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解读Imaging Options(2)

 zskyteacher 2019-11-16

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扫描序列界面

Fast Spin Echo 快速自旋回波序列也称FSE序列

快速自旋回波序列的原理

FSE序列在一次90°射频脉冲激发后利用多个(2个以上)180°复相脉冲产生多自旋回波,每个回波的相位编码不同,填充在K空间的不同位置上。由于一次90°脉冲后利用多个180°脉冲,因而产生的不是单个回波而是一个回波链(ETL)  一次90°脉冲后利用了多少个180°脉冲就会有多少个自旋回波产生,把一次90°脉冲后所产生的自旋回波数目定义为快速自旋回波序列的回波链长度。

常用扫描参数如下:

T1W I:TR<600msTE<20msETL2-4

T2WI :TR>3000msTE>80msETL>16ms

PDWI :TR>2000msTE20msETL6~8ms

快速自旋回波序列的特点:

1.快速成像加快  由于回波链的存在,在其他成像参数不变的前提下,与相应自旋回波序列相比,FSE序列的采集时间(TA)ETL的延长而成比例缩短。

2.ETL中每个回波信号的TE不同 : 第一个回波信号的TE最短,最后一个回波信号的TE最长,因此FSE的图像实际上是由TE不同的回波构成的,FSET2对比将有不同程度的降低,ETL越长对图像对比的影响越大。

3.FSE图像的模糊效应:具有差别的回波信号填充在K空间中,在傅立叶转换中将发生定位上的错误,从而导致图像模糊。ETL越长,填充K空间的回波信号强度差别越大,图像越模糊。

4.脂肪组织信号强度增高:脂肪呈高信号。因为:①脂肪组织内的质子之间存在着J-耦联。FSE序列连续的180°脉冲可打断J耦联,因而脂肪组织的质子失相位减慢,延长脂肪组织的T2值,因而增加脂肪组织的信号强度。②180°脉冲引起的磁化转移效应使其他组织信号降低,使组织的信号强度相对增高。

5.对磁场不均匀性不敏感:180°脉冲可以剔除主磁场恒定不均匀,因而对磁场不均匀性不敏感,其优点是受磁化率伪影干扰小,缺点是对出血等一些能增加磁场不均匀性的病变的检出不敏感。

6.能量沉积增加:180°脉冲的能量较大,其连续激发使传递到人体组织的能量在短时间内积聚,特殊吸收率(SAR)将明显升高,引起体温升高等不良反应,在高场强MR仪表现更为明显。



FSE序列的运用分类:

如下图

2D

FRFSE-XL 快速恢复快速自旋回波

FSE-IR 翻转恢复快速自旋回波

FSE-XL 快速自旋回波

SSFSE 单次激发快速自旋回波

SSFSE-IR 翻转恢复单次激发快自旋回波

T1FLAIR 翻转恢复T1加权快速自旋回波

T2FLAIR 自由水抑制T2加权

CUBE 立方体T2加权三维成像

CUBE T2 FLAIR 立方体自由水抑制T2三维成像

FRFSE-XL 快速恢复快速自旋回波

FSE 快速自旋回波

FSE的临床运用:

1. ETL(2-4 FSE T1WI序列。

(1)T1对比要求相对较低的部位,如脊柱、大关节、骨与软组织等

(2)病人耐受能力较差,要求加快扫描速度时

(3)体部屏气扫描。

2. ETL2-10FSE T2WI序列

(1)颅脑T2WI常规序列

2)配用呼吸触发和脂肪抑制技术后作为腹部脏器T2WI常规序列。

3. 中等ETL10-20 FSE T2WI序列

1T2对比要求相对较低,主要显示解剖结构的部位,如脊柱、骨关节等

2)脏器内在的T2对比好,并要求T2权重较重的部位,如前列腺等。

4.ETL大于20FSE T2WI序列 

1)体部屏气T2WI,主要用于呼吸节律不能很好控制导致呼吸触发短ETL FSET2WI失败的病例;

2)水成像,配用呼吸触发技术可进行腹部水成像如MR胰胆管成像(MRCP)、MR尿路成像(MRU)等。

FSE的改进运用:

1.提高射频功率,缩短回波间隙ES缩短的好处有:(1)回波链中各回波的信号强度差别缩小,减少图像模糊;(2)回波链中各回波TE差别变小,在ETL相同的情况下提高图像的T2对比;(3)回波采集速度加快,各回波信噪比提高,从而提高了整体图像的信噪比;(4)回波采集的速度加快,同样的TR间期可采集更多的层面,或可以适当缩短TR,从而缩短TA;

5)可适当延长ETL,仍可保持原有的图像质量,同时缩短了TA。

ES缩短缺点:(1)180°脉冲更为密集,单位时间内在人体内的能量沉积增大(即SAR提高);(2)脂肪组织的信号强度进一步增强,可能会增加伪影或/和降低图像的对比。

2.复相脉冲角度进行调整

可以对复相脉冲进行调整,在回波链中的第一回波施加的复相脉冲角度最小,这样第一回波的幅度将明显降低,随后各回波施加的复相脉冲逐渐增大,直至增加到180°,这样回波链中的各回波的幅度将较为接近(图1c),可大大减少图像模糊。这对于FSE 的T1WI及PDWI序列尤为重要。

3.快速恢复FSE序列(FRFSE):

快速恢复快速自旋回波( FRFSE)序列是促使组织加快纵向弛豫的方法。其原理就是在回波链的最后一个回波采集后,再施加一个180°复相脉冲,将产生一个回波,这个回波并不采集,而在相当于这个回波的TE时刻施加一个负90°脉冲,把180°脉冲重聚的横向磁化矢量偏转回B0方向,从而加快了组织的纵向弛豫。实际上FRFSE就是利用一般T1值长的组织,其T2值也长的特点,把回波链采集后残留的较大横向磁化矢量快速偏转返回到B0方向,加快了T1值很长的组织(主要是接近于纯水的成分如脑脊液等)的纵向磁化矢量恢复,从而可以选用较短的TR进行T2WI

1)单次激发FSE序列(SS-FSE):原理就是采集速度更快的快速自旋回波序列

其特点:

2)一次90°脉冲激发后,利用连续的180°脉冲采集了填充K空间所需要的所有回波信号,即一次90°脉冲后完成了K空间的填充。

3)由于回波链很长,为了保证回波链中后面的回波有一定的信号,SS-FSE回波链的ES很短,目前在1.5T扫描机上一般为4-5ms

4)由于是单次激发,所以该序列中不存在TR的概念,因为该序列90°激发前所有组织的宏观纵向磁化矢量都处于平衡状态(即最大),实际上TR为无穷大,所以没有纵向弛豫对图像对比的污染,同时也因为此原因SS-FSE序列一般不能进行T1WI,而仅用于T2WI                      

5)由于回波链太长,图像的模糊效应将比较明显,T2对比也将受到影响;

6)由于ETL很长,ES很短,脂肪组织的信号强度很高;

7)由于180°脉冲连续又集中,人体内的能量沉积比较集中,SAR明显升高,为了降低SAR值,SS-FSE常采用小于180°的复相脉冲产生回波;

8)成像速度很快。

9)由于ETL很长,因此得到的T2WI的权重很重。

4.单次激发FSE序列SSFSE

其原理:一次90°脉冲后利用连续的复相脉冲采集填充K空间所需要的所有回波,所不同的是HASTE序列采集的回波只需要填充K空间的一半多一点即可,剩余的K空间则根据K空间对称性原理进行填充。

特点:

1)由于只需要采集填充略多于一半K空间的回波信号,采集时间只需要原来的一半多一点,成像速度进一步加快;

2)理论上空间分辨保持不变;

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。实际由于回波链中前面回波信号较好,后面回波信号较弱,而SSFSE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T2对比较差的问题依然存在。

SSFSE序列主要用于神经系统或腹部超快速T2WI,也可用于腹部水成像如MRCP、MRU等。

注:关于FSE序列上述分类方法的几点说明 上述关于FSE序列临床应用的分类并非一个标准的分类方法。不同产家生产的MR仪或即便是同一产家生产的不同场强、不同型号和配置的MR仪,由于采用的其他成像参数不同,ETL的选择也可作相应的调整,具体应用时还要根据病人的情况作灵活调整。

 资料来源:通用影像

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