各種權(quán)重,但是在T1權(quán)重對比度方面不如普通的SE序列,,普通的PD權(quán)重比如關(guān)節(jié)所使用的FSE序列一般回波鏈較短,,顱腦脊柱等部位的T2權(quán)重序列一般為中等長度回波鏈,而體部屏氣等對運動偽影抑制要求較高的T2權(quán)重序列則需要較長的回波鏈,?;夭ㄦ滈L短數(shù)值需根據(jù)場強,、機型、掃描場景等因素進(jìn)行合理的選擇,,可參考上一篇關(guān)于對比度的文章,。圖4:聯(lián)影3.0T場強腹部屏氣T2序列選擇了較長回波 FSE序列還可以搭載不同技術(shù)形成新的衍生序列,接下來將會舉例介紹其中比較典型的幾個,。 聯(lián)影叫做fse-arms或手臂/機械臂技術(shù),,西門子叫做Blade或刀鋒技術(shù),GE叫做Propeller或螺旋槳技術(shù),,飛利浦叫做Multivane或風(fēng)車技術(shù) ,。對于癲癇等無法自主控制的患者以及兒童等特殊檢查者,制動成為了磁共振成像最大的難題,。普通的FSE序列采集到回波信號后依次從上至下填充到K空間中,,而arms序列則是進(jìn)行螺旋式填充K空間,在最后進(jìn)行圖像重建的時候?qū)⑦\動幅度過大的數(shù)據(jù)采取剔除處理,,從而達(dá)到消除運動偽影的目的,。圖5:arms序列K空間填充方式 關(guān)于arms序列的相關(guān)參數(shù)主要有兩個——回波鏈長度、覆蓋因子,?;夭ㄦ満推胀ǖ腇SE序列一樣,代表激發(fā)脈沖后的回聚脈沖數(shù)量,,同時也表示K空間內(nèi)填充一條“手臂”所需的K空間線數(shù),。覆蓋因子表示“手臂”所覆蓋的K空間面積,增加覆蓋因子可增加K空間中心的填充區(qū)域使得圖像對比度更好,、防動效果更佳,,但也會延長掃描時間。圖6:不配合患者使用常規(guī)序列與arms序列效果對比 上篇文章說過,,T2序列是長TR原因在于某些組織T1值過長,,縱向磁豫很慢,對于一般的腦白質(zhì)腦灰質(zhì),,2500ms左右的TR已經(jīng)足夠完成縱向磁豫了,,但對于T1值更長的腦脊液來說縱向磁豫并未完成,這時候得到的圖像就達(dá)不到理想的對比度,,這時候為了良好的對比度,,我們只能將TR增加至腦脊液的T1值以上,對比度OK了,,但掃描時間則延長了很多,。為了平衡對比度及掃描時間,也就是短TR的參數(shù)掃描得到長TR的效果,出現(xiàn)了驅(qū)返平衡技術(shù),。 聯(lián)影叫就叫驅(qū)返平衡de,,在參數(shù)序列卡中可進(jìn)行調(diào)整,,西門子叫做TSE-RESTORE,,參數(shù)contrast卡中選擇Restore Magn,飛利浦參數(shù)contrast卡中選擇DRIVE,,GE則直接是命名序列,,快速恢復(fù)快速自旋回波序列,F(xiàn)RFSE,,F(xiàn)ast Recover FSE,。 使用了驅(qū)返平衡技術(shù)后,即使較短的TR也能得到類似較長TR的對比,,同時還因為不增加TR從而縮短了掃描時間,。圖7:聯(lián)影驅(qū)返平衡選擇范圍為-1到1 也叫單次激勵FSE序列,聯(lián)影稱作ss fse或fse-ssh,,Single Shot FSE,,相較于普通的FSE序列掃描速度更快,普通FSE需要多次射頻脈沖激發(fā)后才能完成K空間的填充,,而單激發(fā)FSE序列則是一次激發(fā)就可以得到填充一幅K空間圖像所需的全部信息,。 單激發(fā)FSE的特點就是更長的回波鏈,更快的掃描速度,,掃描速度的提升可能會造成圖像模糊,,為減輕圖像模糊效應(yīng),我們可以通過縮短回波間隔,、使用并行采集,、部分傅立葉技術(shù)、驅(qū)返平衡技術(shù)等措施,,在較短的時間內(nèi)采集完成所有回波鏈,,從而減小因T2馳豫影響產(chǎn)生的圖像模糊。圖8:聯(lián)影單激發(fā)FSE序列超長回波鏈 單激發(fā)FSE序列的應(yīng)用主要在體部屏氣T2序列,、胎兒胎盤T2成像,、長T2組織水成像,比如MRCP,、MRU等,。圖9:聯(lián)影3.0T單激發(fā)一次屏氣全心黑血成像序列圖10:聯(lián)影1.5T胎兒單激發(fā)FSE序列圖10:聯(lián)影1.5T腹部冠狀位及2D MRCP單激發(fā)FSE序列 普通3D序列掃描時間較長、SAR值較高,,常規(guī)臨床應(yīng)用受限,,為了解決這兩個問題,很多廠家都推出了可變回聚脈沖翻轉(zhuǎn)角三維序列。聯(lián)影叫matrix,,西門子叫SPACE,,GE叫CUBE,飛利浦叫VISTA,。 mx3d序列基于FSE,,對回聚脈沖翻轉(zhuǎn)角進(jìn)行調(diào)制,能夠支持較短的TE及較長ETL,,還適用于壓縮感知重建的K空間采集次序,。決定該序列對比度參數(shù)有TR、TE,、ETL以及驅(qū)返平衡,。 該序列可應(yīng)用于全身各部位,顱腦薄層不同權(quán)重各向同性成像,、內(nèi)耳神經(jīng)成像,、臂叢/腰骶叢神經(jīng)成像、血管壁成像等,,還可以進(jìn)行關(guān)節(jié)的各向同性成像,,通過多平面重建可清晰顯示韌帶等結(jié)構(gòu)。圖11:聯(lián)影3.0T mx3d MRCP圖像圖12:聯(lián)影3.0T mx3d臂叢神經(jīng)圖像 關(guān)于自旋回波序列及相關(guān)衍生序列的結(jié)構(gòu)原理還有應(yīng)用,,本篇基本進(jìn)行了一個大概的總結(jié),,自選回波應(yīng)該是目前磁共振應(yīng)用最多的一個序列種類了,我們只有了解其原理及相關(guān)參數(shù)的作用后才能將它應(yīng)用得更好,。自旋回波還能搭配反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖,,還有水脂分離技術(shù)等應(yīng)用,這些后面會單獨寫,,感覺每一次寫公眾號自己也會有很多收獲,,真心希望能和大家一起共同進(jìn)步!
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