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自旋回波(SE)与快速自旋回波(FSE)序列

2018-9-12 21:43| 发布者: admin| 查看: 301| 评论: 0|原作者: admin

摘要: MR的脉冲序列分为两大类:自旋回波序列(SE)和梯度回波序列(GRE)。两大类序列可细分很多衍生序列,以GE序列为例。由于SE序列扫描时间较长,目前在临床应用中已几乎不使用SE序列扫描(极少应用于颅脑和关节的T1WI ...
MR的脉冲序列分为两大类:自旋回波序列(SE)和梯度回波序列(GRE)。两大类序列可细分很多衍生序列,以GE序列为例。
微信图片_20180903195041.jpg
由于SE序列扫描时间较长,目前在临床应用中已几乎不使用SE序列扫描(极少应用于颅脑和关节的T1WI成像 ,SE序列已被FSE序列全面取代。
SE序列的成像原理:每次TR只采集一次信号数据填充于K空间一行数据,如相位编码为256,则需重复激发256次射频脉冲,采集256次信号数据填充于K空间中的256行。
SE.jpg
重复时间(repetition time or time of repetitionTR),在SE序列中,TR是两个90°射频脉冲中点的时间间隔。
回波时间(echo time or time of echoTE),在SE序列中TE90°脉冲中点到产生自旋回波中点的时间间隔。
自旋回波时序:
t=0时刻,90°脉冲施加使得纵向磁化矢量Mz翻转至XY平面,产生Mxy。自旋质子同相。
自旋以T2*曲线快速相散,产生FID信号。
t=TE/2时刻,施加180°脉冲,自旋将再次重聚。
t=TE时刻,自旋再次同相,产生回波信号。
SET1WI序列,假设TR=500msPhase=256NEX=2
扫描时间=(500*256*2)/(1000*60)=4.26min,扫描时间还不算长,在临床应用中勉强能接受。
SET2WI序列,假设TR=3000msPhase=256NEX=2
扫描时间=(3000*256*2)/(1000*60)=25.6min,扫描时间太长,根本不可能应用于临床。所以由于SE序列扫描时间较长,大大的限制了其应用及推广。
快速自旋回波序列(FSE),是为了加快扫描速度在SE序列的基础上而设计的序列。在90°脉冲激发后,在一个TR内,采用多个180°回聚脉冲,从而产生多个回波信号,填充到K空间内,大大的缩短其扫描时间,有多少个回聚脉冲,时间就会缩短多少倍。
FSE.jpg
这些180°回聚脉冲称为回波链(ETL)。快速自旋回波的采集时间= TR*Phase*NEX/ETL
如在SET2WI序列,假设TR=3000msPhase=256NEX=2,回波链为16,扫描时间=(3000*256*2)/(1000*60*16)=1.6min,所以大大的缩短了扫描时间。
T1、PD对比.jpg
图1.FSET1WI,用时1min30s    图2.FSEPD FS ,用时3min10s
在FSE序列中,我们不难发现,每个信号的采集其TE值是不同的,而TE值决定着T2WI的对比度,也就是说在90°脉冲后,在不同的TE时间采集了多个不同权重的图像,而每幅图像只能有一个对比度,为了解决这个问题我们引出了一个有效回波时间。假如我们有效TE设置为100ms,那么在采集信号数据时将100ms附近采集的信号数据填充于K空间的中心(K空间中心数据决定图像对比度),将远离100ms的信号数据填充于K空间的外围(K空间周围数据决定图像的分辨率),所以ETL并不是越长越好,ETL越长,后面回波时间将越长,信号衰减越大,信号强度越弱,对图像信号贡献越小,图像模糊度越重。也就是因为ETL的存在,将会有不同TE的信号数据填充于K空间内,所以图像模糊也是不可避免的,所以FSE的图像质量是比不上SE的图像质量的。
参考文献
T. Moritani, S. Ekholm, P. L. Westesson. 脑磁共振扩散加权成像[M]. 人民军医出版社, 2015.
杨正汉, 冯逢, 王霄英. 磁共振成像技术指南[M]. 人民军医出版社, 2007.
靳二虎, 蒋涛, 张辉. 磁共振成像临床应用入门(第2版)[J]. 中国临床医生杂志, 2015(4).
B.Kastler. 深入了解MRI基础[M]. 人民军医出版社, 2012.
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