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脉冲序列 反转恢复及快速反转恢复序列

2018-03-29  雯呢呗

目前,无论是反转恢复(IR)还是快速反转恢复(FIR)一般采用的是自旋回波。(Inversion Recovery)

一、    反转恢复的原理:先用180度激发,即反转脉冲。①使纵向弛豫过程延长,T1WI对比增加。②180度反转脉冲后,在弛豫过程中,其纵向磁化矢量从反向到0再到最大,当某组织的纵向磁化矢量到0的时刻给予90度脉冲,由于没有宏观纵向磁化矢量,因此没有横向磁化矢量的产生,该组织就不产生信号,利用这一点可以选择性抑制一定T1值的组织信号。

二、    反转恢复序列:就是SE之前加上一个180度反转预脉冲,是个T1WI序列。先给180度反转预脉冲,在适当时刻,加90度脉冲激发,之后马上施加180度聚焦脉冲,采集一个回波。180度反转脉冲到90度脉冲中点的时间叫反转时间TI。90度到180度时间叫TE,把相邻的两个180度反转预脉冲的间隔时间叫TR。为了保证每次180度反转预脉冲前各组织的纵向磁化矢量都能基本回到平衡状态,要求TR足够长(TR-TI>5T1,至少相当于SE T2WI或FSE T2WI的TR长度。因此,IR序列中T1对比和权重不是由TR决定,而是由TI来决定的。选用的TI接近于组织的T1值可获得更好的T1对比。

特点:①T1对比最佳,明显高于SE T1WI。②一次反转仅采集一个回波,TR较长,因此TA长,TA相当于T2WI。临床上一般T1WI,应用不广泛,主要用于增加脑灰白质之间的T1对比,对于儿童髓鞘发育研究有较高价值。IR序列也可用于脂肪抑制(STIR,不宜用于增强扫描)或水抑制(Flair),但由于时间长,现在多用快速反转恢复序列完成

三、    快速反转恢复序列FIR):就是一个180度预脉冲 FSE可以T1WI,可以T2WI,可以PDWI

特点:①有ELT,速度快。②有ETL存在,受T2污染,T1对比下降。③有ELT,有模糊效应。④与FSE T1WI相比,由于施加180度反转预脉冲,FIR T1WI的T1对比有所提高。⑤选择不同的TI可以选择性抑制不同T1值组织的信号,在保证TR足够长的情况下(TR>5T1),抑制某种组织信号的TI值等于该组织T1值的69%,一般按70%计算。

用途:1、STIRshort TI inversion recovery FIR 序列  短反转时间FIR序列  主要用于T2WI的脂肪抑制(低场用的多,因为低场MRI中水和脂肪的频率差别比较小,用频率饱和法压脂效果不好)(高场中STIR压脂用于偏中心部位和形态不规则的部位如颈部软组织)。脂肪T1值很短,1.5T,脂肪T1值200~250ms,在TR足够长的前提下,180度反转脉冲后,脂肪组织的宏观纵向磁化矢量从反向到0所需要的时间为其T1值的70%,即140~175ms,这时如果施加90度脉冲(即TI=140~175ms),由于没有宏观纵向磁化矢量,就没有宏观横向磁化矢量的产生,就没有信号,脂肪的信号就被抑制,采用很短的TI是该序列名称的由来。1.5T,STIR FIR 一般TI选择150ms左右,TR大于2000ms。STIR技术进行压脂适合低场机器。实际上,STIR技术也可用于梯度回波、EPI等进行压脂。

 

 

2、FLAIR序列(Fliud attenuated inversion recoverry)液体抑制反转恢复(黑水序列)

在脑部或脊髓T2WI上,当病变相对较小且靠近脑脊液时(如大脑皮质病变、脑室旁病变),呈现略高信号或高信号的病灶,常被更高信号的脑脊液掩盖而不能显示清楚,如果在T2WI上能把脑脊液的信号抑制下来,病灶就能充分暴露。初步判断病灶的T1值是否接近于纯水。

FLAIR序列实际是长TIFIR序列,因为脑脊液T1值很长,在1.5T,脑脊液的T1值为3000~4000ms,选择TI=(3000~4000)*70%=2100~2800ms,这时脑脊液的宏观纵向磁化矢量为0,这时给90度脉冲,脑脊液不被激发,没信号,信号被抑制,紧接着其实就是一个FSE。临床上,1.5T一般TI选择2100~2500ms,TR需要大于TI3~4倍以上,ELT及有效TE与FSE T2WI相仿。

3、FIR T1WI  其实就是短ELT的FSE T1WI前面加上一个180度反转预脉冲,以增强图像的T1对比。GE叫T1 FLAIR。就是FSE T1WI前加一个180反转预脉冲-----FIR T1WI)临床上主要用于脑实质的T1WI,灰白质对比T1 FLAIR强于SE T1WIFSE T1WI但弱于IR T1WI。1.5T 一般 TR=2000~2500ms  TI=750ms  ELT=4~8。

 

四、   单次激发快速反转恢复序列

利用180度反转预脉冲 单次激发FSE相结合。(IR-SS-FSE)

应用:①采用STIR压脂②FLAIR压水③选用合适的TI并用最短的TE(把回波链中最早的回波填充到K空间中心)可获得IR-SS-FSE超快速T1WI,这几种序列是超快速成像序列,主要用于不能配合检查的患者。

 

五、    多反转预脉冲序列 

之前说的都是一个180度反转预脉冲,我们可以在序列每执行一次使用2~3个180反转预脉冲,被称为双反转或者三反转脉冲技术,利用这种技术可以依据T1值的不同选择性抑制2~3组织的信号。实际上多反转预脉冲技术既可以预FSE结合使用,也可以与快速梯度回波结合使用。

1、        利用双反转FSE的两个反转预脉冲的反转时间的调整,可以选择性抑制脑脊液和脑白质的信号而突出脑灰质,也可以抑制脑脊液和脑灰质的信号,突出脑白质。

2、        双反转---心脏黑血(不是抑制两种组织,二是利用血液流动,主要是抑制了血的信号),在此基础上,利用三反转进行压脂。

 

1.5T   T1值  脂肪225ms  纯水 3500ms

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