1、快速、超快速MR采集技术,卫生部北京医院放射科北京大学第五临床医院杨 正 汉,1、REVIEW,K空间,SE序列,K空间及其填充,K空间为MR图形原始资料的填充储存空间格式,填充后的资料经傅立叶转换,重建出MR图像。,激发编码,信号采集,K空间填充,付立叶转换,图像显示,K空间的填充,矩阵为256*256的图像需要采集256条相位编码线来完成K空间的填充,每条相位编码线含有全层MR信息。K空间呈对称填充K空间的数据点阵与图像的点阵不是一一对应的,K空间及其填充,填充K空间中央区域的相位编码线决定图像的对比填充K空间周边区域的相位编码线决定图像的解剖细节,自旋回波(spin echo,SE)序列
2、结构图,SE序列的优点,1、MRI经典序列,研究比较透彻2、图像质量稳定3、信号比较单纯,信号变化容易解释4、组织对比良好,SE序列在神经系统、骨关节等系统疾病的检查中显示出很大的优越性。,SE序列的临床应用图片,腕关节高分辨SET1WI,正常膝关节SE序列图片,膝关节后交叉韧带断裂,颈椎间盘突出,左枕叶脑脓肿,T2加权像,T1加权像,T1加权增强扫描,90,180,回波,TE,TR,TE:回波时间TR:重复时间,SE序列结构,SE序列一次激发只能采集一个回波,用SE序列采集一幅矩阵为256256的图像需要重复激发256次,填充K空间256条相位编码线,一幅SET2WI图像采集所需要的时间,采
3、集时间(TA)TR Matrix (phase-encoding) NEX,TA = 3秒 256 2 1536秒 25分36秒,1、SE序列信号采集时间长,T1WI常需35分钟,T2WI更为耗时,常需十多分钟2、呼吸、血管搏动及肠道蠕动等生理运动可造成运动伪影,严重影响腹部MR图像质量;3、呼吸造成的运动相关部分容积效应会影响病灶的对比。,SE序列的缺点,运动相关的部分容积效应,部分容积效应,第一时相,第二时相,MRI采集的运动相关部分容积效应,由于运动相关部分容积效应造成组织对比降低,2、为什么要加快MR的信号采集速度,1、SE序列实在太慢,特别是T2WI2、动态增强扫描的需要3、运动器官
4、成像的需要(伪影)4、灌注成像的需要(时间分辨)5、功能成像的需要(时间分辨)6、经济效应的需要,近年来,由于硬件、软件的进步,MRI的信号采集速度越来越快,快速及超快速序列不断涌现,已逐渐取代常规的SE序列,MRI在形态学和功能检查中扮演着越来越重要的角色。,“快”已经成为当今MRI的主题,FASTFASTFASTFASTFAST,3、快速MRI的硬件要求,要加快MRI信号采集速度并保证图像一定的信噪比(signal to noise ratio,SNR)及空间分辩,硬件的发展至关重要,其中最重要的是:主磁体场强及其均匀度梯度线圈脉冲线圈,主磁场,主磁场的场强MRI的SNR与主磁场场强的成正
5、比如果其他所有成像参数相同,1.5T磁共振采集1次所得图像的SNR,用0.5T的磁共振需要采集9次才能获得(扫描时间9倍)临床应用型的MRI仪场强已由0.15 T以下上升到1.0T-3.0T,MR按主磁场的场强分类MRI图像信噪比与主磁场场强成正比低场: 小于0.5T中场:0.5T1.0T高场: 1.0T2.0T(1.0T、1.5T、2.0T)超高场强:大于2.0T(3.0T、4.7T、7T),主磁场的均匀度磁场均匀度的提高:1、图像质量提高;2、可进行大视野扫描,有利于偏中心部位的检查50厘米球表面均匀度可控制在3PPM以下,45厘米球体均匀度可控制在1PPM以下,梯度线圈,空间定位、采集信
6、号梯度线圈性能的提高 磁共振成速度加快没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术,层面选择方向梯度线圈性能提高,频率和相位编码方向梯度线圈性能提高,扫描层面更薄,MR信号采集速度更快,梯度线圈性能指标梯度场强 25 / 60 mT/m切换率 150 / 200 mT/m.s,脉冲线圈,脉冲线圈的作用如同无线电波的天线激发人体产生共振(广播电台的发射天线)采集MR信号(收音机的天线),接收线圈与MRI图像SNR密切相关接收线圈离身体越近,所接收到的信号越强线圈内体积越小,所接收到的噪声越低,表面线圈,脉冲线圈特别是接收线圈的进步显著提高了MR图像的信噪比。表面接收线圈至今已发展到第四代。第一代
7、为线性极化表面线圈第二代为圆形极化表面线圈第三代为圆形极化相控阵线圈第四代为一体化全景相控阵线圈,相控阵线圈,用相控阵线圈采集的MR图像的SNR明显高于用体线圈采集的MR图像,体线圈采集SNR=11.7,相控阵线圈采集SNR=26.3,4、与快速成像相关的MRI基本概念,矩阵、FOV、空间分辨率图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)采集次数(平均次数)激发角度K空间及其填充,矩阵 Matrix,矩阵:图像X轴、Y轴方向上的像素数目,10,10,Matrix1010,磁共振的矩阵可为 646410241
8、024,磁共振最常用的矩阵为 256 256,磁共振最常用的高分辨矩阵为 512 512,视野 FOV(field of view),320mm,320mm,视野:X轴、Y轴方向上实际成像区域的大小,FOV320mm320mm,MRI的FOV根据检查部位、序列、线圈及场强可为 25mm530mm,FOV 2.5cm,FOV 530mm2025mm,空间分辨率 Resolution,空间分辨:单个体素在X轴、Y轴、Z轴的大小,层面方向的空间分辨 层厚,频率编码方向的空间分辨频率方向的FOV除以频率方向的Matrix,相位编码方向的空间分辨相位编码方向的FOV除以相位方向的Matrix,空间分辨率
9、,30mm,10mm,30mm,10mm,空间分辨10mm10mm8mm,层厚8mm,根据MR的场强、线圈、序列及检查部位的不同,可选择不同的空间分辨率,MRI的层厚常为:110mm,MRI层面内的空间分辨常为:0.5mm0.5mm2mm2mm,FOV不变:矩阵越大,XY平面的空间分辨率越高矩阵不变:FOV越大,XY平面的空间分辨率越低层厚越厚:层面选择方向的空间分辨率越低,FOV、Matrix、层厚与Resolution的关系,10mm10mm8mm,5mm5mm8mm,矩阵不变:FOV越大,XY平面的空间分辨率越低,10mm10mm8mm,5mm5mm8mm,FOV不变:矩阵越大,XY平面
10、的空间分辨率越高,矩阵、FOV、空间分辨率图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)采集次数(平均次数)激发角度K空间及其填充,与快速成像相关的MRI基本概念,信噪比, SNRSignal to Noise Ratio,图像质量的最重要、最基本的指标,良好的SNR是MRI清楚解剖结构、病变及其特性的基础,高质量的MR图像必具有较高的SNR,高SNR意味着较高的有效信号强度和较低的噪声信号,SNR = SI tissue / SD background,影响SNR的主要因素,主磁场场强(正比关系)表面线圈空
11、间分辨Voxel体积大小(正比)层厚、Matrix、FOV采集次数(平方根正比)伪影(反比)序列及其参数,矩阵、FOV、空间分辨率图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)采集次数(平均次数)激发角度K空间及其填充,与快速成像相关的MRI基本概念,对比噪声比(CNR),在图像拥有一定SNR的条件下,足够的CNR是检出病变(特别是实质脏器内病变)的根本保证。T1WI:CNR反映图像的T1对比T2WI:CNR反映图像的T2对比,CNR的检测,CNR(SI1SI2)/SD3,同一个肝脏病变用几个不同的序列可得到
12、不同的CNR,CNR高的序列有利于病变的检出,影响CNR的主要因素,是否具有足够的SNR序列扫描参数病变与正常组织的差异伪影空间分辨是否使用对比剂,矩阵、FOV、空间分辨率图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)采集次数(平均次数)激发角度K空间及其填充,与快速成像相关的MRI基本概念,采集次数,其他条件相同的情况下采集次数增加1倍MR图像SNR为原来的1.41倍MR信号采集时间为原来的2倍图像的伪影减少,矩阵、FOV、空间分辨率图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)对比噪声比
13、(contrast to noise ratio,CNR)采集次数(平均次数)激发角度K空间及其填充,与快速成像相关的MRI基本概念,激发角度,脉冲激发后体素内的宏观磁化矢量偏转的角度常规SE序列:90度翻转恢复序列:180度梯度回波序列:小于90度,射频脉冲继发后宏观磁化矢量发生偏转,偏转角为,磁共振现象是靠射频线圈发射无线电波(射频脉冲)激发人体内的氢质子来引发的,这种射频脉冲的频率必须与氢质子进动频率相同,低能的质子获能进入高能状态,微观效应,射频脉冲激发后的效应是使宏观磁化矢量发生偏转射频脉冲的强度和持续时间决定射频脉冲激发后的效应,低能量,中等能量,高能量,宏观效应,90度脉冲继发后
14、产生的宏观和微观效应,低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态,高能和低能质子数相等,纵向磁化矢量相互抵消而等于零,使质子处于同相位,质子的微观横向磁化矢量相加,产生宏观横向磁化矢量,激发角度越大,纵向弛豫所需时间越长激发角度越大,T1成分越大,T1对比越大90度脉冲能产生最大的横向磁化矢量小角度激发能产生相对较高的横向磁化矢量效能,激发角度与纵向弛豫,激发角度越大,纵向弛豫所需时间越长激发角度越大,T1成分越大,T1对比越大90度脉冲能产生最大的横向磁化矢量,小角度激发能产生相对较高的横向磁化矢量效能,5、优质快速MR图像的要求,足够的信噪比高空间分辨率组织对比良好尽可能少的伪影(?
15、)尽量短的采集时间,MRI基本原理MRI空间定位 K空间MRI序列基本构建与快速成像有关的基本概念,如何进行MRI信号快速采集?,影响MRI信号采集时间的因素,二维图像的采集时间Ts=TR Ny NEX三维图像的采集时间Ts=TR Ny Nz NEX,SE序列为何费时,90度激发后,T1驰豫需要很长时间,因而必须采用很长的TR一次激发后只采集一个回波为减少运动伪影往往需要进行多次信号采集利用180度射频脉冲采集回波需时较长,通常为10-15毫秒,一幅SET2WI图像采集所需要的时间,采集时间(TA)TR Matrix (phase-encoding) NEX,TA = 3秒 256 2 153
16、6秒 25分36秒,二维图像的采集时间,Ts=TR Ny NEX,快速成像技术通过缩短其中1个或多个因素加快MRI信号采集速度,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,1、多层采集技术,用最愚蠢的方法采集10幅SET2WI,采集时间(TA)TR Matrix (phase-encoding) NEX,单幅图像TA = 3秒 256 2 1536秒 25分36秒,10幅图像采集时间25分36秒104小时16分钟,SE序列T1WI:TR 400ms,TE 15msT2
17、WI:TR 3000ms,TE 80ms,T1WI:TR 400ms,TE 15ms 400-15385msT2WI:TR 3000ms,TE 80ms。3000-802200ms,利用剩余的时间我们能做些什么?,TE,TR,利用剩余时间可以激发和采集其他层面,一个TR间期能激发采集层面数与以下因素有关:TR:越长能采集越多TE:越短能采集越多准备脉冲:脂肪抑制、流动补偿、饱和带等,现在几乎所有的MR序列均采用多层采集技术,如果TR长度足够采集所有(10层)层面 扫描1层和扫描10层所需时间一样,用多层采集技术扫描10幅SET1WI,采集时间(TA)TR Matrix (phase-encod
18、ing) NEX,单幅图像TA = 0.4秒 256 2 205秒 3分25秒,10幅图像采集时间3分25秒,不是35分钟,延长TR 增加能采集的层面 影响T1对比(T1WI) 扫描时间延长,缩短TE 增加能采集的层面 影响T2对比,增加扫描层数的方法:,去除一些准备脉冲,分次采集(对于T1WI尤为重要),MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,2、缩短重复时间(TR),Ts=TR Ny NEX,缩短TR可以成比例缩短采集时间,TR缩短可能会影响图像对比(T1弛豫
19、成分改变),利用梯度回波和小角度激发技术可以大大缩短TR,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,3、减少采集次数,MRI场强的提高和脉冲线圈的改进特别是相控阵线圈的应用,大大提高了MR图像的SNR,一般单次采集所得到的图像即能达到足够的SNR,这使屏气扫描成为可能。现在多数胸、腹部快速成像序列特别是屏气序列的NEX为1,为减少呼吸运动伪影,胸腹部的SE序列扫描,需要采集2-3次以上进行信号平均。,Ts=TR Ny NEX,TR=400, TE=20, NEX=2
20、 Matrix=256160 TA=2分14秒,TR=125,TE4.1 NEX=1 Matrix=256160 TA=20秒,SE-T1WI,SPGR-T1WI,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,4、利用梯度回波替代自旋回波,自旋回波:用180度复相脉冲采集回波,梯度回波:用读出梯度场的反向切换采 集回波,SE,自旋回波,用读出梯度场的反向切换采集回波,用180度复相脉冲采集回波,梯度回波,SE序列为何费时,90度激发后,T1驰豫需要很长时间,因而必须采用
21、很长的TR一次激发后只采集一个回波为减少运动伪影往往需要进行多次信号采集利用180度射频脉冲采集回波需时较长,通常为10-15毫秒,小角度激发能产生相对较高的横向磁化矢量效能,梯度回波如何加快速度,小角度激发后T1弛豫较快,可选用较短的TR,梯度回波常采用小角度激发,90度激发与小角度激发的差别,激发共振,质子弛豫,所需时间长,所需时间短,SE,利用读出梯度场的反向切换来采集梯度回波省时快速,因而可采用很短的TE(可短于2毫秒),利用180度复相射频脉冲采集回波,TE常需要10-15毫秒(T1WI),自旋回波与梯度回波序列比较,自旋回波与梯度回波的信号采集,自旋回波用180度脉冲采集信号。信号
22、稳定,对磁场均匀度要求低,但速度慢。梯度回波用读出梯度线圈反向切换采集信号。速度快,但对磁场不均匀比较敏感。,SE,T2*与T2的差别,梯度场切换采集的梯度回波不能纠正主磁场恒定不均匀造成的质子失相位,因而得到的图像为T2*WI而非T2WI,产生回波的梯度切换实际上用的就是频率编码梯度线圈,梯度回波的产生,SE,反向梯度使质子失相位,正向梯度使质子相位重聚,离相位梯度,聚相位梯度,离相位梯度,聚相位梯度,右,右,左,左,时间(ms),Mxy,T2*,T2,T2*(GRE),GRE回波,SE回波,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线
23、RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,5、采集更少的相位编码线,根据采集时间计算公式可知,减少相位编码线的采集同样可以成比例地缩短信号的采集时间。,Ts=TR Ny NEX,相位编码线(回波)的减少与K空间填充直接相关,付立叶转换只能区分相位相差180度的MR信号,矩阵为256*256的图像需要进行256次相位编码,也即采集256条相位编码线,K空间的填充,矩阵为256*256的图像需要采集256条相位编码线来完成K空间的填充,每条相位编码线含有全层MR信息。K空间呈对称填充K空间的数据点阵与图像的点阵不是一一对应的,K空间及其填充,填充K空间中央区域的相位编
24、码线决定图像的对比填充K空间周边区域的相位编码线决定图像的解剖细节,减少Ny的采集可以通过以下途径来实现:半傅立叶采集技术采用矩形FOV直接减少相位编码线数目匙孔技术,(1)、半付立叶采集技术,采集的相位编码线仅需填充略多于一半的K空间,其余部分则利用K空间对称性的原理进行填充,NY,NX,常规自旋回波序列的信号采集和K空间填充,半付立叶采集的K空间填充,NX,NY,采用半付立叶技术后采集时间约为原来的一半图像SNR可达原来的70%左右(平方根反比,回波数减少一半,1/1.41)空间分辨力不变,半付立叶技术采集的图像,TA13秒(25秒),TA=11秒(20秒),TA=15秒(28秒),(2)
25、、采用矩形视野(FOV),由于各解剖部位各径线长度不同,可选择径线短的方向为相位编码方向,采用的矩形FOV(48 78),所需采集的相位编码线减少。,矩形FOV的K空间填充及图像重建示意图,保持空间分辨力不变所需采集的相位编码线减少采集时间成比例缩短SNR仅略有下降(平方根反比),采用矩形FOV后:,(3)、直接减少相位编码线,直接减少相位编码线的采集也即较少回波的采集,这将缩小相位编码方向上的矩阵,降低此方向上的空间分辨。,直接缩小相位编码方向Matrix后的K空间填充,所需采集的回波减少,重建后的图像的像素呈长方形,相位编码方向的像素径线变长,空间分辨降低,直接减少相位编码线的实际操作,所
26、需采集的相位编码线只有原来的一半相位编码方向上像素增大一倍,空间分辨降低采集时间减少到原来一半SNR(12)/1.4141.414,减少相位编码线采集可成比例的减少信号采集时间相位编码方向的空间分辨率下降同时像素变成长方形 SNR反而略有升高,直接降低相位编码线的采集后,1、该方法牺牲了相位编码方向的空间分辨率2、利用该方法提高SNR效率并不高3、在相位编码方向空间分辨要求不高时,该方法不仅节约时间,而且能提高图像的SNR,提醒:,(4)、匙孔(Key Hole)技术,K空间及其填充,填充K空间中央区域的相位编码线决定图像的对比填充K空间周边区域的相位编码线决定图像的解剖细节,匙孔技术主要用于
27、加快动态增强扫描的速度增强前先进行平扫,采集填充K空间的全部相位编码线注射造影剂后采集的仅仅是填充K空间中央区的部分相位编码线(约20%),决定增强后的图像对比。K空间的周边部分利用平扫时采集的相位编码线来填充以显示解剖细节大大节约信号的采集时间(仅需要原来的20),加快扫描速度。,匙孔技术,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,6、弛豫增强快速采集(RARE)技术RARE:Rapid Acquisition Relaxation Enhancement,常规S
28、E序列在90度脉冲后用一个180度相位重聚脉冲产生一个回波,填充K空间的一条相位编码线。,RARE则在90度射频脉冲后用n个180度脉冲产生n个回波,填充K空间的n条相位编码线,MR信号采集时间缩短为相应SE序列的1/n。,SE,FSE,RARE在临床应用上也称为快速自旋回波Fast Spin Echo(FSE)Turbo Spin Echo(TSE),RARE技术,回波链长:RARE序列中,90度脉冲后用180度脉冲所采集回波的数目称为回波链长(Echo Train Length,ETL),也称时间因子。,回波间隙:echo space, ES回波链中,两个回波的时间间隔称为回波间隙,RAR
29、E技术,RARE的K空间填充,有效TE,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,7、单次激发技术,单次激发(Single-shot)技术是回波采集的极端表现形式一次激发后采集所有的回波信号,填充整个K空间单层图像的采集时间仅为数十到数百毫秒,FSE,SS-FSE,单次激发技术可用于RARE序列EPI序列,SS-FSE,SS-EPI,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术
30、平行采集技术其他与快速采集有关的技术,8、EPI技术,回波平面成像(echo planar imaging,EPI)是目前最快的MRI信号采集方式,单层图像的信号采集时间可缩短到100毫秒以内梯度回波的一次激发采集多个回波的形式。普通梯度回波为一次脉冲激发后利用梯度线圈反向切换一次采集一个梯度回波EPI是在一次脉冲激发后依靠梯度线圈的连续反向切换,采集一连串梯度回波信号,GRE,EPI,EPI可分为多次激发(Multi shot)EPI单次激发(Single shot)EPI,MSEPI是在一次脉冲激发后利用读出梯度线圈的连续反向切换采集多个梯度回波信号,填充部分K空间。通过多次如此重复激发和
31、采集完成整个K空间的填充。,SS-EPI是在一次脉冲激发后利用读出梯度线圈的连续反向切换,采集填充整个K空间所需的全部梯度回波信号。,SS-EPI,MS-EPI,MS-EPI与RARE,一次激发后利用读出梯度线圈的反复切换采集多个梯度回波信号,填充部分K空间与自旋回波类的RARE技术相对应不同点是多次激发EPI采集的为梯度回波,RARE采集的为自旋回波,RARE,MS-EPI,SS-EPI与SS-RARE,一次激发后利用读出梯度线圈的反复切换采集所有梯度回波信号,填充全部K空间与自旋回波类的SS-RARE技术相对应不同点是SS-EPI采集的为梯度回波,SS-RARE采集的为自旋回波,EPI技术
32、仅仅是MR信号的采集方式,而非MRI扫描序列。EPI必须结合特定的激发脉冲才能成为真正的MRI序列EPI序列的对比和权重决定于预脉冲,预脉冲是翻转恢复序列,则得到T1加权的EPI图像,EPI-T1WI(IR-EPI),180 90,180 90,180 90,预脉冲为单个900射频脉冲则得到GRE-EPI图像,EPI-T2*WI(GRE-EPI),90,90 180,EPI-T2WI(SE-EPI),预脉冲是SE序列,所得到的称为SE-EPI图像,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其
33、他与快速采集有关的技术,9、平行采集技术,SENSESENSitivity Encoding(Philips),ASSET(GE),SMASH / SENSE(Siemens),SENSE技术需要用多通道相控阵线圈。SENSE技术最早由Philips公司应用于临床,至今约有5年左右。目前Philips、GE已经将SENSE技术作为临床商业技术。目前利用SENSE技术可将MRI信号采集速度提高到原来的6倍,以后有望提高到原来的8倍以上。,SENSE技术的基本原理?,相控阵线圈提高信噪比,+,SNR提高到1.41倍,相控阵线圈的2组线圈分别采集信号就相当于普通表面线圈采集2次,理论上SNR增加到原
34、来的1.41倍。,利用相控阵线圈和SENSE技术提高信号采集速度,+,相控阵线圈的两组线圈同时各采集一半填充K空间所需的相位编码线,采集速度因此提高到原来的2倍,而SNR不能提高。,SENSE技术主要用于需要提高信号采集速度的检查,如CEMRA、动态增强扫描、腹部成像、心脏成像等,此时速度比SNR更为重要。,SENSE技术采集的MR图像,3D-FFE T1WI150 slices in 2:58 5:56 without SENSE,TSE-T2WI 51211 slices in 1:303:00 without SENSE,TSE-T2WI 51218 slices in 2:505:40
35、 without SENSE,SENSE技术采集的MR图像,Multiphase Banlance-FFE of the Left Ventricle38 phases in A Breath-hold with SENSE,SENSE技术采集的MR图像,FFE-T1WI 25 slices in 0:110:22 without SENSE,SS-TSE-T2WI 30 slices in 0:130:26 without SENSE,SS-TSE-T2WI+FS1 slices in 200ms400ms without SENSE,SENSE技术采集的MRA,3D-TOF MRA,75
36、slices in 5 minutes without SENSE,75 slices in 2.5 minutes with SENSE,150 slices in 5 minutes with SENSE,MRI快速采集方法,多层采集技术缩短重复时间减少采集次数利用梯度回波替代自旋回波采集更少的相位编码线RARE技术单次激发技术EPI技术平行采集技术其他与快速采集有关的技术,10、加快信号采集的其他技术,(1)梯度回波和自旋回波采集相结合,在SE序列或RARE序列的每个自旋回波采集前后利用读出梯度场切换各采集一个梯度回波同时产生1个自旋回波和2个梯度回波,自旋回波填充K空间的中心,决定图像
37、的对比。与相应的SE或RARE相比,采集速度提高到原来的3倍。如果在每个自旋回波的前后各采集多个回波,则成像的速度还可进一步加快。,自旋回波与梯度回波结合,GRASE序列采集的图像,TGSE一次激发产生3个自旋回波, 6个梯度回波TR3000,TE90,NEX2Matrix256192扫描时间1分04秒,ES的缩小对于长ETL的RARE、SS-RARE及EPI非常重要缩短ES可在组织的信号明显衰减前完成信号采集ES的缩小依赖于梯度场场强和切换率的提高高性能梯度场的MRI仪上,SS-RARE的ES可缩小到5毫秒以下,EPI的ES可缩小到1毫秒以下。,(2)、缩小回波间隙,长回波链序列中,随着回波
38、的采集,组织的MR信号在不断衰减。,缩短回波间隙(ES)加快信号采集速度,(3)、半回波技术,与半富立叶采集技术相似利用K空间在频率编码方向的对称性每个回波仅采集半个(略多于半个)其余部分利用K空间对称性特点来填充,半付立叶采集的K空间填充,NX,NY,NY,NX,半回波技术的K空间填充,自旋回波序列,应用SE或GRE序列均可优点加快回波采集速度缩短TE相同的TR可采集更多的层面缺点损失部分SNR和空间分辨,半回波技术,SE序列半回波与全回波采集的比较,TR=400ms,TE8msSlice=17(可采24层)NEX=2,TA=24017层TR可缩短到300ms,TR=400ms,TE8msSlice=17,NEX=2TA=24017层最短TR为400ms,七种颜色在艺术家手中将绘制出一幅幅美丽的画卷,盐 油 酱 醋 料酒 味精 大料 辣椒 蒜 葱花,合理并综合应用多种快速采集技术可进一步加快MR信号的采集速度并获得高质量的MR图像。,HASTET2WI,综合多种快速采集技术,RARE技术单次激发技术半付立叶采集技术矩形FOV(68)超短ES(4ms)单次采集(NEX1),单层采集时间 600ms,3D-CE-MRA,梯度回波技术矩形F0V(68)50相位编码线(512256)超短TR、TE(5ms/2ms)SENSE技术单次采集技术(NEX1),采集时间49秒,谢谢!,