自旋回波脉冲序列
核磁共振成像
Gz
Gy
Gx
MR
TE
y y
0
cos(0t ) cos(0t )
0
cos 0 t
cos(0t ) cos(0 t )
cos 0t 2cos 0t
2cos(0t )
0
2cos 0t
0
0
0
cos(0t )
2cos(0 t )
y
0
cos 0t cos 0 t
0
cos 0t
cos 0t
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0
0
cos 0t
2cos 0t
0
2cos 0 t
0
cos 0t
2cos 0t
0
cos 0t
x
河南科技大学物理工程学院
核磁共振成像技术 四、相位编码
第八讲 脉冲序列
通过频率编码，我们可以知道各列产生磁共振信号的大小。但是，仍然不 能区分每个体素产生的磁共振信号，这就需要相位编码来解决。 在射频脉冲作用后和接收信号前这段时间内，沿y轴施加一线性梯度场 Gy, 使各行体素所产生MR信号具有不同的相位，这一过程称为相位编 码。 Gy称相位编码梯度，y轴也称为相位轴。
核磁共振成像技术
第八讲 脉冲序列
特点：1、成像时间较长，适合做质子密度加权图像和T2加权图像； 2 、为了节省成像时间可采用多回波技术、多层面回波技术。
多回波技术(MSE)
TR
RF
Gz
Gy
Gx
MR
重聚焦脉冲在两个回波
TE2 40ms TE1 20ms 30ms 10ms
中间时刻使用。
河南科技大学物理工程学院
最新MR中几个常用序列的简单原理介绍
长TR、长TE——T2加权像
T2长的组织，图像为强信号，如脑灰质； T2短的组织，图像为弱信号，如脑白质。 一般讲：组织T1时间长者，其T2时间也较长，所以T1和T2 图像一般互为反像。
质子密度加权像
选取长TR(2000ms)和短TE(30~40ms)，减少T1和T2 对图像影响，则信号强度与组织质子密度有关。
MR中几个常用序列的简单原理 介绍
SE 序列
自旋回波序列是一个以90-180-180的脉冲序列， 90脉冲间隔时间——TR(Time of Repetition，重复时间)， 90至回波时间——TE(Time of Echo，回波时间)。
回波(Echo)
FID：由90°脉冲作用后直接产生的，Mxy从大到小。 Echo：180°脉冲作用结果，信号(Mxy)是从小到大然后再从 大到小，体现了 M 相聚与相散的变化；由于Mxy是按时间常 数T2指数衰减的，
TE对MRI的作用
在TE期间，信号按 T2*时间常数衰减。TE长，Mxy衰减得多； TE短，Mxy衰减得少。
组织R的T2短，衰减快，L的T2长，衰减慢；用长TE(80100ms)，L的衰减慢，L信号强(T2差异) ——T2加权。
TE越短，T2加权越弱；TE越长，T2加权越强。
T1加权像
减少T2对图像的作用，可以使用短TR(400-600 ms)，以 增强不同组织的T1对比度
多回波 SE 序列
由于TR长(2000ms)，短TE回波与质子密度有关(CSF是 灰色白，灰质为灰白，白质为灰)；随TE延长，质子密度作 用逐渐减弱，而T2因素逐渐增大；当TE很长时，图像为很 重的T2加权像(CSF为强信号，灰质为次强信号越强，但信号下降； TE越短，T2影响越小，信号强度越高。
自旋回波序列
自旋回波序列一、引言自旋回波序列是核磁共振（NMR）技术中常用的一种脉冲序列，它可以实现信号的增强和谱线的简化。
本文将从自旋回波序列的原理、应用和优缺点等方面进行详细阐述。
二、自旋回波序列的原理自旋回波序列是一种由两个90度脉冲和一个180度脉冲构成的脉冲序列。
在第一个90度脉冲作用下，样品中的核磁矢量会沿着x轴方向转至y轴方向，形成一个纵向磁化强度Mz。
接下来，在没有任何干扰的情况下，该纵向磁化强度会逐渐衰减。
这是因为样品中存在不同化学环境下的核自旋，它们之间存在不同的共振频率。
因此，在没有外界干扰时，每个核自旋都会以其特定的共振频率发生进动并发出信号。
在第二个90度脉冲作用下，样品中所有核自旋都将沿着y轴方向反转，并形成一个横向磁化强度Mxy。
此时，在没有外界干扰的情况下，该横向磁化强度会以各自的共振频率发生进动，并且会在一定时间后回到x轴方向。
这个时间称为自由感应衰减时间（T2），它是样品中每个核自旋特有的。
当横向磁化强度回到x轴方向时，再施加一个180度脉冲，所有核自旋都将反转，并形成一个沿着-z轴方向的磁化强度Mz。
此时，在没有外界干扰的情况下，该沿着-z轴方向的磁化强度也会逐渐衰减。
三、自旋回波序列的应用1. 信号增强自旋回波序列可以增加信号强度。
在第二个90度脉冲作用下，所有核自旋都将沿着y轴方向反转，并形成一个横向磁化强度Mxy。
此时，不同核自旋之间相位关系不同，导致它们之间发出的信号相互抵消。
但是，在第三个180度脉冲作用下，所有核自旋都将反转，并且相位关系发生改变。
这样就可以使得不同核自旋发出的信号相互叠加，从而增强信号强度。
2. 谱线简化自旋回波序列可以使谱线更加简单。
在没有自旋回波的情况下，样品中每个核自旋都会以其特定的共振频率发生进动并发出信号。
这样就会产生很多重叠的信号，导致谱线复杂。
但是，在自旋回波序列中，所有核自旋都将以各自的共振频率发生进动，并在一定时间后回到x 轴方向。
磁共振tse序列
磁共振tse序列
磁共振TSE序列（Turbo Spin Echo Sequence）是一种常用的磁共振成像序列，用于获取高分辨率的脑、颈椎、脊柱、肩关节等部位的图像。
TSE序列是一种脉冲序列，其特点是通过多次重复的自旋回波脉冲来增强信号，从而获得高信噪比的图像。
TSE序列相对于传统的普通自旋回波脉冲序列，在同样的扫描时间内可以获得更高的空间分辨率。
TSE序列的特点还包括以下几方面：
1. TSE序列采用了多个自旋回波脉冲，使得信号的积累更多，提高了信噪比。
2. TSE序列可以通过调整序列参数实现不同的对比度，以适应不同的临床需求。
3. TSE序列具有较高的抗伪影能力，可以有效减少伪影的产生。
4. TSE序列采用了快速自旋回波技术，可以在较短的扫描时间内获得更多的图像信息。
总之，磁共振TSE序列是一种常用的磁共振成像序列，可以获得高分辨率的图像，并且具有较高的信噪比和抗伪影能力。
它在临床上广泛应用于各种脑、颈椎、
脊柱等部位的疾病诊断和评估。
脉冲梯度自旋回波序列
脉冲梯度自旋回波序列脉冲梯度自旋回波序列(PGSE)是一种常用的NMR信号收集序列，其最初被开发为反映和量化细胞内不同定向分子群随着时间而变化的结构和动力学过程。
PGSE序列主要由两种GRADIENTS组成：梯度幅度和梯度时长。
第一个梯度脉冲将梯度矢量方向的磁场梯度的幅度缩小到零。
随后，使用一系列的脉冲建立一个新的梯度，梯度幅度将在梯度方向上构建一个梯度矢量。
紧接着，又会有一个抵消梯度，其脉冲使梯度减小到0。
接下来，当梯度已经完全抵消回到0后，即成为一个容许模式，开始进行一次延时测量。
该序列主要用于研究细胞内溶质的动态行为，特别是物质向微环境中的传输以及定位等过程。
该序列包括梯度发射器、时间比例器、脉冲发射器和延时器，其中梯度发射器用于控制梯度的幅度和时间，时间比例器控刴梯度的步长，脉冲发射器控制梯度的调节速率，延时器生成停止梯度延时时间。
这些参数中，梯度幅度对应磁场的加速度，梯度时长越长，梯度就越大，因此，可以用梯度幅度和梯度时长来控制磁场在每一步的增长或减小。
脉冲梯度序列（PGSE）可以有效捕获动态行为，其原理是，在回波模式中，磁场梯度在每一步都呈现出新的梯度矢量，梯度矢量穿过复杂的动作空间，随着时间的推移，不同的物质会有不同的行为，其磁场梯度也会有所改变，通过收集这些梯度矢量，就可以实时观察动态行为。
在研究领域，PGSE序列也是极其重要的工具，可以观测分子的自旋活性，进行水合作用力学研究，研究蛋白质结构动力学过程，及基于医学的研究项目。
例如，研究脑细胞的内部结构以及其营养成分的变化，用于研究“脑疾病”等。
磁共振检查技术第三章 MRI脉冲序列
M R I脉冲序列学习目标1.掌握:自旋回波序列;反转恢复脉冲序列;梯度回波脉冲序列;平面回波成像序列及其各自衍生序列的结构及检测原理2.熟悉:脉冲序列的相关成像参数;常用脉冲序列及各自衍生序列的特点和临床应用3.了解:脉冲序列的组成;脉冲序列的分类4.学会:运用所学知识,根据患者病情选择合适的磁共振成像序列5.具有:合理调整常用成像序列扫描参数,满足图像质量控制要求的能力目录第一节概述第二节自由感应衰减序列第三节自旋回波脉冲序列第四节反转恢复脉冲序列CONTENT第五节梯度回波脉冲序列第一节概述MR信号需要通过一定的脉冲序列(pulse sequence)才能获取。
脉冲序列是MRI技术的重要组成部分，只有选择适当的脉冲序列才能使磁共振成像参数(射频脉冲、梯度磁场、信号采集时间)及影响图像对比的有关因素相结合，得到较高信号强度和良好的组织对比的MR图像MRI的脉冲序列是指射频脉冲、梯度磁场和信号采集时间等相关参数的设置及在时序上的排列，以突出显示组织磁共振信号的特征。
一般的脉冲序列由五部分组成,按照它们出现的先后顺序分别是:①射频脉冲②层面选择梯度场③相位编码梯度场④频率编码梯度场(也称为读出梯度)和MR信号。
射频脉冲是磁共振信号的激励源,在任何序列中,至少具有一个射频脉冲。
梯度磁场则实现成像过程中的层面选择、频率编码和相位编码,有了梯度磁场才能使回波信号最终转换为二维、三维图像。
MRI的脉冲序列按照检测信号类型分为:1.自由感应衰减信号(FID)类序列：指采集到的MR信号是FID信号,如部分饱和序列。
2.自旋回波信号(SE)类序列：指采集到的MR信号是利用180°聚相脉冲产生的SE信号,如常规的自旋回波序列、快速自旋回波序列及反转恢复序列等。
3.梯度回波信号(GRE)类序列：指采集到的MR信号是利用读出梯度场切换产生的梯度回波信号,如常规梯度回波序列、扰相梯度回波序列、稳态进动序列等。
自旋回波序列填充相位编码线
自旋回波序列填充相位编码线是MRI成像领域的一种重要技术。
通过对未知相位的信息进行采样填充，可以提高成像的分辨率和减少扫描时间，从而在临床诊断和科学研究中发挥重要作用。
一、自旋回波序列自旋回波序列是MRI成像中常用的一种脉冲序列。
在该序列中，通过改变梯度和脉冲的方式，可以使得磁共振信号从患者体内不同的组织和器官中发出并被接收到。
通过对这些信号进行处理和重建，即可得到具有高分辨率的MRI图像。
在自旋回波序列中，填充相位编码线是指在k空间中对未知相位信息进行采样和填充的过程。
k空间是MRI成像中用来表示频率和相位信息的空间。
通过填充相位编码线，可以提高成像的分辨率和减少成像的伪影，从而得到更清晰和准确的MRI图像。
二、深度评估在MRI成像中，填充相位编码线的方法有很多种。
从最简单的线性填充到更加复杂的非线性填充，不同的方法都有各自的优缺点。
而如何选择合适的填充相位编码线的方法，需要综合考虑扫描时间、成像分辨率、伪影和成本等方面的因素。
从简到繁地探讨填充相位编码线的方法，可以从基本的线性填充开始，逐步介绍其局限性和改进方法。
可以引入加权填充、稀疏填充和压缩感知等先进技术，来提高填充相位编码线的效果和成像质量。
通过逐步深入地了解不同方法的原理和应用，可以更好地理解填充相位编码线在MRI成像中的重要性和价值。
三、总结与回顾填充相位编码线作为MRI成像中的重要技术，不仅可以提高成像的分辨率和减少扫描时间，还可以在临床诊断和科学研究中发挥重要作用。
通过对其原理、方法和应用进行全面评估和探讨，可以更好地理解其在MRI领域的价值和意义。
个人观点和理解：在不断发展和创新的科技领域，填充相位编码线作为MRI成像中的关键技术之一，具有重要的应用前景和发展空间。
通过不断深入研究和探索，相信填充相位编码线在未来会发挥更加重要的作用，为医学诊断和科学研究提供更加精准和可靠的成像数据。
在撰写本文的过程中，我逐步深入探讨了填充相位编码线的方法和意义，希望能够让读者更深入地了解这一重要技术在MRI成像中的作用和意义。
常用脉冲序列及其应用
• 3.优缺点 优点是组织的T1 对比效果较好，且 信噪比较高；缺点是扫描时间较长。 • 4.应用 由于IR序列对分辨组织的T1值极为敏 感，所以IR序列主要用于获取重T1WI，以显示 解剖结构。在IR脉冲序列中通常使用短TE，目 的是尽量减少图像中T2对比成分。但有时为了 使长T2病变显示为高信号，也可使用长TE，产 生的图像不仅保持了显示解剖效果好的优点， 且长T2病变可显示为高WI：中等TI， 400～800ms；短TE，10～20ms；长TR， 2000ms以上；平均扫描时间5～15min。 ②PDWI：长TI，1800ms；短TE，10～ 20ms；长TR，2000ms以上；平均扫描时 间5～15min。③病理加权像：中等TI， 400～800ms；长TE，70ms；长TR， 2000ms以上；平均扫描时间5～15min。
四、梯度回波脉冲序列
• 梯度回波（gradient echo，GRE）序列又称为 场回波（field echo；FE）序列。GRE序列是目 前MR快速扫描序列中最为成熟的方法，不仅 可缩短扫描时间，而且图像的空间分辨力和信 噪比均无明显下降。 • GRE序列与SE序列主要有两点区别，一是使用 小于90°（常用α角度表示）的射频脉冲激发； 另一个区别是使用反转梯度取代180°复相脉 冲，产生的回波称为梯度回波。两者均可使TR 缩短，短TR最终会使扫描时间明显减少。
第三节 常用脉冲序列及其应用
• 脉冲序列(pulse sequence)是指具有一定带宽、 一定幅度的射频脉冲与梯度脉冲组成的脉冲程 序。不同的脉冲序列及序列参数决定了图像的 加权特性、图像质量以及对病变显示的敏感性。 • 目前用于临床成像的脉冲序列有很多种，而且 随着设备硬件和软件的进步，脉冲序列，特别 是快速和超快速成像序列将会有更大的发展， 临床应用的范围也会不断扩展。脉冲序列不但 品种多，而且各MR设备制造厂家均发展并形 成了自己独特的序列，并具有各自不同的名称。
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一、自旋回波脉冲序列
1.SE脉冲序列： （3）扫描参数： ①TR决定T1对比度，TE决定T2对比度； ②三种加权像的取值：T1WI，短TR、短TE；T2WI
，长TR、长TE；PDWI，长TR、短TE。
一、自旋回波脉冲序列
1.SE脉冲序列 (4)优缺点： ①优点：图像信噪比高；图像组织对比良好；伪
一、自旋回波脉冲序列：
MR扫描最基本、最常用剔除 主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减。 1.SE脉冲序列： （1）序列构成：
90°激励脉冲+180°相位重聚脉冲+··· 单回波SE序列； 双回波SE序列；
单回波SE序列 T1WI
本章学习目标
掌握: MRI检查脉冲序列分类、常用脉冲序列 的应用； 熟悉: MRI检查参数的选择； 了解: 成像参数与图像质量关系。
第一节 MRI检查脉冲序列的分类
一、MRI的成像序列： 是MR扫描仪形成图像的时序指令，是指射频脉
冲、梯度场及信号采集时间等相关各参数的设置及 其在时序上的排列。
2
第一节 MRI检查脉冲序列的分类
一、自旋回波脉冲序列
2.FSE脉冲序列
（3）扫描参数： ①T1WI：短TE，<20ms；短TR，300～600ms；ETL=2～6 ②T2WI：长TE，100ms；长TR，4000ms；ETL=8～20 ③PDWI：短TE，20ms；长TR，2500ms；ETL=8～12
一、自旋回波脉冲序列
2.FSE脉冲序列
双回波SE序列 PDWI T2WI
一、自旋回波脉冲序列
1.SE脉冲序列： （2）临床应用：用途最广泛的标准成像序列
①T1WI：适用于显示解剖结构，增强检查； 颅脑、骨关节、软组织、脊柱脊髓等； 增强检查时，利用对比剂的短T1效应；
②T2WI：易于显示水肿、液体、病变组织； 病变组织的T2值长，其信号高；
（4）优缺点： ①优点：成像速度快；T2信号成分增加，故便于显示病变 ；磁敏感伪影减小；自主性运动产生的运动伪影减少。 ②缺点：流动和运动伪影增加；在T2WI上脂肪信号高而难 与水肿等鉴别；ETL大时信号成分复杂，且图像模糊、清 晰度下降；不利于出血等疾病的检出；能量沉积增加。
一、自旋回波脉冲序列
5
脉冲序列参数
8.反转时间（inversion time，TI）：仅出现在具有 180°反转预脉冲的反转恢复脉冲序列中；
9.激励次数(number of excitations，NEX)：与被检部位 的固有信噪比及脉冲序列的采集速度相关；
10.k空间（k-space）：原始数据的填写空间，一个k空间 对应一幅MR图像；
图示：FSE序列回波链中各回波的TE和信号强度不同 当ETL增加时，采集的信号中成分复杂、T2成分增多，且回波
信号强度之间的差距加大，导致图像模糊增加。
二、反转恢复脉冲序列
反转恢复脉冲序列是一类含有180°反转预脉冲的序列； 包括普通IR序列、STIR、FLAIR、FIR。
二、反转恢复脉冲序列
反转恢复的原理及特点： 射频脉冲的能量越大，组织的纵向弛豫时间就越长； 特点： 1.T1对比增加，相当于900脉冲的2倍左右；组织的纵向弛豫过
2.FSE脉冲序列
（2）临床应用： ①用于对T1对比度要求不高或对T2对比要求高的部位，如颅脑
、体部、脊柱、骨关节等； ②可获取重T2WI，用于MRCP、诊断血管瘤和囊肿； ③T2WI上脂肪为高信号：可使用脂肪抑制技术； ④不能与呼吸补偿联用，胸腹部检查时图像的伪影增加； ⑤ETL增大，单次激励采集回波数目增多，信号更加混杂； ⑥T1WI和PDWI上，ETL取值要小； ⑦T2WI上，ETL取值可增加；
4
脉冲序列参数
5.有效回波时间(effective echo time，ETE)：填充在k空 间中央区域的回波对应的TE（如下图）；
6.回波链长度（echo train length，ETL）：快速系数， 时间因子（如下图）；
7.回波间隔时间(echo train spacing，ETS)：亦称回波间 隙（echo spacing,ES）（如下图）。
6
脉冲序列参数
11.T2*效应（T2* effect）：主磁场的不均匀所致， 质子的失相位加速。
12.饱和现象（saturation phenomenon）：质子趋向 饱和时，RF激励后产生的MR信号将减小或消失。
7
第三节 MRI检查常用脉冲序列及其应用
脉冲序列的构成：射频脉冲、层面选 择梯度场、相位编码梯度场、频率编码梯度 场和MR信号。
影少，尤其是磁敏感性伪影；用途广；可获得 显示病变敏感的T2WI。 ②缺点：扫描时间长，速度慢；难以进行动态增 强扫描；体部扫描时，伪影多。
一、自旋回波脉冲序列
2.FSE脉冲序列
（1）序列构成： 90°激励脉冲+多个180°相位重聚脉冲
+···· FSE序列中的TR、TE、ETE、ETL、ES；
一、自旋回波脉冲序列
二、脉冲序列的分类： 1.按检测信号类型分类： 通常检测的信号有FID、SE、GRE三种，可分为FID 类序列、SE类序列、GRE类序列和杂合序列。 2.按序列用途分类：通用序列和专用序列； 3.按成像速度分类：快速成像序列和普通成像序列。
3
第二节 MRI检查脉冲序列参数
脉冲序列参数： 1.翻转角（flip angle）：
取决于射频脉冲能量，与RF的强度和作用时间相关； 2.射频脉冲（radio frequency pluse）：
包括激励脉冲、相位重聚脉冲和反转脉冲； 3.重复时间（repetition time，TR）：
TR与信噪比、图像对比度和扫描时间相关； 4.回波时间（echo time，TE）：
TE与SNR和CNR相关。
程延长，纵向弛豫差别加大。 2.Mz的变化为：- Mzmax → 0 →Mzmax，当Mz=0时，给予900脉
冲激发，无Mxy生成，不产生信号； 3.选择不同的TI，可以制造出不同的对比，也可选 择性抑制不同T1的组织信号。
二、反转恢复脉冲序列
180°
90°
180°
1.普通IR序列
回波
180°