自旋回波序列成像
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。
自旋回波（spinecho，SE）序列
自旋回波（spinecho，SE）序列我是柳桂勇！我在MR技术培训工作室在此呼吁大家一起学习MR，欢迎大家加入！每天学一点，每天进步一点！不要懒惰，不要任何理由的懒惰！此文未经作者允许，不得进行任何转载！自旋回波序列是一个最基础也是最经典的序列，其序列构建的深入分析，有助于大家在序列上的整体把握。
一.单回波自旋回波（spin echo，SE）序列一）.自旋回波产生过程假设Gz为层面选择梯度场，Gy为相位编码梯度场，Gx为频率编码梯度场。
成像周期过程：t0：此时刻层面选择梯度场Gz开启，同时90°RF发射，激发的氢质子限制在Gz所决定的层面内，此时Mz立即偏转到XY平面，变为Mxy。
t1：此时刻Gz关闭，相位编码梯度场Gy开启，并对层面内RF激发共振的氢质子进行相位编码。
t1～t2：此段时间为Gy持续时间，Gy在此起预备作用，因此t1～t2这段时间也可称为准备期。
t2：Gy关闭的同时Gz开启，目的是限制180°聚焦脉冲作用于选定的层面。
t3：Gz关闭，频率编码梯度场Gx开启，并一直持续到t5，也是频率编码梯度场Gx的持续时间，t3～t5这段时间内进行回波的采集，其中t4时刻为回波信号的峰值，因此t3～t5又称为检测期。
t5～t6：这段时间为延迟时间，即Mz恢复到其原始平衡状态M0，为下一次扫描做准备。
t6：开始进入下一个成像周期。
其中t0～t6就是咱们所定义的TR，t0～t4称为回波时间TE。
二）.SE序列中涉及MRI脉冲序列的相关概念1.重复时间（repetition time or time of repetition，TR）是指脉冲序列中相邻的两次执行的时间间隔。
在上面的SE序列中，TR就是两个90°射频脉冲中点的时间间隔。
2.回波时间（echo time or time of echo，TE）是指产生宏观横向磁化矢量的脉冲中点到回波中点的时间间隔，上图SE序列中TE就是90°脉冲中点到自旋回波中点的时间间隔，也可以理解成第一个90°脉冲发射后，下一个90°脉冲施加的时间就是TE。
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）是一种用于核磁共振成像的技术，是梯度回波序列的一种变化。
与梯度回波序列相似，脉冲梯度自旋回波序列通过重复调整梯度矩阵来改变梯度矩阵，使氢原子从一个位置跳跃到另一个位置，从而实现对组织结构的显示。
然而，脉冲梯度自旋回波序列与梯度回波序列在技术上有明显区别。
与此同时，脉冲梯度自旋回波序列使用一系列不断变化的矩阵脉冲来移动氢原子，与梯度回波序列不同的是，梯度的均匀变化被替换成一系列不断变化的脉冲，因此更能够实现更高的信号-噪声比以及快速的识别，从而使其可以用于更小的结构的显示，例如神经细胞和细胞结构。
在实际应用过程中，脉冲梯度自旋回波序列通常由多种梯度脉冲组成，其强度和时间长度都是可调的。
第一个脉冲梯度时间通常叫做RF脉冲，它可以用来调整梯度矩阵以允许氢原子跳跃。
然后是一系列稳态梯度脉冲，它们可以调整梯度大小，以探测氢原子所在的特定位置。
最后，一个反转梯度脉冲将氢原子重新排列，以允许下一个物理位置的检测。
脉冲梯度自旋回波测序法被用来识别不同的脂质结构，因为脂肪和蛋白质的磁性行为可以影响磁共振图像的分割。
脉冲梯度自旋回波序列也可以用于检测病理性变化，例如组织炎症，损伤等。
脉冲梯度自旋回波序列还可以用来检测和显示稀释的活跃物质，例如抗原，抗体等，从而实现精确的诊断。
总的来说，脉冲梯度自旋回波序列是一种用于检测组织结构的准确、灵敏的核磁共振成像技术。
由于它使用一系列不断变化的矩阵脉冲，可以得到比梯度回波序列更高的信号-噪声比和更快的识别，因此被广泛应用于脂质结构识别、病理性变化检测、活跃物质等方面。
磁共振成像系统快速自旋回波的相位校正方法及其应用
磁共振成像系统快速自旋回波的相位校正方法及其应用
磁共振成像（MRI）是一种非侵入性的医学影像技术，常用于对人体内部结构和组织的详细图像进行获取。
然而，在MRI 中，自旋回波序列通常存在相位不匹配的问题，这可能导致图像质量下降和伪影的产生。
为了解决这个问题，已经提出了许多相位校正的方法。
其中一种常用的方法是快速自旋回波的相位校正方法。
这种方法可以通过采集多个自旋回波图像，并通过相位校正算法将它们合并成最终的图像。
具体的相位校正方法通常包括以下步骤：
1. 采集多个自旋回波图像，通常至少采集两个。
2. 对于每个自旋回波图像，使用一个参考图像作为标准进行相位校正。
通常情况下，参考图像选择自旋回波信号最强的图像。
3. 计算每个自旋回波图像与参考图像之间的相位差。
相位差可以通过将两个图像的相位值相减得到。
4. 应用相位校正算法，将相位差应用于每个自旋回波图像。
这可以通过将每个像素点的相位值加上相位差来实现。
5. 将经过相位校正的自旋回波图像合并成最终的图像。
一般来说，可以根据每个像素点在多个自旋回波图像中的信号强度加权平均来实现。
这样可以提高图像质量，并减少伪影的产生。
快速自旋回波的相位校正方法在MRI中有广泛的应用。
它可以用于改善图像质量和减少伪影，特别是对于一些易受相位不匹配影响的成像技术，如回波EPI（echo-planar imaging）和并行成像等。
总之，快速自旋回波的相位校正方法是一种常用的方法，用于纠正MRI图像中的相位不匹配问题。
通过它，我们可以获得更准确、清晰的图像，提高MRI的成像效果。
探究自旋回波序列核磁共振成像
探究自旋回波序列核磁共振成像陈文婷光信息科学与技术06300720378 【摘要】利用小型核磁共振成像仪，完成了测量驰豫时间T1、T2，用自旋回波脉冲序列成像等一系列实验，了解了各个参数对图像质量的影响，加深了对核磁共振成像法研究物质的的物理原理的认识。
【关键词】核磁共振，核磁共振成像，驰豫时间，卷褶伪影。
【引言】美国化学家P. uterbur 和英国物理学家P. Mansfield 分别提出在核磁共振中加梯度磁场进行空间编码以及回波平面等方法实现核磁共振成像的原理，获得了2003 年度的诺贝尔生理学/ 医学奖,成为与核磁共振的发展及应用有关的第15 ,16 位诺贝尔奖获得者. 50 多年来,核磁共振已先后使16 位科学家获得了13 次诺贝尔奖. 随着1978 年英国研制出第一台核磁共振成像仪,核磁共振成像技术在医学诊断学和脑科学等领域开拓出一个新的研究方法。
如今,全世界已有2. 2 万余台核磁共振成像仪器在工作,包括成像在内的核磁共振技术已经广泛地应用于物理、化学、生物、医学、地学、石油勘探等领域,形成了一门还在不断发展中的边缘交叉学科。
因此，进行核磁共振成像实验是很有意义的。
【原理】1 核磁共振单个自旋核在磁场中除了不断绕自身轴作转动之外，还以磁场为轴作进动。
进动的频率遵循拉莫尔公式：ω0=γB。
其中γ称为旋磁比( Gy2romagnetic Ratio) ,是决定于原子核本身性质的常量。
ω称为拉莫尔频率。
让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，当辐射能量恰好等于自旋核两种不同取向能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。
这种现象称为核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance ,简称NMR)。
当含氢样品被置于外磁场B0中时，样品会被磁化，产生能级分裂，分裂能级间距为：ΔE=γBh/2π。
在该样品系统上垂直施加一个射频磁场B1，从量子力学观点来看，射频场的能量为hv，当该能量和分裂间距产生的能级间距相等，即hv=ΔE时，样品对外加射频场能量吸收最大，产生的核磁共振信号也最强。
快速自旋回波序列 模糊效应
快速自旋回波序列模糊效应
在核磁共振（NMR）和磁共振成像（MRI）等领域，"快速自旋回波序列"（Fast Spin Echo Sequence，FSE）是一种用于获取图像的序列。
它通常用于减少扫描时间，提高图像分辨率。
当提到模糊效应时，可能指的是磁共振图像中的一些特定问题。
以下是一些与FSE序列相关的模糊效应：
* T2模糊：
* FSE序列常用于获得T2加权图像，但它可能导致T2模糊，即对不同T2值的组织结构产生混淆。
* 各向异性模糊：
* FSE序列中的梯度脉冲可能引入各向异性模糊，使得图像中的结构在某些方向上看起来模糊。
* 深度模糊：
* FSE序列中的多重回波可能导致深度模糊，即深层结构在图像中显得模糊不清。
* 磁场不均匀性引起的模糊：
* 磁场不均匀性可能导致图像中的部分结构出现模糊。
在FSE序列中，特别是在大场强MRI中，这种问题可能更为显著。
在使用FSE序列时，优化脉冲序列参数和选择合适的成像平面是减少模糊效应的关键。
此外，使用更高的磁场强度和考虑磁场均匀性的改善方法也可以有助于减少模糊。
详细的优化通常需要根据具体的设备和应用情境进行。
脂肪抑制t2加权涡轮自旋回波序列
脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列（T2W-TSE-FS）是核磁共振成像中常见的成像序列之一，通过对脂肪信号的抑制，使得成像更清晰、更具对比度，对某些疾病的诊断具有重要的临床意义。
下面，我们将从不同的角度来探讨脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列的作用和意义。
一、技术原理1.1 T2加权成像原理在T2加权成像中，脂肪信号和水信号具有不同的自旋回波强度。
我们知道，脂肪信号具有较短的T2弛豫时间，而水信号具有较长的T2弛豫时间。
在T2加权成像中，脂肪信号将会呈现较暗的信号，而水信号将会呈现较亮的信号。
1.2 脂肪抑制原理脂肪抑制的目的是通过使用特定的脂肪抑制脉冲，使得脂肪信号被抑制，从而在图像中减少脂肪信号的干扰，使得水信号更为突出。
常见的脂肪抑制脉冲包括短T1脂肪饱和脉冲和化学位移饱和脉冲等。
1.3 涡轮自旋回波序列涡轮自旋回波序列（TSE）是一种快速序列，通过多个180°脉冲和回波信号的结合，可以加快成像速度，减少扫描时间，同时提高信噪比和分辨率。
综合以上原理，脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列通过抑制脂肪信号，加快成像速度，使得水信号更为突出，从而在临床应用中有着重要的意义。
二、临床应用2.1 骨髓炎的诊断脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列在骨髓炎的诊断中具有重要作用。
由于骨髓炎常伴有脂肪浸润，使用脂肪抑制T2加权序列可以更清晰地观察到水肿、骨髓增生、脓肿等病变，有助于早期诊断和治疗。
2.2 肿瘤的诊断对于肿瘤的诊断，脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列同样具有重要价值。
肿瘤组织中的脂肪信号常常会干扰水信号的观察，使用脂肪抑制序列可以有效地抑制脂肪信号，使得肿瘤的边界更清晰，有助于评估肿瘤的范围和浸润情况。
2.3 骨折的诊断在骨折的诊断中，脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列同样有其独特的价值。
由于骨骼中含有大量的脂肪信号，如果不进行脂肪抑制，将会对骨折线的观察造成较大的干扰，而使用脂肪抑制序列可以减少这种干扰，有助于更准确地诊断骨折情况。
关于电回波自旋序列的叙述
关于电回波自旋序列的叙述
MRI的成像能量是射频脉冲(RF)。
RF是一种短波电磁波，通过围绕于人体的射频线圈发射至磁场内。
在MRI中施加脉冲的顺序是先给90度脉冲，尔后给予180度脉冲，称之为自旋回波序列。
机制
在射频激发之后，热平衡态的磁化向量(磁向量)M0部分或全部
被翻转到垂直主磁场的横平面上，产生了自由感应衰减(FID)这种讯号。
由于局部磁场不均匀、化学位移等等因素，使得自旋不完全是处在预想的共振频率上(由主磁场强度与核种决定)，事实上有不同的共振频率与旋进速率。
随着时间，这样的离共振现象使得横磁向量不再处在同一方向上，使得横磁向量的向量和变小，即造成讯号强度变小。
这是自由感应衰减(FID)的机制。
自旋回波的产生，是额外加上一个聚焦用的射频脉冲，传统是用翻转角180度的脉冲。
其作用在于将不同旋进速率的自旋一下子反转，变成跑得快的在后，跑得慢的在前。
随着时间，跑得快的渐渐追上跑得慢的，则横磁向量渐渐排在一起；当排在同一方向上时，可以发现此时自旋讯号强度达到最高峰。
整段过程讯号慢慢回复，到达最高峰，再慢慢消逝；相对于自由感应衰减是一激发就出现的自旋反应讯号，其与激发当下隔了一段时间，像个回音(echo)一样，而其又来自于射频聚焦，故应称为“射频回讯”，但因历史因素，多称为“自旋回波”。
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自旋回波序列成像实验
[实验仪器]
上海纽迈公司NMI20台式核磁共振教学成像仪；约10 mm高的大豆油试管样品；约2 g 的芝麻试管样品等。
图1为磁体的坐标轴取向。
成像的切片方向如图2所示。
图1 实验仪器磁体的三维空间
[实验方法介绍]
首先对仪器进行电子匀场的调节；其次调节射频场频率，找出拉莫尔共振频率。
记下此频率；第三，进行软脉冲序列90 ︒脉冲和180 ︒脉冲的调节，找出形成这两个脉冲的脉冲幅度值RFAmp1(%)；第四，选择自旋回波成像序列进行芝麻成像。
下面是这四步的调节方法： 一、电子匀场调节
磁场的均匀性对实验非常重要。
在核磁共振系统中，均匀性是以主磁场的百万分之一（ppm ）来度量的。
其数学定义为
60
60min max 10101⨯∆=⨯-=
B B B B B ppm
SLICE 0 沿x 轴切片， SLICE 1 沿y 轴切片， SLICE 2 沿z 轴切片， 平行于yz 轴面图像 平行于xz 轴面图像 平行于xy 轴面图像
图2 沿磁场三个轴方向的切片图
把大豆油样品放好，打开磁共振成像仪应用软件，单击“New”，打开脉冲序列对话框，选择硬脉冲FID序列。
单击“GS”采集信号，通过调整射频脉冲偏移量O1（kHz），调出
图3 (a) FID衰减快，拖尾短，匀场不均匀
图3 (b) FID衰减慢，拖尾长，匀场已调好
图3的FID信号。
打开梯度电子开关柜ON，分别反复缓慢地调整GXShim、GYShim、GZShim旋纽，使FID信号衰减变慢，拖尾最长，如图3（b），表示电子匀场调整到最均匀状态。
二、共振频率调节
用油样品，选择硬脉冲FID序列，信号的主共振频率为22 MHz，在此基础上逐渐增加频率，使信号振荡的频率减小，直到出现没有振荡的衰减信号，如图4（b）所示，共振频
图4 (a) 接近共振状态有振荡的FID信号
图4 （b）共振状态无振荡的FID信号
图4 共振频率的调节22MHz，651.73kHz
率就调好了。
具体调整步骤参见磁共振成像操作指导书第40页的实验步骤。
三、90 ︒、180 ︒软脉冲的调节
用油样品，选择软脉冲序列，如图5所示。
观察模值，用单次GS采集信号，从6开始增加RFAmp1(%)幅值，步长为1，FID信号强度会增加，并且增加逐渐缓慢，而达到一个
(a)RFAmp1(%) 为8.4时，FID信号幅度为最大，这时的脉冲为90 ︒软脉冲。
(b) RFAmp1(%) 为15.3时，FID信号幅度为最小，这时的脉冲为180 ︒软脉冲。
图5 90︒、180 ︒软脉冲的调节
最大值图5(a)，这时的RFAmp1(%)幅值为90 ︒脉冲；但是这个最大值的位置不是很灵敏。
继续增加RFAmp1(%)幅值，信号强度又会减小，再继续增大RFAmp1(%)幅值，FID信号会减小到最小值图5(b)，此时为180 ︒脉冲。
一般180 ︒软脉冲的RFAmp1(%)值为90︒软
脉冲的RFAmp1(%)值的2倍。
四、SE自旋回波序列成像参数介绍
自旋回波脉冲序列参数如图6所示。
RFAmp1(%)、RFAmp2(%)：分别是90 ︒
和180 ︒脉冲的幅值，一般RFAmp2(%) ≈
1.66RFAmp1(%)。
SP1、SP2：分别是90 ︒和180 ︒脉冲的脉冲
宽度，一般SP1 = SP2 = 1200 μs，该参数
可确定射频激发频率带宽和选片厚度。
SP1
小，激发频率带宽增加，则选片厚度增加。
D1：相位编码时间。
D2：G x负梯度施加时间，理论上D2是SP1
的一半。
D3：死时间，一般为100 μs，表示射频脉冲
结束到出现信号的延迟时间。
D4、D5：回波时间TE（time of echo），
180 ︒脉冲结束后产生回波峰值的时间。
D0：脉冲重复时间TR（time of repeat）。
一般最小值要接近组织的T1；如果取比较大图6 自旋回波序列成像参数
的值，比如2000 ~ 3000 ms，T1的作用就可以忽略，就可以得到质子密度加权像。
TD：采样点数。
即频率编码数。
SW(kHz)：采样谱宽，即采样频率，是每秒钟采集的点数。
带宽减小一半，采集时间则增加一倍。
DFW(kHz)：数字滤波的值。
SF1(MHz)：共振中心主频率，为22 MHz。
O1(kHz)：共振频率微调。
RG：软件放大倍数，有1、2、3、4挡选择。
NS：累加采集次数。
NE1：相位编码步数。
GxAmp(%)：选层梯度磁场大小，磁场越大，所选层厚越薄。
GyAmp(%)：相位梯度磁场大小。
GzAmp(%)：频率梯度磁场大小。
SlicePos(mm)：样品选层位置。
DS：数字放大倍数。
比采样点数放大的倍数。
SLICE：选层截面选择，0为x轴，1为y轴，2 为z轴。
[实验内容] 自旋回波序列芝麻成像
一、准备工作
1.检查样品是否放好（大豆油）。
2.打开电脑，打开“核磁共振成像分析仪”软件。
3.选择“成像”菜单，选择“New”，选择“硬脉冲Fid(H_SP1D)”序列。
4.打开仪器射频单元开关“POWER”，打开梯度放大器开关“POWER”。
注意增益GAIN
已经调好，一般不要调节。
电子匀场也调好，不再调节。
二、拉莫尔频率的调节
5.选择“硬脉冲Fid(H_SP1D)”序列，参数SF1(MHz)设为22，NS设为2，其余为默认
值。
按累加“ZG”，一般都会出现振荡衰减的FID信号。
如果没有信号，改变O1(KHz)值，步长为10 kHz，直到出现FID信号。
6.用自动方法寻找拉莫尔频率（方法参考书40页）如下：看到FID信号后，按“FFT”
对信号做傅里叶变换，出现频率域的单峰信号；选中“一维处理”，选择“显示模谱”，点击按纽“|↔|”，把窄峰拉宽；按“峰值提取”，按“设置中心频率”，以这个频率，按“ZG”继续采集信号。
重复找中心频率的步骤，直到最后出现没有振荡的衰减信号，而且FFT变换后的峰出现在0 kHz位置。
这个频率就是准确的拉莫尔频率。
三、90 ︒、180 ︒软脉冲的调节
7.按“New”，选择软脉冲Fid(S_SP1D)序列，设RFAmp1(%)值为6，用“GS”采集信
号，观察FID信号模值。
8.增加RFAmp1(%)的值，步长为1，FID信号的模值会增加；不断增加RFAmp1(%)的
值，直到FID信号的模值为最大（可局部放大模幅度值来比较）。
此时的RFAmp1(%)值为90︒脉冲。
注意放大倍数“RG”选择2。
但是最大值的位置不是很敏感。
9.继续增加RFAmp1(%)的值，FID信号的模值会变小，找到FID信号的模值最小的
RFAmp1(%)值，此时为180 ︒脉冲。
四、回波信号调节
10.按“New”，选择软脉冲回波(S_SE1D)序列，把RFAmp1(%)的值设为90 ︒脉冲的值，
把RFAmp2(%)设为180 ︒脉冲的值。
用“GS”采集信号，微小调整RFAmp2(%)的值，使回波信号最大。
注意放大倍数“RG”选择2。
五、油、芝麻成像注意油和芝麻的成像参数选择不同：
油的信号比芝麻的强，所以RG和NS可以小一些；
油是液体，纵向弛豫时间T1比芝麻短，D0可以小一些；
选层厚度：芝麻要薄一些，选层梯度（50 ~ 70）大；油可以厚些，选层梯度(10 ~ 30）小。
11.按“New”，选择自旋回波成像(S_SE2D)序列。
12.D1(μs)设为1000、1200或2000，相位编码时间
13.D0(ms) 设为100 ~ 400，脉冲重复时间
14.TD为512，采样点数
15.RG设为2 ~ 4，软件放大倍数
16.NS设为4 ~ 8，累加次数
17.NE1设为128或256，相位编码数
18.GXAmp(%)可以设为-80 ~ +80，X轴梯度场
19.GYAmp(%)可以设为-80 ~ +80，Y轴梯度场
20.GZAmp(%)可以设为-80 ~ +80，Z轴梯度场
21.其余参数为默认值。
22.把油样品换成芝麻样品。
23.用累加“ZG”采集信号。
24.采集信号结束后，按“FFT”观看芝麻图像。
如果像素不是512⨯512，则把它改成此值。
25.如果图像不是很清晰，改变一些参数，再重新测量。
26.如果图像清晰，再测量Y轴横断面图像。
改SLICE为1，GYAmp(%)设为70，而
GXAmp(%)改为50。
27.可以存储所成的图像在电脑中。
28.一次成像的时间可按下式计算：D0 ⨯ NS ⨯ NE1 ms。