【MRI小问】脂肪抑制成像的作用及各种序列介绍

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一、为什么要进行脂肪抑制成像

脂肪抑制（fat suppression, FS）是指通过应用特殊技术，使MR 图像中的脂肪组织表现为低信号。

FS即可在T1WI（如Gd对比剂增强扫描），也可在T2WI（如区别水与脂肪的高信号）实现。

压脂后背景信号明显变暗，黑白反差增大，高信号病变更易于显示。

不仅有利于显示病变，还能为疾病鉴别诊断提供依据，可提高诊断准确性。

在FS T2WI，如病变组织含水较多，高信号将更明显，易于识别；

在FS T1WI增强扫描时，由于没有脂肪信号的干扰，将更容易观察和评价病变的强化程度，这对显示肌骨系统和眼眶病变尤为重要。

能够抑制脂肪信号的MRI技术有：

①反相位成像（Dixon技术，体素内水脂相位大小相减）；

②频率选择性脂肪抑制，常用的技术有CHEMSAT（通用电气）、FATSAT（西门子）、SPIR和SPAIR（飞利浦），前二者常被称为化学饱和法（CHESS）；

③T1恢复时间依赖脂肪抑制，又称短时反转恢复（STIR）；

④其他，包括选择性水激励成像（3D-FATS，Proset，Quick Fatsat）、层面选择梯度反转技术以及一些将脉冲序列混合应用的成像技术。

二、反相位成像脂肪抑制是如何实现的？

相位指氢质子围绕外磁场进动时，每一个磁矩在进动轨迹上的位置。

同相位指组织中所有进动质子的磁矩在某一时刻处于处于同一位置，失相位指组织中质子的磁矩不能保持在同一位置而逐渐离散的过程，反相位指两种组织的磁矩在某一时刻处于180°相反方向的状态。

在静磁场中脂肪和水质子的共振频率存在轻微差异，他们之间的化学位移是3.5ppm。

利用脂肪和水质子的相位处于180°相反方向或相同方向时分别采集MR信号，就可以产生反相位或同相位图像。

反相位图像可以在一定程度上抑制或减弱脂肪组织的信号（实质是单个体素内组织的较大水质子信号减去较小脂肪质子信号，即水和脂肪质子的净磁矩在180°相反方向部分抵消，由二者的净磁矩之差形

成该体素最终的MR信号），这就是反相位成像FS。

水、脂信号相减效果取决于体素大小和带宽，而与场强大小无关。

反相位成像技术的基础是化学位移。Dixon于1984年在Radiology发表论文阐述了通过两种组织的相位差异分别产生水质子和脂肪质子MR图像的机制。

反相位成像FS技术是一种基于GRE的FS技术，其发挥作用的前提是成像体素内水质子和脂肪质子共存。

同时形成2套MR图像，固又称双回波成像。

同相位成像显示脂肪和水二者之和的信号强度信息，图像较亮；

反相位成像仅反映水的信号强化，图像较暗。

在同一层面比较同、反相位图像中某一脏器或病变的信号强度高低，就可大致判断组织反脂肪多少，该技术主要用于检出少量的脂肪。

反相位成像的另一种MRI表现是，在由脂肪包绕的软组织器官（肝、脾、肾、肠管、肌肉）周边出现一个线形黑色界面，称为边界效应，即第2种化学位移伪影。边界效应分布在整个水-脂界面，而与频率编码梯度的方向无关。

双回波成像多用于检查肝脏、肾上腺、盆腔等部位，诊断脂肪肝、肾上腺腺瘤、肾脏错构瘤、囊肿内出血、盆腔子宫内膜异位症、卵巢皮样囊肿等疾病。

三、化学饱和法脂肪抑制是如何实现的？

全称是化学位移脂肪频率选择性激发与饱和技术（CHESS fat saturation），简称脂肪饱和（fat sat）。

MRI系统在采集信号前，发射一个带宽较窄的频率选择性RF脉冲，选择性激发并饱和脂肪，使脂肪在随后的常规脉冲序列作用时不产生MR信号，就可达到抑制脂肪信号的目的。这个频率选择性RF脉冲称为预饱和脉冲。

化学饱和法多用于高场强MRI系统，对外磁场的均匀性要求高。如果扫描野的场强变化大于3.5ppm，频率选择性RF脉冲就不能有效作用。如当扫描野很大时，图像周边常可见脂肪抑制不均匀或不彻底表现。

四、短时反转恢复序列脂肪抑制有何特点？

短时反转恢复序列脂肪抑制（STIR）应用广泛，优点是能适应各种场强大小和磁场均匀性的MRI系统，可以进行大视野扫描。

STIR序列的图像对比度与组织的T1和T2值总和成正比，故长T1组织（如脑脊液、肿瘤）的信号较亮，这与普通SE图像不同。原因在于T1和T2小于在STIR序列相互附加，而在SE序列则相互竞争。

STIR序列在低场强和磁场均匀性较差的MRI系统应用更普遍。

STIR的缺点是当不同患者和解剖部位的脂肪T1值出现差异时，抑脂效果可能较差。此外，STIR序列不能用于钆对比机增强扫描。因为钆缩短组织（如肿瘤病灶）的T1时间，使其更接近脂肪的T1时间，在STIR成像时有可能一同被抑制而不显示。

脱氧和正铁血红蛋白也可缩短邻近组织的T1时间，当血肿的T1时间与脂肪接近时，也可在STIR序列被抑制。

五、频率选择性反转恢复法脂肪抑制有何特点？

频率选择性反转恢复（如SPIR）是一种脂肪频率选择性的反转恢复抑脂技术。结合了CHESS脂肪饱和与STIR两种技术的长处，可对每例病人进行更彻底的脂肪抑制成像。

SPIR可用于SE、TSE和GRE序列的T1WI和T2WI。当FOV很大、大距离偏中心成像或存在金属时，SPIR的脂肪抑制可能不均匀或不彻底。

与脂肪饱和（fat sat）技术比较，SPIR受主磁场不均匀的影响相对较小，适应性更好。而前者对主磁场的均匀性高度依赖，要求整个成像区域内脂肪的进动频率保持一致。

SPIR可用于钆剂增强扫描序列，选择性抑制脂肪信号，这与STIR 不同。

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