《磁共振成像基本序列》課件

磁共振成像基本序列核磁共振成像技術(shù)基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用課程概述課程目標(biāo)掌握MRI序列基本原理主要內(nèi)容十大部分全面覆蓋序列知識(shí)學(xué)習(xí)方法第一部分：磁共振成像原理回顧基本物理原理基于原子核自旋特性信號(hào)產(chǎn)生機(jī)制射頻脈沖激發(fā)與接收?qǐng)D像重建技術(shù)核磁共振現(xiàn)象自旋原子核固有屬性產(chǎn)生微小磁矩進(jìn)動(dòng)外磁場作用下環(huán)繞軸線旋轉(zhuǎn)共振特定頻率射頻波磁共振信號(hào)產(chǎn)生1縱向磁化平行主磁場方向2橫向磁化垂直主磁場方向3自由感應(yīng)衰減T1弛豫定義縱向磁化恢復(fù)時(shí)間常數(shù)影響因素組織成分、分子運(yùn)動(dòng)、溫度臨床意義區(qū)分不同軟組織結(jié)構(gòu)T2弛豫定義橫向磁化衰減時(shí)間常數(shù)影響因素分子間相互作用、組織微環(huán)境臨床意義檢測(cè)病理改變和組織異?？臻g定位層面選擇Z軸梯度場+特定頻率激發(fā)相位編碼Y軸梯度場短暫開啟頻率編碼X軸梯度場信號(hào)采集同時(shí)應(yīng)用第二部分：基本序列概述什么是序列？定義射頻脈沖和梯度場組合方案組成部分射頻脈沖、梯度場、信號(hào)采集重要性決定圖像對(duì)比度和質(zhì)量序列參數(shù)TR（重復(fù)時(shí)間）兩次激發(fā)之間間隔影響T1對(duì)比和掃描時(shí)間TE（回波時(shí)間）激發(fā)到信號(hào)接收時(shí)間影響T2對(duì)比FA（翻轉(zhuǎn)角）射頻脈沖引起磁化翻轉(zhuǎn)角度影響信號(hào)強(qiáng)度和對(duì)比序列分類1自旋回波序列利用180°重聚脈沖2梯度回波序列利用梯度場反轉(zhuǎn)3反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列先施加180°預(yù)翻轉(zhuǎn)脈沖第三部分：自旋回波序列T1加權(quán)短TR短TE，顯示解剖結(jié)構(gòu)T2加權(quán)長TR長TE，顯示病變質(zhì)子密度加權(quán)長TR短TE，組織差異自旋回波序列原理90°脈沖將縱向磁化翻轉(zhuǎn)至橫向平面相位散開不同自旋進(jìn)動(dòng)速率不同180°脈沖反轉(zhuǎn)自旋相位信號(hào)采集自旋重聚形成回波SE序列時(shí)序圖RF脈沖梯度場信號(hào)SE序列特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)信噪比高不受磁場不均勻影響對(duì)比度好缺點(diǎn)掃描時(shí)間長易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)快速動(dòng)態(tài)過程不敏感適用范圍常規(guī)解剖掃描病變檢出與鑒別小結(jié)構(gòu)精細(xì)觀察T1加權(quán)SE序列參數(shù)設(shè)置圖像特征臨床應(yīng)用短TR(300-800ms)脂肪高信號(hào)解剖結(jié)構(gòu)顯示短TE(10-30ms)液體低信號(hào)腫瘤邊界勾畫薄層面灰白質(zhì)對(duì)比明顯增強(qiáng)掃描基礎(chǔ)T2加權(quán)SE序列參數(shù)設(shè)置長TR(>2000ms)，長TE(>80ms)圖像特征液體高信號(hào)，脂肪中等信號(hào)臨床應(yīng)用病變檢出，炎癥和水腫顯示質(zhì)子密度加權(quán)SE序列參數(shù)設(shè)置長TR(>2000ms)，短TE(<30ms)圖像特征組織對(duì)比度適中，信噪比高臨床應(yīng)用關(guān)節(jié)軟骨、半月板和韌帶顯示快速自旋回波序列（FSE）原理單次激發(fā)后多個(gè)180°脈沖回波鏈采集多行K空間數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)大幅縮短掃描時(shí)間減少運(yùn)動(dòng)偽影提高病變檢出率應(yīng)用T2加權(quán)成像首選常規(guī)檢查標(biāo)準(zhǔn)序列小兒和不配合患者掃描第四部分：梯度回波序列梯度回波序列原理射頻脈沖小于90°翻轉(zhuǎn)角激發(fā)相位散開負(fù)梯度場加速相位散開梯度反轉(zhuǎn)正梯度場使相位重聚信號(hào)采集梯度回波形成時(shí)采集信號(hào)GRE序列時(shí)序圖RF脈沖梯度場信號(hào)GRE序列特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)掃描速度快，對(duì)動(dòng)態(tài)過程敏感缺點(diǎn)受磁場不均勻影響大，易產(chǎn)生偽影適用范圍快速掃描，血管成像，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)T1加權(quán)GRE序列參數(shù)設(shè)置短TR(50-200ms)短TE(<15ms)大翻轉(zhuǎn)角(>50°)圖像特征脂肪高信號(hào)流動(dòng)信號(hào)丟失磁敏感性增強(qiáng)臨床應(yīng)用三維容積掃描動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像呼吸屏氣檢查T2*加權(quán)GRE序列參數(shù)設(shè)置較長TR(>300ms)較長TE(>15ms)小翻轉(zhuǎn)角(<30°)圖像特征出血低信號(hào)明顯鐵沉積顯示敏感鈣化病變明確臨床應(yīng)用微出血檢測(cè)鐵沉積疾病藥物肝損傷平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列（bSSFP）原理平衡所有梯度矩，保持穩(wěn)態(tài)磁化特點(diǎn)高信噪比，T2/T1對(duì)比，流動(dòng)高信號(hào)應(yīng)用心臟功能評(píng)估，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像第五部分：反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列預(yù)翻轉(zhuǎn)脈沖180°脈沖反轉(zhuǎn)縱向磁化反轉(zhuǎn)時(shí)間TI等待特定組織信號(hào)過零點(diǎn)激發(fā)脈沖90°脈沖將剩余磁化翻轉(zhuǎn)至橫向信號(hào)讀出采集具有特殊對(duì)比度的信號(hào)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列原理180°預(yù)翻轉(zhuǎn)脈沖磁化反向排列反轉(zhuǎn)時(shí)間（TI）磁化逐漸恢復(fù)90°激發(fā)脈沖磁化轉(zhuǎn)向橫面信號(hào)采集采集特定組織抑制信號(hào)IR序列時(shí)序圖RF脈沖磁化Mz信號(hào)IR序列特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)組織對(duì)比度極佳，可選擇性抑制特定組織缺點(diǎn)掃描時(shí)間長，對(duì)運(yùn)動(dòng)敏感適用范圍病變檢出，脂肪或液體抑制成像短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（STIR）原理TI選在脂肪零交點(diǎn)(150-180ms)選擇性抑制脂肪信號(hào)特點(diǎn)液體和水腫高信號(hào)脂肪完全抑制不受磁場不均勻影響應(yīng)用骨髓水腫檢出骨腫瘤評(píng)估肌肉病變顯示液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（FLAIR）原理TI設(shè)在液體零交點(diǎn)(2000-2500ms)抑制自由水信號(hào)特點(diǎn)腦脊液呈低信號(hào)病變與正常組織對(duì)比增強(qiáng)長掃描時(shí)間應(yīng)用多發(fā)性硬化斑檢出腦缺血和梗死評(píng)估腦皮層病變顯示第六部分：回波平面成像序列超快速采集單次激發(fā)完成全部數(shù)據(jù)采集功能成像捕捉大腦活動(dòng)和血流變化擴(kuò)散成像檢測(cè)水分子微觀運(yùn)動(dòng)灌注成像評(píng)估組織血流灌注特性回波平面成像原理單次激發(fā)多回波采集一次RF脈沖后連續(xù)采集多個(gè)回波K空間填充回波列車高效覆蓋整個(gè)K空間快速成像毫秒級(jí)完成整個(gè)層面采集EPI序列時(shí)序圖相位梯度頻率梯度信號(hào)EPI序列特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)超快速采集對(duì)動(dòng)態(tài)過程敏感減少運(yùn)動(dòng)偽影缺點(diǎn)易產(chǎn)生失真磁敏感偽影明顯化學(xué)位移偽影大適用范圍彌散加權(quán)成像灌注加權(quán)成像功能磁共振成像彌散加權(quán)成像（DWI）原理檢測(cè)水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)受限程度參數(shù)設(shè)置擴(kuò)散敏感梯度場和b值選擇臨床應(yīng)用急性腦梗死早期診斷和腫瘤評(píng)估灌注加權(quán)成像（PWI）原理評(píng)估組織血流灌注特性參數(shù)設(shè)置高時(shí)間分辨率動(dòng)態(tài)掃描臨床應(yīng)用腦卒中缺血半暗帶評(píng)估和腫瘤血供分析功能磁共振成像（fMRI）原理血氧水平依賴效應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)或事件相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖譜構(gòu)建臨床應(yīng)用術(shù)前功能區(qū)定位和認(rèn)知研究第七部分：高級(jí)序列簡介磁共振血管造影（MRA）飛行時(shí)間法（TOF）流入效應(yīng)不需對(duì)比劑適合顱內(nèi)動(dòng)脈相位對(duì)比法（PC）流速相關(guān)相位變化可測(cè)流速方向適合緩慢血流造影增強(qiáng)MRA釓對(duì)比劑縮短T1高信噪比全身血管適用磁共振膽胰管造影（MRCP）原理重T2加權(quán)顯示靜止液體膽管胰管內(nèi)液體呈高信號(hào)序列選擇重T2加權(quán)快速自旋回波三維容積采集脂肪抑制技術(shù)臨床應(yīng)用膽管結(jié)石檢出胰管擴(kuò)張?jiān)u估膽道梗阻定位磁共振波譜（MRS）頻率(ppm)信號(hào)強(qiáng)度磁共振彈性成像（MRE）1-5kPa正常肝臟硬度健康肝組織彈性范圍5-10kPa輕度纖維化早期肝臟病變硬度>10kPa重度纖維化/肝硬化晚期肝病硬度范圍第八部分：序列選擇和優(yōu)化臨床問題明確根據(jù)檢查目的確定重點(diǎn)序列組合選擇針對(duì)性設(shè)計(jì)檢查方案參數(shù)優(yōu)化調(diào)整平衡圖像質(zhì)量與掃描時(shí)間序列選擇原則檢查部位不同解剖區(qū)域需專用序列考慮組織特性和運(yùn)動(dòng)影響病變特征特定病變有最佳顯示序列考慮病變與正常組織對(duì)比臨床需求確診、鑒別、隨訪目的不同?？漆t(yī)生特殊需求考慮常見檢查方案部位基本序列特殊序列頭顱T1WI+T2WI+FLAIRDWI+SWI+增強(qiáng)脊柱T1WI+T2WISTIR+脂肪抑制T2WI腹部T1WI+T2WI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)+DWI序列參數(shù)優(yōu)化SNR優(yōu)化增加激發(fā)次數(shù)適當(dāng)增加體素大小優(yōu)化接收帶寬對(duì)比度優(yōu)化調(diào)整TR/TE添加對(duì)比度增強(qiáng)技術(shù)選擇合適序列類型空間分辨率優(yōu)化減小視野增加矩陣大小降低層厚偽影識(shí)別與處理運(yùn)動(dòng)偽影快速序列替代，呼吸門控，觸發(fā)技術(shù)磁敏感偽影選擇不敏感序列，增加帶寬，減小TE化學(xué)位移偽影脂肪抑制技術(shù)，調(diào)整頻率編碼方向第九部分：新技術(shù)與未來展望壓縮感知數(shù)據(jù)欠采樣重建，大幅加速掃描人工智能自動(dòng)序列規(guī)劃，智能圖像分析超高場強(qiáng)7T以上系統(tǒng)，超高分辨率成像壓縮感知技術(shù)原理利用數(shù)據(jù)稀疏性欠采樣K空間非線性重建算法優(yōu)勢(shì)顯著縮短掃描時(shí)間減少運(yùn)動(dòng)偽影提高患者舒適度應(yīng)用前景心臟動(dòng)態(tài)成像兒科檢查多參數(shù)全身掃描人工智能在MRI中的應(yīng)用輔助診斷疾病自動(dòng)檢測(cè)與分類圖像重建加速成像和圖像質(zhì)量提升自動(dòng)協(xié)議設(shè)計(jì)智能化序列選擇與參數(shù)優(yōu)化超高場強(qiáng)MRI2-3倍信噪比提升相比3T系統(tǒng)大幅增強(qiáng)<0.5mm空間分辨率可實(shí)現(xiàn)亞毫米成像7-10.5T臨床研究場強(qiáng)目前全球研究系統(tǒng)范圍混合成像技術(shù)PET/MRI結(jié)合功能代謝與解剖形態(tài)信息MRI引導(dǎo)放療軟組織優(yōu)勢(shì)精準(zhǔn)定位腫瘤術(shù)中MRI實(shí)時(shí)指導(dǎo)神經(jīng)外科手術(shù)第十部分：實(shí)踐與總結(jié)案例分析典型病例序列選擇與解讀常見問題臨床實(shí)踐中的技術(shù)難點(diǎn)知識(shí)回顧核心概念綜合應(yīng)用未來學(xué)習(xí)持續(xù)提升專業(yè)技能臨床案例分析序列選擇針對(duì)性設(shè)計(jì)檢查方案圖像解讀系統(tǒng)評(píng)估多序列信息診斷思路整合