核磁共振实验中三种基本脉冲序列的特点和应用
磁共振序列名称
磁共振序列名称
磁共振成像是一种非侵入性的影像技术，可以提供高分辨率和高对比度的图像。
在进行磁共振成像时，需要通过不同的磁共振序列来获取不同类型的图像。
磁共振序列是指在磁共振成像中使用的一种特定的脉冲序列，包括激发脉冲、相位编码、读出梯度以及回波信号等。
磁共振序列的选择可以根据病人的病情、所需的解剖学信息和研究目的等因素来确定。
在磁共振成像中，常见的磁共振序列包括：
1. T1加权序列：T1加权序列是一种以长TR（重复时间）和短TE（回波时间）为特征的序列。
在这种序列中，脂肪和水的信号强度相对较低，而肌肉和脑脊液的信号强度相对较高。
因此，T1加权序
列在检测解剖学结构和病变方面具有重要作用。
2. T2加权序列：T2加权序列是一种以长TR和长TE为特征的序列。
在这种序列中，水的信号强度相对较高，而脂肪的信号强度相对较低。
T2加权序列可以检测到水肿、炎症和肿瘤等病变。
3. 弥散加权序列：弥散加权序列是一种以梯度脉冲和长TE为特征的序列，可以检测水分子的弥散。
在这种序列中，弥散的水分子信号强度较高，而受限制的水分子信号强度较低。
弥散加权序列可以检测脑梗死、白质疾病和神经纤维损伤等。
4. 脂肪饱和序列：脂肪饱和序列可以抑制脂肪信号，使得其他
组织的信号更加明显。
这种序列对于检测肝脏、胸部和盆腔等部位的病变具有重要作用。
总之，选择合适的磁共振序列对于正确诊断疾病和评估治疗效果非常重要。
同时，随着磁共振成像技术的不断发展，还会出现更多的磁共振序列，帮助医生更好地了解病情和进行治疗。
[医学]磁共振常用脉冲序列及其临床应用-翁强
![[医学]磁共振常用脉冲序列及其临床应用-翁强](https://img.taocdn.com/s3/m/8c474d95050876323012124e.png)
FSE T1WI
优点
采集时间缩短，甚至可以进行屏气扫描
缺点
受T2弛豫污染，T1对比不如SE T1WI 模糊效应 与GRE T1WI对比速度还不够快
主要用途
T1对比要求较低，以显示结构为主的部位 患者耐受差，要求加快扫描速度时 垂体动态增强扫描 体部屏气扫描
短回波链FSE T2WI
90° 180°
90° 180°
90° 180°
90° 180°
90° 180°
FSE ______________________________________________
90° 180° 180° 180°
90°
180° 180° 180°
90° 180° 180° 180°
K 空 间
SE
优点
与SE序列相比，成像速度加快 由于回波链较短，T2对比接近SE T2WI 对磁场不均匀性不敏感，没有明显的磁敏感性伪影
缺点
扫描速度还不够快，用于体部成像时易产生运动伪影
主要用途
颅脑 腹部（配合呼吸触发和脂肪抑制技术） 骨关节
中等回波链FSE T2WI
优点
扫描速度更快
优点
结构简单，信号变化容易解释 图像的组织对比好，信噪比高 对磁场不均匀敏感性低 最常用的T1WI序列之一，较少应用于T2WI
缺点
采集时间较长 体部易产生伪影 难进行动态增强扫描 激励次数（NEX）常需2次以上，进一步增加采集时间
临床应用
常用于颅脑、颈部、骨关节、软组织、 脊柱脊髓等部位的T1WI序列
Mz（纵向磁化矢量） 100%
50%
TR(ms)
TE决定图像的T2成分
磁共振的常用序列特点及临床应用
磁共振的常用序列特点及临床应用
磁共振的常用序列特点及临床应用主要包括：
1. SE（自旋回波）序列：临床使用最广泛的序列，安全、简单、无创，敏感性高，对钙化灶及脂肪显示好。
2. FSE（快速自旋回波）序列：T2加权像特别清晰，可作脂肪一水图
像反转，对颅骨、肌肉及关节显露较好。
该序列对含水量高、脂肪少
及钙质沉积少的病变显示效果优良。
3. STIR（短回声反转恢复序列）：对于脂肪抑制效果良好的SE序列
来说，图像更为清晰。
4. 快速成像序列：如3D-TOF和VIBE（体积波影成像）等，对颅脑、
脊柱、脊髓、关节、肌肉及血管等的成像效果较好。
磁共振的临床应用非常广泛，包括诊断各种炎症性疾病、退行性疾病、外伤和出血等，还可以评估肿瘤的良恶性，以及进行肿瘤的介入治疗等。
此外，磁共振血管造影技术还可以用于脑血管造影。
以上信息仅供参考，如果需要了解更多信息，建议咨询专业医师。
磁共振脉冲序列原理与临床应用
自旋回波扫描时间
Scan Time＝TR*Phase*NEX
如果我们要采集一个256X256,NEX=2的图像 •T1图：0.4*256*2 = 3分24秒 •T2或PD图：4*256*2 = 30分钟!!!
提高扫描速度
SE
FSE
快速自旋回波 FSE
快速自旋回波（FSE）
T2 衰减曲线 T2* 衰减曲线
所有部位的T2,T1和PD采集都适用。
FSE－XL的图像特点及临床应用
所有部位的T2,T1和PD采集都适用。
FSE－XL的图像特点及临床应用
所有部位的T2,T1和PD采集都适用。
SE扫描层数
1层 2层 3层
…………
N层
FSE扫描层数
1层 2层
…………
N层
FSE在扫描少层数解剖位置的局限
1层 N层
仍然有空余 常规的处理办法：减小TR。但是在采 集T2的图像时，可能会减低其对比。
快速翻转自旋回波序列 Fast Recovery FSE
(FRFSE)
FRFSE-XL
保持T2对比，加快扫描速度
FSE-XL
减小图像模糊
提高扫描速度
SE
FSE
快速恢复快速自旋回波序列
传统FSE序列
1800 1800 1800
• 0.5NEX——相位编码数为正常的一半，利用K 空间的共轭对称性推算出另一半，SNR会降低。
SSFSE的图像特点及临床应用
• 成像速度快，可用于屏气扫描 和不能配合的患者及儿童，还 可用于定位像。
SPECTROSCOPY
Spin Echo EPI DW EPI
Gradient Echo EPI FLAIR EPI
磁共振简易原理、脉冲序列及临床应用
IR序列应用： ①主要用于产生T1WI和PDWI； ②形成重T1WI，成像中完全除去T2作用； ③除重T1WI外，主要用于脂肪抑制和水抑制。
201I9R/6-/1T01WI, 冠状面
SE-T1WI，横断
IR-T1WI，横断面
1.短TI反转恢复序列
脂肪组织T1非常短，IR序列采用短的TI值 （≤300ms）抑制脂肪信号，该序列称短TI反转恢 复序列（short TI inversion recovery，STIR）；
B
长TR 时间ms
PDWI 组织信号高低取决 于质子含量高低； 脂肪及含水的组织 均呈较高信号；
2019/6/10
SE序列 临床应用
腕关节高分辨
2019/6/10
SE－T1WI
左枕叶脑脓肿
2019/6/10
SE－T1WI
SE-T1WI增强扫描
（二）快速自旋回波序列
快速自旋回波（fast spin-echo，FSE）序列：在一个TR 周期内先发射一个90°RF脉冲，然后相继发射多个 180°RF脉冲，形成多个自旋回波；
LAD RCA
RCA LAD
2019/6/10
Courtesy oRf iNgohrtthcworeostnearnryUanritveerysity Ho
在读出梯度方向施加一对强度相同、方向相反的梯度磁场，使 离散的相位重聚而产生回波，该回波被称梯度回波。
2019/6/10
常规GRE序列的结构
• (1)射频脉冲激发角度小于90 ° • (2)回波的产生依靠读出梯度场（即频率编
码梯度场）的切换
2019/6/10
GRE序列的基本特点
（1）采用小角度激发，加快成像速度； （2）采用梯度场切换采集回波信号，进一步加快采集速度； （3）反映的是T2*弛豫信息而非T2弛豫信息； （4）GRE序列的固有信噪比较低； （5）GRE序列对磁场的不均匀性敏感； （6）GRE序列中血流常呈高信号。
拉姆齐脉冲序列
拉姆齐脉冲序列拉姆齐脉冲序列（Ramsey Pulse Sequence）是一种在核磁共振（NMR）和电子顺磁共振（EPR）等实验中使用的脉冲序列。
它主要用于激发和操纵原子核或电子的自旋状态，以特定的物理信息。
拉姆齐脉冲序列的特点是，通过一系列精心设计的脉冲，可以实现对自旋系统的精确控制。
这种序列通常包括一个或多个180度冲，用于翻转自旋方向，以及一些90度脉冲，用于混合不同的自旋状态。
拉姆齐脉冲序列的重要性和应用范围，使其成为核磁共振和电子顺磁共振领域的一个重要研究课题。
在实验中，通过优化拉姆齐脉冲序列的参数，可以获得高质量的实验数据，从而提高物理研究的准确性和可靠性。
拉姆齐脉冲序列的名称来源于英国物理学家弗雷德里克·拉姆齐（Frederick S. Ramsey），他在1948年提出了一种用于核磁共振实验的脉冲序列，用以研究核自旋系统的动力学特性。
这种脉冲序列能够有效地将核自旋系统从初始状态转移到一个特定的目标状态，并且能够在不需要知道系统详细动力学的情况下，通过观察系统随时间的演化，推断出系统的性质。
拉姆齐脉冲序列的基本思想是通过一系列脉冲来操纵核自旋，从而在不同的时间点上观察到核自旋的演化。
这种序列通常包括一个初始的90度脉冲，用以初始化核自旋系统，随后是一系列中间的90度脉冲和180度脉冲，以及最终的测量脉冲。
通过这种方式，拉姆齐脉冲序列能够创建一个被称为“自由进动”的状态，在这种状态下，核自旋不再受到外部场的控制，而是自由地进动。
在实际应用中，拉姆齐脉冲序列被用于各种核磁共振实验，包括核磁共振成像（MRI）、核磁共振波谱（NMR Spectroscopy）和电子顺磁共振（EPR）等。
它可以用于研究核自旋的耦合常数、旋进频率、relaxation 时间等物理参数。
此外，拉姆齐脉冲序列还被扩展应用于量子计算和量子信息领域，用于实现量子逻辑操作和量子算法。
总之，拉姆齐脉冲序列是一种在核磁共振和电子顺磁共振领域非常重要的脉冲序列，它通过精确的脉冲控制，使得研究者能够操纵和观测核自旋系统的演化，从而获得有关系统性质的重要信息。
MR常用脉冲序列及其临床应用
脉冲序列的基本概念
磁共振信号强度的影响因素
组
水
织 的 质 子 密
T2 T1
值
值
化 学 位 移
液 体 流 动
分 子 扩等 散 运
度
动
可调整的
成像参数
射频脉冲
梯度场
信号采集时刻
我们把射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关各参数
的设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列（
pulse sequence）。
常用的脉冲序列
（1）自由感应衰减类序列 （2）自旋回波类序列 （3）反转恢复类序列 （4）梯度回波类序列 （5）平面回波序列
一、自由感应衰减（FID）类序列
采集到的MRI信号为自由感应衰减（FID） 信号的脉冲序列统称为FID类序列。
MRI发展的早期，FID序列曾经在低场强的 MRI仪上有较多的应用，目前这类序列已经很少 使用。
90° 180°
90° 180°
90° 180°
90° 180°
90° 180°
FSE ______________________________________________
90° 180° 180° 180°
90°
180° 180° 180°
90° 180° 180° 180°
K 空 间
SE
脉冲序列基本构成
SE脉冲序列的基本构建 第一行是射频脉冲，SE序列的射频脉冲由多次重复的90脉冲和后随 的180脉冲构成。第二行是层面选择梯度场，在90脉冲和180脉冲 时施加。第三行是相位编码梯度场，在90脉冲后180脉冲前施加。 第四行是频率编码梯度场，必须在回波产生的过程中施加。第五行是 MR信号
脉冲序列的特点和应用
饱和恢复序列SR
射频脉冲序列
反转恢复序列IR
自旋回波序列SE
饱和恢复序列(SR)
Saturation-Recovery
特点：射频激励脉冲 信号测量脉冲
90°脉冲 90°脉冲
饱和恢复法测纵向弛豫时间T1
Mz(t)＝Mo [1- e-TR/T1]
回波信号的产生
t 0时 t 时
t 2 时
M
XY
M
0
180°脉冲使自旋绕x轴旋转180°
M
XY
M 0e
2 / T 2
自旋回波法测横向弛豫时间T2
M
XY
( M 0e
2 / T2
)e
( t 2 ) / T2
缺点： 花费时间长，每测一个回波要等Mz恢复到Mo， 每个周期要花5个T1 分子自扩散引起信号损失，使回波峰值达不到 应有高度，使得T2 偏小
抗射频干扰能力：
SE序列中，检测的是180°脉冲后的自旋回波信号，可以
避免被90°射频所干扰，抗干扰能力比较强
应用方面：
IR和SR序列主要利用样品的T1弛豫时间影响信号性质， IR序列该特点更为显著；SE序列主要特点体现在获得反 映样品的T2特性的信号方面,是NMI中最广泛应用的基
本脉冲序列
可以检测自旋回波的IR序列
核磁共振实验中三种基本 脉冲序列的特点和应用
Nuclear Magnetic Resonance Magnetic Resonance Imaging
073振原理
在恒定磁场Bo中 θ=γB1τ
γ ：旋磁比 与核的种类有关
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
包含SE序列的IR序列的射频脉冲时序
Thank you！
反转恢复序列(IR）
Inversion-Recovery
特点： 射频激励脉冲 信号测量脉冲
180°脉冲 90°脉冲
反转恢复法测纵向弛豫时间T1
Mz(t)＝Mo[1—2e-t/T1]
自旋回波序列(SE)
Spin-Echo
特点： 一个周期内有90°脉冲和 180°脉冲 其中180°脉冲为相位反转脉冲 （回波形成脉冲）
θ=180° 180°脉冲 θ=90° 90°脉冲 τ：射频脉宽 硬脉冲 τ较小 软脉冲 τ较大
驰豫过程 非平衡态 →平衡态
纵向弛豫：磁化强度的纵向分量从某个 Mz向它的最大值Mo增长的过程。 横向弛豫：磁化强度的横向分量从某个 Mxy向它的最小值零衰减的过程。
什么是脉冲序列？
产生并测量MR信号所需要的一组周期 性重复的射频脉冲的组合方式和定时 关系。
回波信号的产生
t 0时
t 2 时
M XY M 0
M XY M 0e2 /T 2
t 时 180°脉冲使自旋绕x轴旋转180°
自旋回波法测横向弛豫时间T2
M XY (M 0e
2 /T2
)e
( t 2 )/T2
缺点： 花费时间长，每测一个回波要等Mz恢复到Mo， 每个周期要花5个T1 分子自扩散引起信号损失，使回波峰值达不到 应有高度，使得T2 偏小
核磁共振实验中三种基本 脉冲序列的特点和应用
Nuclear Magnetic Resonance Magnetic Resonance Imaging
07300300061 武帅 B0
磁化强度矢量M在射频场B1作用下的运动
θ=γB1τ
γ ：旋磁比 与核的种类有关
SE序列的改进： CP序列
CPMG序列
180°脉冲方向不同！施加在Y轴上，避免了 因为180°脉冲不精确而引起的误差
使用硬脉冲CPMG序列测量横向弛 豫时间T2
自旋回波序列成像
芝麻成像图
三种序列的比较
SR和IR对纵向弛豫时间的测定能力： IR序列比SR序列测量T1的准确性要高，鉴别T1不同的组织 的能力更强（由于TR的不同）
抗射频干扰能力：
SE序列中，检测的是180°脉冲后的自旋回波信号，可以
避免被90°射频所干扰，抗干扰能力比较强
应用方面：
IR和SR序列主要利用样品的T1弛豫时间影响信号性质， IR序列该特点更为显著；SE序列主要特点体现在获得反 映样品的T2特性的信号方面,是NMI中最广泛应用的基
本脉冲序列
可以检测自旋回波的IR序列
信号测量脉冲 作用：对纵向磁化强度进行测量 射频激励脉冲 作用：建立横向磁化强度
饱和恢复序列SR
射频脉冲序列
反转恢复序列IR
自旋回波序列SE
饱和恢复序列(SR)
Saturation-Recovery
特点：射频激励脉冲 信号测量脉冲
90°脉冲 90°脉冲
饱和恢复法测纵向弛豫时间T1
Mz(t)＝Mo [1- e-TR/T1]