打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
磁共振序列之自旋回波序列

平时工作时都喜欢说这个是T1序列,那个是T2序列,其实我们说的都只是序列的权重而非序列本身的名称,根据成像所需要采集的信号进行分类,序列大致可分为四种,采集自旋回波信号的SE序列,采集梯度回波的GRE序列,同时采集不同信号的混合序列,比如一次屏气的3D MRCP GRASE序列,最后一种是采集自由感应衰减信号的FID序列,现在基本已经不使用了。

  FID序列在这简单提一下,之后就不专门写了,FID序列在射频脉冲激励后产生横向磁化矢量,然后使用接收线圈直接采集横向磁化矢量衰减过程中得到的信号进行成像,横向磁化矢量越大产生的FID信号就越强,图像上信号就越高,反之组织横向磁化矢量越小产生的FID信号就越弱图像信号就越低,在磁共振发展早期低场磁共振FID序列应用较多。

  自旋回波作为磁共振经典序列有很多应用及衍生序列,一般我们都喜欢将自旋回波序列称作SE序列,英文全称为Spin Echo,该序列脉冲结构为一个90°射频脉冲对成像组织进行激发,然后是一个180°回聚脉冲对矢相位质子进行回聚产生自旋回波信号,然后反复循环此过程得到足够的信号进行K空间填充。

  90°射频脉冲中点到回波中点的时间将其定义为回波时间,也就是常说的TE,90°射频脉冲中点到下一个90°射频脉冲中点定义为重复时间,也就是TR。

图1:自旋回波脉冲结构示意简图 

  TR、TE在前面的文章中已经说过很多次了,TR主要影响图像的T1权重,TE主要影响图像的T2权重,因此SE序列中不同的权重需要搭配不同的TR以及TE。SE序列主要涉及的权重为T1、T2、PD,上一篇公众号已经详细讲过了,这里主要介绍一下SE序列目前的应用及优缺点。

  目前临床工作中SE序列基本都是应用于T1权重,T1权重为短TR短TE,而较短的TR除了带来图像权重的变化之外,还有扫描时间的缩短,现在全身很多部位的T1平扫及增强都是使用的SE序列。至于为什么不用于T2及PD权重,因为这两种权重需要的TR都很长,且SE序列一次激励仅采集一个回波,导致扫描时间动辄十几分钟甚至更长。

图2:联影T1权重SE序列

  SE序列具有图像组织对比较好、图像信噪比较好、对磁场均匀性不那么敏感等优点,其最大的缺点就是扫描时间过长,导致无常广泛应用于T2、PD权重,扫描时间延长的同时会增加运动伪影产生的几率,而且很难应用于动态增强。

  由于SE序列的种种局限性,于是产生了快速自旋回波序列,说起快速自旋回波可能大家都很熟悉,那如果说RARE技术呢?是不是有点懵感觉很陌生?其实快速自旋回波序列使用的就是RARE技术,英文全称叫做Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement,顾名思义就是驰豫增强快速采集技术。可能有的老师会觉得知道这个对临床工作并没有多大的帮助,记得之前听张英魁老师的课他说了一句话至今还清晰记得,现在的人都喜欢去关注新技术新应用,却忽略了最基础的东西,殊不知有了这些基础的东西才能不断形成新的技术。

  快速自选回波序列在不同的厂家有不同的名称,联影、GE都叫FSE,Fast Spin Echo,简单直接,西门子、飞利浦则叫做TSE,Turbo Spin Echo,这个Turbo在这里不能直接翻译为涡轮增压,它同样代表了快速的意思。

  FSE序列与SE序列的区别在于前者90°射频脉冲激励后接着多个180°回聚脉冲产生多个回波信号,使得TR重复次数明显减少达到提高扫描速度的目的。这时候就涉及到了一个重要的参数——回波链,也常叫作ETL,Echo Train Length,假如激发脉冲后面有5个回聚脉冲,这时候回波链就为5,回波链越长扫描时间也就越快,但同时也会由于后面回波信号逐渐减弱造成图像模糊。激发脉冲与填充到K空间中心的回波中点之间的时间定义为有效回波时间,effective TE,相邻两个回波之间的间隔叫做回波间隙,ES,Echo Spacing。

图3:快速自旋回波脉冲结构示意简图

  FSE序列能应用于各种权重,但是在T1权重对比度方面不如普通的SE序列,普通的PD权重比如关节所使用的FSE序列一般回波链较短,颅脑脊柱等部位的T2权重序列一般为中等长度回波链,而体部屏气等对运动伪影抑制要求较高的T2权重序列则需要较长的回波链。回波链长短数值需根据场强、机型、扫描场景等因素进行合理的选择,可参考上一篇关于对比度的文章。
图4:联影3.0T场强腹部屏气T2序列选择了较长回波

  FSE序列还可以搭载不同技术形成新的衍生序列,接下来将会举例介绍其中比较典型的几个。

FSE运动抑制序列
  联影叫做fse-arms或手臂/机械臂技术西门子叫做Blade或刀锋技术GE叫做Propeller或螺旋桨技术飞利浦叫做Multivane或风车技术 。对于癫痫等无法自主控制的患者以及儿童等特殊检查者,制动成为了磁共振成像最大的难题。普通的FSE序列采集到回波信号后依次从上至下填充到K空间中,而arms序列则是进行螺旋式填充K空间,在最后进行图像重建的时候将运动幅度过大的数据采取剔除处理,从而达到消除运动伪影的目的。
图5:arms序列K空间填充方式

  关于arms序列的相关参数主要有两个——回波链长度、覆盖因子。回波链和普通的FSE序列一样,代表激发脉冲后的回聚脉冲数量,同时也表示K空间内填充一条“手臂”所需的K空间线数。覆盖因子表示“手臂”所覆盖的K空间面积,增加覆盖因子可增加K空间中心的填充区域使得图像对比度更好、防动效果更佳,但也会延长扫描时间。
图6:不配合患者使用常规序列与arms序列效果对比

FSE驱返平衡序列
  上篇文章说过,T2序列是长TR原因在于某些组织T1值过长,纵向磁豫很慢,对于一般的脑白质脑灰质,2500ms左右的TR已经足够完成纵向磁豫了,但对于T1值更长的脑脊液来说纵向磁豫并未完成,这时候得到的图像就达不到理想的对比度,这时候为了良好的对比度,我们只能将TR增加至脑脊液的T1值以上,对比度OK了,但扫描时间则延长了很多。为了平衡对比度及扫描时间,也就是短TR的参数扫描得到长TR的效果,出现了驱返平衡技术。

  联影叫就叫驱返平衡de,在参数序列卡中可进行调整西门子叫做TSE-RESTORE,参数contrast卡中选择Restore Magn飞利浦参数contrast卡中选择DRIVEGE则直接是命名序列,快速恢复快速自旋回波序列,FRFSE,Fast Recover FSE

  使用了驱返平衡技术后,即使较短的TR也能得到类似较长TR的对比,同时还因为不增加TR从而缩短了扫描时间。
图7:联影驱返平衡选择范围为-1到1

单激发FSE序列
  也叫单次激励FSE序列,联影称作ss fse或fse-ssh,Single Shot FSE,相较于普通的FSE序列扫描速度更快,普通FSE需要多次射频脉冲激发后才能完成K空间的填充,而单激发FSE序列则是一次激发就可以得到填充一幅K空间图像所需的全部信息。

  单激发FSE的特点就是更长的回波链,更快的扫描速度,扫描速度的提升可能会造成图像模糊,为减轻图像模糊效应,我们可以通过缩短回波间隔、使用并行采集、部分傅立叶技术、驱返平衡技术等措施,在较短的时间内采集完成所有回波链,从而减小因T2驰豫影响产生的图像模糊。
图8:联影单激发FSE序列超长回波链

  单激发FSE序列的应用主要在体部屏气T2序列、胎儿胎盘T2成像、长T2组织水成像,比如MRCP、MRU等。
图9:联影3.0T单激发一次屏气全心黑血成像序列
图10:联影1.5T胎儿单激发FSE序列
图10:联影1.5T腹部冠状位及2D MRCP单激发FSE序列

mx3d fse序列
  普通3D序列扫描时间较长、SAR值较高,常规临床应用受限,为了解决这两个问题,很多厂家都推出了可变回聚脉冲翻转角三维序列。联影叫matrix西门子叫SPACEGE叫CUBE飞利浦叫VISTA

  mx3d序列基于FSE,对回聚脉冲翻转角进行调制,能够支持较短的TE及较长ETL,还适用于压缩感知重建的K空间采集次序。决定该序列对比度参数有TR、TE、ETL以及驱返平衡。

  该序列可应用于全身各部位,颅脑薄层不同权重各向同性成像、内耳神经成像、臂丛/腰骶丛神经成像、血管壁成像等,还可以进行关节的各向同性成像,通过多平面重建可清晰显示韧带等结构。
图11:联影3.0T mx3d MRCP图像
图12:联影3.0T mx3d臂丛神经图像

 关于自旋回波序列及相关衍生序列的结构原理还有应用,本篇基本进行了一个大概的总结,自选回波应该是目前磁共振应用最多的一个序列种类了,我们只有了解其原理及相关参数的作用后才能将它应用得更好。自旋回波还能搭配反转恢复脉冲,还有水脂分离技术等应用,这些后面会单独写,感觉每一次写公众号自己也会有很多收获,真心希望能和大家一起共同进步!
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
收藏,不用找了!磁共振检查序列总结
MR02-04-01 自旋回波和快速自旋回波序列01
什么是快速(涡轮)自旋回波成像?
磁共振常用序列及其特点
磁共振成像基本原理解读之十三 --关于脉冲序列的故事: 自旋回波序列家族(一)
MRI常用扫描序列
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服