MRI检查的基本成规、成像序列和参数的选择#医学影像每日笔记

目前在读的是《影像医学操作常规》，是一本从放射科实际工作情况出发的实用好书！列举了X线、CT、MRI那些基本设备操作及摆位规范等。

第三章 磁共振检查

磁共振成像设备种类很多，其操作方法、机器的性能、应用软件和参数的设定各不相同，不可能作出统一的规定，检查人员主要应按各生产厂家提供的操作应用说明书。但作为一名合格的MRI 医、技人员，不仅要懂得按照操作指南对设备进行操作，更应该懂得所应用的各种扫描程序及其技术参数的内涵。只有弄清MRI 设备的基本组成，MRI 成像的基本原理以及各种技术和参数的合理匹配，才能保证所获MR 图像的优质率。在有些MRI 设备中，其扫描程序有上百种，而每一程序的参数又是可以更改，合理地选择成像参数及各种扫描技术将有利于提高诊断效果、图像质量和节省成像时间。磁共振成像在我国临床的应用只有十几年时间，目前仍处于高速发展阶段，对各种成像的认识也在不断加深，由于各家医院的机型和性能不相同，我们在编写各部位的常规成像方法中，罗列了多种的方法供大家参考选用，编写的成像序列和参数的选择可能会有助于选定适合于自身ＭＲＩ机的成像序列。

第一节 MRI 检查基本常规

【 检查前准备 】

1．接诊时，核对患者一般资料，询问病史，明确检查目的和要求。对目的和要求不清的申请单，应请临床医师务必写清，以免检查部位出错。

2．询问患者是否属禁忌证范围。如未发现禁忌证，再发给患者“MRI 检查预约单”，预约单的内容应包括检查时间，各部位MRI 检查前准备，禁忌证等。并嘱患者认真阅读，按要求准备。

3．对腹部及盆腔部位检查者，应向患者讲清胃肠道准备的方法。对宫腔内置有金属避孕环而又必须施行检查者，应嘱患者先取出避孕环再行MRI 检查。

4．对预约就诊者，先核对一般资料，询问是否按要求准备，再进行登记，建档。对复诊患者，应查阅老片，以便对照。

5．进入检查室之前，应去除患者身上一切金属物品，磁性物品及电子器件，以免引起伪影及对物品的损坏。如：假牙、发卡、钥匙、小刀、钢笔、硬币、手表、耳环、项链、戒指、磁卡、照像机及手提电话等。

6．向患者认真讲述检查过程，以消除其恐惧心理，争取患者的合作。告诉患者所需检查的时间，扫描时射频脉冲的噪声，扫描过程中不得活动，平静呼吸，若有不适可通过话筒与工作人员联系。注意：不可向病人提示“幽闭恐惧症”，以免起到负作用。

7．婴幼儿、烦躁不安及幽闭恐惧症患者，应给适量的镇静剂或麻醉药物（由麻醉师用药并陪同)，提高检查成功率。

8．急危重患者，必须做MRI 检查时，应由临床医师陪同观察，所有抢救器械、药品必须齐备。 

【 禁忌证 】

1．心脏起博器携带者，人工金属瓣膜和角膜。

2．颅脑手术后颅脑动脉夹存留患者。

3．危重病员需心电监护和／或抢救。

4．体内有金属性药物泵，如糖尿病患者体内有胰岛素泵。

5．体内有金属异物或术后安置金属物(眼球异物、人工关节、金属固定器等)。

6．妊娠三个月以内的早期妊娠患者属相对禁忌证。

【 操作步骤 】

1．选择合适的检查线圈。

2．根据检查申请单的要求和检查部位确定线圈和磁体中心位置。

3．层厚应视检查脏器结构而定，例如脑垂体和肾上腺的检查宜取薄层(3~5mm)，肝脏等较大脏器，可取10~15mm 的较厚切层。一般脏器检查，通常5~10mm。

4．层间距根据选择的射频脉冲序列而定，短TE 的SE 序列，层间距为层厚的100%，长TE

序列不受限制，但不宜超过50％，以避免遗留病变。

5．切层方向包括横断面、冠状面和矢状面切层。一般情况下，多以横断面切层为基本方向，然后结合该受检部位的解剖特点和临床需要，酌情补加冠状或矢状面切层扫描。一些特殊部位，如脊髓，多先行矢状切面扫描，再追加横断面扫描；又如膝关节和脑垂体，则多以冠状面和矢状面为常规。

6．选定合适的射频脉冲序列和成像参数，每一程序中扫描参数均可以修改，并受扫描时间等诸多客观条件的制约。总的原则是：通过射频脉冲序列的选择，使受检部位能得到全面的系统的检查。基本要求是：要有比较好的信噪比的解剖图像，多个成像参数的成像，特别是T1 和T2 的加权成像，以能更好地对照、比较和分析。此外，还应适当使用快速成像系列尽量节约扫描检查时间。一般按以下程序和组合进行。

（1） 快速定位扫描(Scout)；

（2） 靶器官SE 序列或TSE 序列或GRE 序列的Tl 加权扫描。

（3） 靶器官SE 序列或TSE 序列T2 加权扫描，也可采用GRE 序列的准T2 加权扫描。

（4） 具代表性的射频脉冲序列简述：

1）常规SE 序列：

① Tl 加权：短TR(400~700ms)；短TE（15~20ms)

② T2 加权：长TR（＞2000ms)；长TR（＞80~90ms）

2）梯度回波（FLASH）序列：

① Tl 加权：短TR(＜300ms)，短TE(＜18ms)，大翻转角(45~90°)

② 准T2 加权：长TR(＞300ms)，长TE(＞18ms)，小角度(5~40°)

第二节 成像序列和参数的选择

【 成像序列和参数选择的目的 】

尽可能在最短的时间内获得所有与诊断有关的信息，其先决条件是有满意的信噪比(SNR)、良好的空间分辨率和良好的对比度( C )。

【 各种参数的定义及其相互关系 】

1．信号(S)、信噪比(SNR)、组织对比(C)和CNR：

（1） MRI 信号：MRI 信号与人体中每一部分的H 质子有密切关系，每个组织的H 质子是相同的，如骨皮质和空气的共振质子极少，故在所有程序中均呈“黑影”。MRI 的信号强度取决于不同的参数，在SE 程序中信号的强度可用公式表示： S＝KN（N）f（V）exp（－TE/T2）[1－exp（-TR/T1）]。从公式可得出：信号强度(S)与质子成正比；TE/T2 的比值越小，相对信号强度越高；TR/T1 的比值越大，相对信号强度越高。

（2） SNR：信号强度( S ) 与体素成正比，但人体也产生散乱的RF 发射波(噪声 N )，N 影响MRI 的图象质量，因此，SNR 是评价图象质量的一个方法。

（3） C 和CNR：C 是二个不同组织(A，B)之间相对的差异，C=(Sa-Sb)/Sb。既要有高的

SNR，又要有满意的对比度(C)，二者相结合即为CNR，CNR=SNRa-SNRb。对比度取决于被检组织的固有特性，即质子密度、T1、T2 和血流，同时又取决于选择的参数和脉冲程序。

提高SNR 的方法和缺点：增加ACQ，扫描时间延长；增大体素，空间分辨率下降；TR、

TE 与信号强度密切相关；选择合适的线圈。

（4）分辨率：是发现微小病变的第三个重要因素。保留其他参数，特别是扫描时间。体素缩小，SNR 下降；补偿办法是增加ACQ，延长扫描时间。

2．MRI 参数：

MRI 参数有组织参数和生理参数二大组成部分。组织参数：T1、T2、质子、T2*，固定不变(除用对比剂)；生理参数：呼吸，心跳，血和脑脊液的流动，不自主运动，影响信号及产生伪影。

（1） 质子是影响S 的主要因素，但人体组织质子差异不大。

（2） T1 与T1 有关的因素：分子重新定向速度与Larmor 进动频率的差异，相近则快，T1时间短；进动频率与外加磁场(Bo)成正比，因此，T1 有场强依赖性。

（3） T2：T2 指人体局部小磁场Mxy 矢量丧失所需的时间，主要与人体组织固有的小磁场有关。大分子比小分子Mxy 丧失快，另外对外磁场不如T1 敏感。

（4） T2*(准T2) ：T2*是主磁场不均匀的附加作用引起Mxy 衰减，快于所预料的T2，T2*

总是小于T2，称之为自由诱导衰减(FID)。在SE 程序，T2 决定图象对比，在梯度回波(GRE)程序T2*决定图象对比。

（5）生理参数：包括呼吸运动、心脏运动、血和脑脊液流动、不自主运动。

【 扫描参数与信号、图像对比的关系 】

1．影响信号强度的参数：

（1） 体素：由矩阵分隔的FOV 和层厚决定。体素大，信号强；层厚薄，体素小，信号低；FOV：保持相同的矩阵，FOV 小，空间分辩率高，信号低。

（2） 矩阵(MA) ：分扫描矩阵和显示矩阵。扫描矩阵由读出(频率)方向的采样点和相位编码数组成。 在特定FOV 条件下，MA 大，空间分辨率高，SNR 低；增加相位编码数，扫描时间延长。频率编码数不增加扫描时间，但可防止卷褶伪影。与相位编码数有关的因素：扫描时间、空间分辨率、伪影（运动、图象重叠）。

（3） ACQ(或NEX) ：ACQ 数增加，扫描时间成倍延长，SNR 提高。

（4） 线圈：线圈大，敏感容积大，噪声大，SNR 低；表面线圈，SNR 高，但降低容积的均匀性。

2．影响图象对比的参数：

参数：

TR：T1 的对比很大程度上取决于TR。短TR：T1-W 重，SNR 低；长TR：质子加权重，

SNR 大，T1-W 低。

TE：T2 对比很大程度上取决于TE。长TE T2-W 重，SNR 低。

结论：短TR、短TE 为T1-W；长TR、长TE 为T2-W；长TR、短TE 为质子加权像。

翻转角：小于90 度的反转角减少信号饱和，反转角决定图像对比与采用的序列有关。SE 程序：长TR 和长TE 的T2 加权，用小于90 度的反转角(63 度)能使长TR(CSF)信号最大化。

【 MRI 成像序列 】

1．SE 序列：

（1） T1 对比：T1 时间是指组织的最大纵向磁化恢复63%，恢复快的组织T1 时间短，反之则长。两个不同T1 时间的组织对比取决于特定时间(TR)纵向磁化率，即T1 短信号高，因此，T1 的对比取决于TR。

（2） 噪声：与TR 无关。长TR，SNR 高(TR 长，纵向磁化恢复时间长，信号高)，相反，

短TR，SNR 低。

（3） 重复时间(TR)：长TR 提供高的SNR，减少T1 的对比，短TR 可使T1 对比最大化，

但必需妥协SNR(SNR 下降)，鉴于SNR 的原因，用 TR = 400~700ms，目的是T R 既要短到有好的T1 对比，又要长到能保持相当的SNR 和图象质量。T1 加权：用短TR 使T1 对比最大化，用短TE 使T2 对比最小化。

T2 对比：T2 时间是横向磁化逐渐丧失的时间，横向磁化丧失63%，剩37%为1 个T2 时间。

两个不同T2 时间的组织对比取决于特定时间(TE)的磁化率。根据特定时间磁化率的曲线，长TE的T2 对比远大于短TE。

T2 加权：长TE 使T2 对比最大化，长TR 使T1 对比最小化。

质子密度(PD)加权：有高的SNR，较低的组织对比，用长TR 和短TE。

（4） 回波时间（TE）：短TE，SNR 高，但T2 对比小；长TE，SNR 低，T2 对比好。回波

时间(TE)：用长TE 可增加T2 对比，减少SNR，假如T1 对比是很小，选择TE=70~100ms 是可以产生好的T2 对比，并保留高的SNR 和图象质量(小于2 岁的儿童和肝肿瘤等除外)。

2．GRE(梯度回波)序列：

SE 程序的缺点是扫描时间太长，尤其是T2-W 和PD-W。GRE 的特点是使用小于90 度的

RF 脉冲，横向磁化矢量部分仍有相当大，而纵向磁化矢量变化相对较小，故明显缩短扫描时间。

GRE 序列的机理是在施加梯度磁场后造成质子自旋频率的互异，很快丧失相位一致，MRI 信号逐渐消失。如再加一个强度一样，时间相同，方向相反的梯度磁场，可使分散的相位重聚，趋向一致，原消失的信号又重现，在回波达到最高值时记录其信号，这种用一个方向相反的梯度磁场代替180 度RF 脉冲产生回波，称之为梯度回波技术(GRE)。

梯度回波横向磁化衰减是由于T2 或自旋-自旋驰豫、磁体不均匀性、磁性敏感性不同、化学位移、铁磁性物质的存在，局部磁场扭曲。上述复合去相位作用，自旋-自旋驰豫和磁场不均匀是T2*时间，而不是T2 时间。

GRE 优点为：TR 短，成象时间短；每一单位时间高SNR；3D 成为可能；由于消失了180

度RF，短TE；低SAR，对病人安全；强T1 和/或T2*对比。GRE 常用的方法有二种：快速小角度激发(FLASH)和稳定进动快速成象(FISP)。

FLASH 与SE 比较：在一定条件下，FLASH 对比与SE 相似(反转角=90 度)，因此，获得SE中的T1 和T2 加权规则相同，只是T2 被 T2*代替。FLASH 的对比不仅取决于组织的T1 和T2，也与装备的磁场不均匀性有关。在FLASH 序列中，T1-W 为短TE(5~10ms)，T2*-W 最小化。根据Ernst 角规则，TR 和FA 共同决定T1 加权，T1 对比在特定的TR 下，随反转角(FA)增大而T1权重加强。T2*加权参数选择原则:是长TR，最小的T1 对比；长TE 最大的T2*对比；小角度，最小的T1 对比。需注意的是在FLASH 中，由于磁场不均匀，信号衰减很快，TE 不能象SE 那样长，因此，在FLASH 中，TE＞18ms 是长的，TE＜5ms 是短的，TR(200~300ms)影响不太大，FA 最重要。FISP 序列主要用于3D，FISP 的信号是T1/T2*作用。

【 MRI 成像序列的临床应用 】

1．SE 序列：

应用时间长，经验丰富，不太受某些物质影响(如磁场不均匀或磁场敏感性物质)，应用范围广。主要用于脑、眼、头颈部、四肢、关节、肌肉的2D，骨关节需3D 可用FISP；在脊柱、脊髓 方面除非考虑T2-W，否则可用FLASH；心、胸可用SE 评价解剖，GRE 用于动态研究；腹部 由于运动伪影，目前趋向用GRE 代替SE，GRE 可屏气完成检查；3D 成象不用SＥ。SE 序列的T1 加权显示解剖结构和有较好的SNR，注射GD-DTPA 后许多病理组织强化(肿瘤)；T2 加权其成像时间长，SNR 低，但对多数的病变组织的检出敏感性以T2 为好，反映病理特征也更可靠，典型TE 时间设定一般为80～90ms，能提供强的T2 对比，是重T2 加权和SNR 的最佳结合，如TE 再延长，T2 权重只轻度增加，而付出SNR 下降，运动和流动伪影增加；相反 TE 短，PD-W增加，在腹部和盆腔等检查TE 常设在TE=80～90ms，肝脏和小儿脑除外。质子加权对解剖和SNR 好，可用于椎管和椎间盘、四肢关节的检查。

2．GRE 序列（FLASH 序列）：

T1 加权用短TE，以减少T2*成份；多层面成像用长TR 大FA；腹屏气 16～21 秒，产生6～

8 幅，可消除运动伪影，也可注射GD-DTPA 增强。在3D 成像，T1-W 用短TR，低-中FA。T2*加权用长TR，长TE，低FA。典型T2*-W 其TR=300ms，TE=18~30ms，FA+10-15 度；脊柱T2*-W 比SE 的T2-W 更小的流动伪影。缺点是对磁化伪影敏感。利用此缺点可检查颅内出血。

FISP:主要用于3D，检查四肢关节，FA=40 度，以增强区分黑色的软骨、半月板和韧带。2D 主要用于心脏的动态观察，心脏电影。

3．快速SE 程序：

特点是有效地利用K-空间，使扫描时间成倍地缩短，优点是图象清晰、对比度增加、扫描时间短、运动伪影小和磁化伪影少。缺点是对短T2 的物质不敏感。