mr技术的原理(「飞利浦磁共振技术」MR常用脉冲序列基本原理及临床应用(二))

影像检查在临床医疗工作中使用越来越广泛,每一种影像检查手段都有其独特的优势,优势的背后离不开其本质——成像原理。而磁共振成像原理在影像检查中又最为复杂。之前和大家一起回顾了SE的成像原理,本期将和大家探讨FFE(Fast Field Echo)。




先简单回顾一下SE的成像原理,一个90°的激发脉冲,接一个180°的重聚焦脉冲,然后经过三个方向的编码,采集信号。




FFE(Fast Field Echo)序列只有一个激发角"α“,α角度并非固定的,且α角度不同,图像对比度也会不同。



从上表可以看出,α角度越大,T1权重越重




通过实际图像对α角度增加进行说明,图像从左至右α逐渐增大,从10°、35°、60°,再到85°这组四个图像,我们看到侧脑室里面的脑脊液的信号,α在10°时脑脊液是亮的,呈高信号,随着α角度的增大,侧脑室内脑脊液的信号逐渐减低,从一个T2的对比过度到了一个T1的对比,这就是翻转角的变化对图像权重的影响,也就是说翻转角度越大,组织的T1权重越重。


FFE的序列特点



SE序列里面,一个90°激发脉冲之后,纵向磁化矢量全部翻转到横向,纵向就变成了0,所以在下一次的激发之前一定要等到它纵向完全恢复之后再进行下一次的激发,所以等待的时间相对比较长一点。




FFE序列,只有一个小角度的激发脉冲,例如给予一个30°的激发脉冲,右侧坐标图,给了30度的激发脉冲后,它的纵向磁化矢量还有一些分量,约为86.6%,那么横向磁化矢量分量约为50%。在这种情况下,下次激发只需要等待纵向从86.6%恢复到100%就可以了,不需要等待从0恢复到100%,所以它的时间就会明显缩短,它需要等待的TR时间没有那么长,这也是梯度回波序列时间短的原因。


mr技术

另外一个梯度回波序列区别于自旋回波序列的特点就是它没有180°的聚焦脉冲,上面那个SE序列图里面,90°脉冲后面跟一个180°的重聚焦脉冲,而在FFE序列里面小角度的激发脉冲后面就没有重聚焦脉冲,紧接着就是下一个激发脉冲。FFE的重聚焦是通过一正一反的两个反向的梯度编码来实现的。没有180°重聚焦脉冲,它的射频能量也会降低,但是它会引入一个场的不均匀性。




通过一个漫画来和大家分析场不均匀性的影响。

因为体能的不同,兔子跑的快,乌龟跑的慢,那如果各自的跑道也是不一样的,有的是平坦的跑道,有的是有水坑,有的有石头,那么它跑的快慢不仅是由它的体能的不同,而且还因为它跑道的不同,那这个跑道的不同放到磁共振里面它的专业术语就叫做磁场的不均匀性。


在SE序列里面它跑了一段时间以后给予了一个180°重聚焦脉冲,那么它全体向后转,那么这些动物们来的时候是这个跑道,回去的时候也还是这个跑道,一正一反,不仅把体能的差异抵消掉了,而且由于跑道的不同的因素也抵消掉了。但是在FFE序列里面,它没有180°的重聚焦脉冲,所以它的这种失相位代表两种因素,一个是质子进动频率不同,另一个是场的不均匀性



在临床扫描的图像中,FFE序列的四角容易出现伪影,就是由于FFE序列场的不均匀性引起的。




这个曲线代表的是横向磁化矢量的随着时间的一个变化,横向磁化矢量的衰减就相当于是T2衰减,最上面一条是一个T2衰减曲线,这个是在自旋回波里面我们可以采集到的。


在梯度回波序列里面,它除了自身的这种衰减,还因为场的不均匀性,造成它的失相位更快,所以会出现一条比T2低一点的曲线,也就是第二条曲线,用T2*来表示。在梯度回波序列里面是不可能采集到真正的T2加权的图像的,梯度回波序列采集到都是T2*加权图像




FFE另外一个特点就是它的血流常呈高信号,它是两个原因造成的,一个是聚像位梯度没有层选择性,它不像SE序列里面的180°脉冲是有层选择的,而在梯度回波的序列里面聚像位的梯度是没有层选择性的,所以它就不存在所谓的流空效应;第二个是因为它的TE非常非常短,质子还来不及失相位,就已经被采集到了,所以它就没有因为失相位而导致的信号丢失,所以它的血流呈一个高信号。




转自: MR Education

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