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1、第四節(jié) 自旋回波和快速自旋回波序列 凡是成像時(shí)采集的是自旋回波信號(hào)的序列都屬于自旋回波類序列，包括常規(guī)自旋回波、 快速自旋回波、單次激發(fā)快速自旋回波等。反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列及快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列采集的信號(hào)也 可以是自旋回波，但其序列結(jié)構(gòu)有一定的特殊性，我們將在本章第五節(jié)中介紹。 一、 自旋回波序列 SE序列的結(jié)構(gòu)在第一章第十節(jié)已經(jīng)有詳細(xì)介紹，不再重復(fù)，這里僅介紹其特點(diǎn)及臨床 應(yīng)用情況。 SE序列是MRI的經(jīng)典序列，在臨床上得到廣泛應(yīng)用，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）序列結(jié)構(gòu)比 較簡(jiǎn)單，信號(hào)變化容易解釋；（2）圖像具有良好的信噪比；（3）圖像的組織對(duì)比良好；（4） 對(duì)磁場(chǎng)的不均勻敏感性低，因而磁化率偽影很輕微

2、；（5）利用SE序列進(jìn)行T1WI，采集時(shí) 間一般僅需要2~5min。 SE序列也存在著一些缺點(diǎn)：（1）90。脈沖能量較大，縱向弛豫需要的時(shí)間較長(zhǎng)，需采用 較長(zhǎng)的TR （特別是T2WI），且一次激發(fā)僅采集一個(gè)回波，因而序列采集時(shí)間較長(zhǎng)，T2WI 常需要十幾分鐘以上；（2）由于采集時(shí)間長(zhǎng)，體部MR成像時(shí)容易產(chǎn)生偽影；（3）采集時(shí) 間長(zhǎng)，因而難以進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描；（4）為減少偽影，NEX常需要2以上，進(jìn)一步增加了 采集時(shí)間。 鑒于上述特點(diǎn)，目前即便是低場(chǎng)機(jī)，也很少利用SE序列進(jìn)行T2WI和PD。SE序列目 前多用于獲取T1WI，是顱腦、骨關(guān)節(jié)、軟組織、脊柱脊髓等部位的常規(guī)T1WI序列。對(duì)于 體部

3、特別是腹部來(lái)說(shuō)，許多醫(yī)院還把SE序列作為常規(guī)T1WI序列，配合呼吸補(bǔ)償技術(shù)，可 獲得質(zhì)量較高的T1WI。但對(duì)于呼吸不均勻的病人，圖像容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，同時(shí)由于采集 時(shí)間長(zhǎng)，不能利用SE序列進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，因而不少專家提出用梯度回波序列替代SE 序列作為腹部常規(guī)T1WI序列。 二、 快速自旋回波序列 快速自旋回波序列在不同產(chǎn)家生產(chǎn)的MRI儀上有不同的名稱，安科公司和GE公司稱 之為FSE （ fast spin echo, FSE），西門子公司和飛利浦公司稱之為TSE （turbo spin echo）， 本講義中將采用FSE的名稱。FSE以前也稱為弛豫增強(qiáng)快速采集（rapid acqui

4、sition with relaxation enhancement， RARE）。 （一）FSE序列的原理 我們都知道SE序列在一次90。射頻脈沖后利用一次180。復(fù)相脈沖，僅產(chǎn)生一個(gè)自旋回 波信號(hào)，那么一幅矩陣為256x256的圖像需要256次90。脈沖激發(fā)（NEX= 1時(shí)），即需要256 次TR，每次激發(fā)采用不同的相位編碼，才能完成K空間的填充。與之不同的是，F(xiàn)SE序列 在一次90。射頻脈沖激發(fā)后利用多個(gè)（2個(gè)以上）180。復(fù)相脈沖產(chǎn)生多自旋回波，每個(gè)回波 的相位編碼不同，填充K空間的不同位置上（圖31）。 180° 唧° 唧° 1陽(yáng)° 唧° 90° 90° 圖31 FSE

5、序列基本結(jié)構(gòu)和K空間填充示意圖 圖a示在一次90。射頻脈沖后用5個(gè)180。復(fù)相脈沖產(chǎn) 生5個(gè)自旋回波（即ETL=5），相鄰兩個(gè)回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔為回波間隙（ES），兩個(gè)相鄰的90°脈沖中點(diǎn) 的時(shí)間間隔為TR。上述的5個(gè)回波的相位編碼不同，填充在K空間相位編碼方向的不同位置上，實(shí)際上5 個(gè)回波的回波時(shí)間是不同的，由于填充的K空間中央的回波決定圖像的對(duì)比，因此如果把第三個(gè)回波填充 在K空間中央（圖b），則有效TE為90°脈沖中點(diǎn)到第三個(gè)回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔（圖a）。 由于一次90。脈沖后利用多個(gè)180°脈沖，因而產(chǎn)生的不是單個(gè)回波，而是一個(gè)回波鏈， 一次90。脈沖后利用了多少個(gè)180°脈沖就會(huì)有多

6、少個(gè)自旋回波產(chǎn)生，把一次90。脈沖后所產(chǎn) 生的自旋回波數(shù)目定義為FSE序列的回波鏈長(zhǎng)度。在其他成像參數(shù)不變的情況下，ETL越 長(zhǎng)，90°脈沖所需要的重復(fù)次數(shù)越少（即TR次數(shù)越少），采集時(shí)間將成比例縮短，如果ETL =n，則該FSE序列的采集時(shí)間為相應(yīng)SE序列的1/n，所以ETL也稱為時(shí)間因子。舉例說(shuō) 明：設(shè)TR=3000 ms，掃描矩陣256x256, NEX=2，（即需要512次TR），則利用SE序列成 像的采集時(shí)間TA=3sx256x2= 1536s （25min36s）；如果保持上述成像參數(shù)不變，利用ETL=8 的FSE序列來(lái)成像，則TR的次數(shù)為512/8，即64次，則采集時(shí)間TA=3s

7、x （256/8） x2 = 192s （3min12s），僅為相應(yīng) SE 序列 TA 的 1/8。 （二）FSE序列的特點(diǎn) FSE序列目前在臨床上得到廣泛應(yīng)用，F(xiàn)SE 一些參數(shù)的選擇將會(huì)影響圖像的質(zhì)量，因此 有必要介紹一下FSE序列的特點(diǎn)。 1. 快速成像 前面在FSE原理中已經(jīng)提到，由于回波鏈的存在，在其他成像參數(shù)不變 的前提下，與相應(yīng)SE序列相比，F(xiàn)SE序列的采集時(shí)間隨ETL的延長(zhǎng)而成比例縮短，即FSE 序列的TA為相應(yīng)SE序列TA的1/ETL。但實(shí)際上，采用了 FSE序列后，為了提高圖像質(zhì) 量并增加掃描層數(shù)，F(xiàn)SE T2WI序列的TR往往比SE序列要長(zhǎng)，因此TA的縮短并不象理論

8、上那么明顯。 2. 回波鏈中每個(gè)回波信號(hào)的TE不同F(xiàn)SE序列中在一次90。脈沖后利用多個(gè)180°復(fù)相 脈沖來(lái)產(chǎn)生多個(gè)自旋回波信號(hào)，實(shí)際上每個(gè)回波信號(hào)的TE是不同的，第一個(gè)回波信號(hào)的 TE最短，最后一個(gè)回波信號(hào)的TE最長(zhǎng)，因此FSE的圖像實(shí)際上是由TE不同的回波構(gòu)成 的。大家都知道填充K空間中心的回波將主要決定圖像的對(duì)比，通過(guò)相位編碼的調(diào)整，我 們可以把回波鏈中的任何一個(gè)回波填充在K空間中心（圖32），我們把90。脈沖中點(diǎn)到填充 K空間中心的回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義為有效TE （effective TE）。如果把第一個(gè)回波填充在 K空間中心（即選擇很短有效TE），將基本剔除組織的T2弛豫對(duì)圖像對(duì)

9、比的影響，得到的 將是T1WI或PDWI；如果把一個(gè)長(zhǎng)回波鏈中的最后一個(gè)回波填充在K空間中心（選擇很長(zhǎng) 的有效TE）,得到的將是權(quán)重很重的T2WI；如果在回波鏈中選擇一個(gè)合適的回波信號(hào)填充 在K空間中心（選擇合適長(zhǎng)的有效TE），將得到權(quán)重合適的T2WI。實(shí)際上填充K空間各 個(gè)位置的回波信號(hào)對(duì)圖像對(duì)比都有不同程度貢獻(xiàn)，而回波鏈中各回波的TE不同，因此與相 應(yīng)SE序列相比，F(xiàn)SE序列的T2對(duì)比將有不同程度降低，ETL越長(zhǎng)，對(duì)圖像對(duì)比的影響越 大。 3. FSE序列圖像的模糊效應(yīng) 大家都知道在90。脈沖后，由于T2弛豫，宏觀橫向磁化 矢量將隨時(shí)間推移逐漸衰減，即隨著TE的延長(zhǎng)，任何組織的信號(hào)強(qiáng)度

10、都在衰減。如果不考 慮相位編碼梯度場(chǎng)對(duì)組織信號(hào)的影響，則FSE序列的回波鏈中第一個(gè)回波信號(hào)最強(qiáng)，往后 信號(hào)強(qiáng)度逐漸減弱，最后一個(gè)回波信號(hào)最弱（圖32b）。這種強(qiáng)度具有差別的回波信號(hào)填充 在K空間中，在傅里葉轉(zhuǎn)換中將發(fā)生定位上的錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致圖像模糊°ETL越長(zhǎng)，填充 K空間的回波信號(hào)強(qiáng)度差別越大，圖像越模糊。因此，ETL延長(zhǎng)盡管可以縮短采集時(shí)間， 但將增加圖像模糊，并影響圖像對(duì)比。減少圖像模糊的辦法除了在采集時(shí)間能夠接受的前提 下縮短ETL外，回波間隙縮小也可以減少圖像模糊。ES為回波鏈中兩個(gè)相鄰回波中點(diǎn)的時(shí) 間間隔（圖32a），ES的縮小將減少回波之間的信號(hào)強(qiáng)度差別，從而減少圖像模糊。

11、 a b 圖32 FSE序列回波鏈中各回波的TE和信號(hào)強(qiáng)度示意圖FSE序列利用5個(gè)180。脈沖，產(chǎn)生5個(gè)自 旋回波（圖a），各回波的TE是不同的，回波1的TE最短，回波5的TE最長(zhǎng)（圖b），我們可以通過(guò)對(duì)相 位編碼的調(diào)整，把回波鏈中任何一個(gè)回波填充在K空間中心，決定圖像的權(quán)重和對(duì)比。同時(shí)由于T2弛豫， 各回波的信號(hào)強(qiáng)度也不相同，回波1的信號(hào)強(qiáng)度最大，回波5的信號(hào)強(qiáng)度最弱（圖b）。 4. 脂肪組織信號(hào)強(qiáng)度增高 脂肪組織的信號(hào)強(qiáng)度增加是FSE序列的又一特點(diǎn)。在SE T2WI上脂肪組織呈現(xiàn)中等偏高信號(hào)（灰白），而在FSE T2WI上，脂肪組織呈現(xiàn)高信號(hào)（白）。 這主要由于兩個(gè)方面的原因：（1

12、）脂肪組織內(nèi)的質(zhì)子之間存在著J-耦連，這種耦連結(jié)構(gòu)可增 加磁場(chǎng)的波動(dòng)，加快了質(zhì)子失相位，因此脂肪組織的T2值并不長(zhǎng)。FSE序列連續(xù)的180。脈 沖可打斷J-耦連，因而脂肪組織的質(zhì)子失相位減慢，延長(zhǎng)脂肪組織的T2值，因而增加脂肪 組織的信號(hào)強(qiáng)度；（2）180。脈沖引起的磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)也是增加脂肪組織信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)原因。 FSE序列中，ETL越長(zhǎng)，ES越小，脂肪組織信號(hào)強(qiáng)度的增加將越明顯。 5. 對(duì)磁場(chǎng)不均勻性不敏感與SE序列相同,FSE序列也是利用180。復(fù)相脈沖產(chǎn)生回波， 180。脈沖可以剔除主磁場(chǎng)恒定不均勻，因而對(duì)磁場(chǎng)不均勻性不敏感。這一特點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于磁 化率敏感偽影不明顯；缺點(diǎn)在于不利

13、于一些能夠增加磁場(chǎng)不均勻的病變?nèi)绯鲅鹊臋z出。 6. 能量沉積增加FSE的序列結(jié)構(gòu)為90。脈沖激發(fā)后利用連續(xù)的180。復(fù)相脈沖激發(fā)產(chǎn) 生回波。180。脈沖能量很大，如此大的能量連續(xù)激發(fā)，傳遞到人體組織的能量將在短時(shí)間內(nèi) 很快積聚，特殊吸收率（specific absorption ratio，SAR）將明顯升高，可引起體溫升高等不 良反映，這在高場(chǎng)強(qiáng)的MRI儀中將表現(xiàn)的更為突出。ETL越長(zhǎng)，ES越小，SAR值增加的 越明顯。 （三）FSE序列的臨床應(yīng)用 FSE序列在臨床上已經(jīng)得以廣泛應(yīng)用，在本講義中我們根據(jù)文獻(xiàn)及在臨床上的應(yīng)用體 會(huì)，人為地把FSE序列分為FSE T1WI序列、短ETL

14、FSE T2WI序列、中等ETL FSE T2WI 序列、長(zhǎng)ETL FSE T2WI序列等四種，下面我們逐一介紹其臨床應(yīng)用。 1, FSE T1WI序列 FSE T1WI序列通常選擇較短的ETL，因?yàn)镋TL越長(zhǎng)，填充K空間 的回波中TE長(zhǎng)的回波信號(hào)越多，因而將增加T2弛豫對(duì)圖像的污染，降低T1對(duì)比。對(duì)于 FSE T1WI序列來(lái)說(shuō)，應(yīng)該把回波鏈中第一回波信號(hào)填充在K空間中心（選擇最短的有效 TE），以盡量減少T2弛豫對(duì)圖像對(duì)比的影響。FSE T1WI序列的TR通常為300?500 ms， 有效TE常為8?15ms，ETL常為2?4。根據(jù)需要可調(diào)節(jié)上述參數(shù)。 FSE T1WI序列的優(yōu)點(diǎn)主要是相

15、對(duì)SE T1WI序列來(lái)說(shuō)，采集時(shí)間縮短，甚至可以進(jìn)行屏 氣掃描。如 ETL=4，TR=300 ms，相位編碼步級(jí)= 160，NEX=2，貝0 TA=0.3sx （160/4） x2 = 24s，屏氣掃描完全是可行的。 FSE T1WI的缺點(diǎn)有：（1）由于受T2弛豫的污染，圖像的T1對(duì)比不如SE T1WI序列； （2） FSE的模糊效應(yīng)；（3）掃描速度還是比梯度回波序列慢，需要屏氣掃描時(shí)，一次屏氣 能夠掃描的層數(shù)有限。 FSE T1WI序列的主要用途有：（1）對(duì)T1對(duì)比要求相對(duì)較低的部位，如脊柱、大關(guān)節(jié)、 骨與軟組織等；（2）病人耐受能力較差，要求加快掃描速度時(shí)；（3）體部屏氣掃描。當(dāng)對(duì) T

16、1對(duì)比要求較高時(shí)，如進(jìn)行腦組織及腹部臟器T1WI，一般不采用FSE T1WI序列。 2, 短ETL的FSE T2WI序列 ETL為2 - 10，實(shí)際應(yīng)用中ETL通常為5?10。 短ETL的FSE T2WI序列具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）與SE序列相比，成像速度明顯加快，根 據(jù)選擇的掃描參數(shù)不同，TA一般為2?7min； （2）由于回波鏈較短，其T2對(duì)比較好，接近 于SE T2WI； （3）對(duì)磁場(chǎng)不均勻性不敏感，沒(méi)有明顯的磁敏感性偽影。 短ETL的FSE T2WI序列的主要缺點(diǎn)是掃描速度還不夠快，用于體部成像時(shí)容易產(chǎn)生 運(yùn)動(dòng)偽影。 短ETL的FSE T2WI序列在臨床上最常用的T2WI序列之一，

17、主要用于對(duì)T2對(duì)比要求 較高的部位：（1）顱腦T2WI常規(guī)序列：（2）配用呼吸觸發(fā)和脂肪抑制技術(shù)后作為腹部臟器 T2WI常規(guī)序列。 3, 中等ETL FSE T2WI序歹。ETL為10?20。與短ETL FSE T2WI序歹。相比，中等ETL 的FSE T2WI序列的特點(diǎn)表現(xiàn)為：（1）掃描速度更快，根據(jù)成像參數(shù)的不同，TA一般為1? 4min； （2）由于ETL比較長(zhǎng)，圖像的T2對(duì)比不及短ETL FSE T2WI序列。 中等ETL的FSE T2WI序列主要臨床用途：（1）對(duì)T2對(duì)比要求相對(duì)較低，主要顯示解 剖結(jié)構(gòu)的部位，如脊柱、骨關(guān)節(jié)等；（2）臟器內(nèi)在的T2對(duì)比好，并要求T2權(quán)重較重的部

18、 位，如前列腺等。 4. 長(zhǎng)ETL的FSE T2WI序列 ETL大于20，實(shí)際應(yīng)用中通常為20?32。長(zhǎng)ETL的FSE T2WI序列的特點(diǎn)有：（1）成像速度快，根據(jù)所選用的參數(shù)不同，TA可為20s到3min，因 此可以進(jìn)行屏氣掃描；（2）由于ETL較長(zhǎng)，圖像模糊更明顯，且T2對(duì)比降低；（3）屏氣掃 描時(shí)，屏氣不好仍有明顯運(yùn)動(dòng)偽影。 長(zhǎng)ETL的FSE T2WI序列主要用于：（1）體部屏氣T2WI，主要用于呼吸節(jié)律不能很好 控制導(dǎo)致呼吸觸發(fā)短ETL FSE T2WI失敗的病例；（2）水成像，配用呼吸觸發(fā)技術(shù)可進(jìn)行腹 部水成像如MR胰膽管成像（MRCP）、MR尿路成像（MRU）等。 5. 關(guān)于

19、FSE序列上述分類方法的幾點(diǎn)說(shuō)明 上述關(guān)于FSE序列臨床應(yīng)用的分類并非一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。不同產(chǎn)家生產(chǎn)的MR儀或即便是同一產(chǎn)家生產(chǎn)的不同場(chǎng)強(qiáng)、不同型號(hào) 和配置的MR儀，由于采用的其他成像參數(shù)不同，ETL的選擇也可作相應(yīng)的調(diào)整，具體應(yīng) 用時(shí)還要根據(jù)病人的情況作靈活調(diào)整。如以前生產(chǎn)的1.5 T掃描機(jī)，由于射頻放大器功率和 梯度線圈性能的限制，回波間隙（ES）常在15?20 ms，假設(shè)ES = 20 ms，ETL = 10，則回 波鏈中最后一個(gè)回波的TE為200 ms；而近年產(chǎn)生的1.5 T掃描機(jī)，由于射頻放大器功率和 梯度線圈性能提高，ES可在10 ms以下，如果ES = 10 ms，ETL=1

20、0，則回波鏈中最后一 個(gè)回波的TE為100 ms，如果選擇ETL=20，則最后一個(gè)回波的TE為200 ms，相當(dāng)于原來(lái) ES=10ms，ETL=10的最后一個(gè)回波的TE。因此當(dāng)掃描機(jī)性能提高后，適當(dāng)延長(zhǎng)ETL仍可 以保證較高的圖像質(zhì)量。 三、FSE序列的改進(jìn) 隨著軟硬件技術(shù)的進(jìn)步，F(xiàn)SE序列有了很大的改進(jìn)，了解這些技術(shù)上的改進(jìn)，有助于在 臨床應(yīng)用中合理調(diào)整成像參數(shù)，更好地發(fā)揮FSE序列的優(yōu)勢(shì)。 （一）提高射頻功率，縮短回波間隙 由于射頻放大器功率的提高、射頻線圈的改進(jìn)以及梯度線圈性能的進(jìn)步，F(xiàn)SE序列的回 波鏈的ES已經(jīng)有了明顯縮短。如1.5 T掃描機(jī)中FSE序列的ES已經(jīng)從原來(lái)的15

21、?20 ms縮 短到目前的7~15 ms。ES縮短帶來(lái)的好處有：（1）回波鏈中各回波的信號(hào)強(qiáng)度差別縮小， 減少了圖像模糊；（2）回波鏈中各回波的TE差別變小，在ETL相同的情況下提高了圖像 的T2對(duì)比；（3）回波采集速度加快，各回波信噪比提高，從而提高了整體圖像的信噪比; （4）回波采集的速度加快，同樣的TR間期可采集更多的層面，或可以適當(dāng)縮短TR，從而 縮短TA； （5）可適當(dāng)延長(zhǎng)ETL，仍可保持原有的圖像質(zhì)量，同時(shí)縮短7TA。當(dāng)然ES的縮 短也有一些缺點(diǎn)：（1） 180。脈沖更為密集，單位時(shí)間內(nèi)在人體內(nèi)的能量沉積增大（即SAR 提高）；（2）脂肪組織的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，可能會(huì)增加偽影或

22、/和降低圖像的對(duì)比。 圖33 FSE序列復(fù)相脈沖角度調(diào)整示意圖 圖a為未調(diào)整前，回波鏈中5個(gè)回波均采用180。脈沖進(jìn)行 采集，這樣回波1的信號(hào)幅度最高，隨后各回波的幅度逐漸降低，回波5的信號(hào)幅度最低。圖b示由于T2 弛豫初期最快，往后逐漸減慢，回波1和回波2之間的信號(hào)幅度差別最大，往后各相鄰回波間的信號(hào)幅度 差別逐漸變小。圖c示調(diào)整后的復(fù)相脈沖，回波1的復(fù)相脈沖僅施加了 140。，回波2施加了 155。，回波3 施加了 165。，回波4和回波5施加了 180。，這樣各回波之間的幅度差別明顯變小。 （二） 對(duì)復(fù)相脈沖角度進(jìn)行調(diào)整，減少回波鏈中個(gè)回波間的幅度差別 90。脈沖激發(fā)后，由于T

23、2弛豫，組織的宏觀橫向磁化矢量出現(xiàn)衰減，在衰減的過(guò)程中， 我們?cè)诓煌臅r(shí)間點(diǎn)（不同的TE）采集回波信號(hào)，因此回波信號(hào)的幅度（信號(hào)強(qiáng)度）將逐 漸降低，即各回波之間的幅度存在差別（圖33a、b），這種差別將在傅里葉轉(zhuǎn)換中發(fā)生錯(cuò)誤， 從而引起圖像模糊，差別越大圖像越模糊。我們都知道組織的橫向弛豫在初期最快，隨后逐 漸減慢，因此回波鏈中前面的回波之間的幅度差別最大（圖33b），如果回波鏈中的前面的 回波填充在K空間相位編碼方向的中央?yún)^(qū)域（如T1WI或PDWI時(shí)），圖像的模糊將更為明 顯。我們可以對(duì)復(fù)相脈沖進(jìn)行調(diào)整，在回波鏈中的第一回波施加的復(fù)相脈沖角度最小，這樣 第一回波的幅度將明顯降低，隨后各回波施

24、加的復(fù)相脈沖逐漸增大，直至增加到180。，這 樣回波鏈中的各回波的幅度將較為接近（圖33c），可大大減少圖像模糊。這對(duì)于FSE的T1WI 及PDWI序列尤為重要。 （三） 快速恢復(fù)FSE序列 快速恢復(fù)FSE（fast recovery FSE，F(xiàn)RFSE）序列與SE序列一樣，均采用90。射頻脈沖 進(jìn)行激發(fā)，并能夠產(chǎn)生最大的宏觀橫向磁化矢量，因而得到的圖像有較好的信噪比。90。脈 沖傳遞給質(zhì)子的能量較大，因而受激發(fā)組織的縱向弛豫將需要較長(zhǎng)的時(shí)間，當(dāng)利用FSE序 列進(jìn)行PDWI或T2WI時(shí)，需要選擇很長(zhǎng)TR，以盡量剔除縱向弛豫對(duì)圖像對(duì)比的污染。然 而在其他成像參數(shù)不變的情況下，TR的延長(zhǎng)意味著

25、TA的延長(zhǎng)。如果能夠加快組織的縱向 弛豫，則可選用較短的TR，成像速度將加快°FRFSE序列就是促使組織加快縱向弛豫的方 法（圖34）。 180° 180° 1神° 唧° 唧 90° 90° 180° 唧° 1陽(yáng)° 180° 180° 90° 90° 圖34常規(guī)FSE與FRFSE序列的比較 圖a為常規(guī)FSE序列，圖b為FRFSE序列。這兩個(gè)序列的 其他成像參數(shù)（包括TR、ES等）均相同，F(xiàn)SE序列采用5個(gè)180°復(fù)相脈沖采集5個(gè)回波（ETL=5），F(xiàn)RFSE 序列也采用5個(gè)180°脈沖，但最后一個(gè)180°脈沖產(chǎn)生的回波不采集（ETL=4），而在該回波的TE時(shí)刻采用 一個(gè)負(fù)90°

26、脈沖，把最后一個(gè)180°脈沖產(chǎn)生的橫向磁化矢量偏轉(zhuǎn)回到30方向，從而加快了組織的縱向弛豫 速度。 FSE T2WI之所以要選擇較長(zhǎng)的TR，主要是因?yàn)門1值很長(zhǎng)的組織縱向弛豫太慢。以1.5 T 掃描機(jī)行頭顱 FSE T2WI 為例，如果選擇 TR=2000 ms，TE=100ms，ETL=8，ES=10ms， 矩陣=256x256, NEX=2, TA=2sx （256/8） x2= 128s=2min8s。腦白質(zhì)的 T1 值約為 450ms， 腦灰質(zhì)的T1值約為500ms，實(shí)際上當(dāng)TR=2000ms，對(duì)于腦白質(zhì)和灰質(zhì)來(lái)說(shuō)，縱向弛豫已 經(jīng)絕大部分完成，基本剔除了縱向弛豫對(duì)圖像對(duì)比的影響，也就是

27、說(shuō)，TR已經(jīng)足夠長(zhǎng)；但 腦脊液的T1值約為3500 ms，TR=2000ms時(shí)，其宏觀縱向磁化矢量還沒(méi)有恢復(fù)到平衡狀態(tài) 時(shí)的一半，因此腦脊液信號(hào)將不表現(xiàn)為高信號(hào)（白）而僅為中等偏高信號(hào)（灰白），如果把 TR延長(zhǎng)到4000ms，腦脊液的信號(hào)強(qiáng)度將明顯升高，但TA則延長(zhǎng)到4min16s。 FRFSE的原理并不復(fù)雜，就是在回波鏈的最后一個(gè)回波采集后，再施加一個(gè)180°復(fù)相 脈沖，將產(chǎn)生一個(gè)回波，這個(gè)回波并不采集，而在相當(dāng)于這個(gè)回波的TE時(shí)刻施加一個(gè)負(fù)90° 脈沖，把180°脈沖重聚的橫向磁化矢量偏轉(zhuǎn)回B0方向，從而加快了組織的縱向弛豫，還是 以剛才的頭顱T2WI為例，成像參數(shù)也不變，那么回波鏈中最

28、后一個(gè)回波（第十個(gè)回波）采 集完成是在90°脈沖后的80ms，這時(shí)腦組織的宏觀橫向磁化矢量衰減到約為最大值的45% 左右（腦組織的T2值約為100ms），而腦脊液的宏觀橫向磁化矢量還殘留最大值的90%以 上（腦脊液的T2值約為2500?3000ms），負(fù)90°脈沖將把這些橫向磁化矢量偏轉(zhuǎn)回B0方向， 顯然負(fù)90°脈沖后腦脊液的宏觀縱向磁化矢量已經(jīng)恢復(fù)到平衡狀態(tài)的90%以上，這樣TR= 2000ms的FRFSE T2WI上腦脊液的信號(hào)強(qiáng)度將明顯增高。實(shí)際上FRFSE就是利用一般T1 值長(zhǎng)的組織，其T2值也長(zhǎng)的特點(diǎn)，把回波鏈采集后殘留的較大橫向磁化矢量快速偏轉(zhuǎn)返回 到B0方向，加快了 T1值很長(zhǎng)的

29、組織（主要是接近于純水的成分如腦脊液等）的縱向磁化矢 量恢復(fù)，從而可以選用較短的TR進(jìn)行T2WI。 （四）單次激發(fā)FSE序列 單次激發(fā)FSE （single shot FSE，SS-FSE）序列是采集速度更快的FSE序歹U。常規(guī)的FSE 序列是在一次90°射頻脈沖激發(fā)后，利用多個(gè)180°脈沖采集多個(gè)自旋回波，需要多次90°脈 沖激發(fā)后才能完成K空間的填充。與常規(guī)FSE序列相比，SS-FSE有以下特點(diǎn)：（1） 一次 90°脈沖激發(fā)后，利用連續(xù)的180°脈沖采集了填充K空間所需要的所有回波信號(hào)，即一次90° 脈沖后完成了 K空間的填充，如果圖像的矩陣=256x128，即相位編碼步級(jí)為128,則

30、 ETL=128； （2）由于回波鏈很長(zhǎng)，為了保證回波鏈中后面的回波有一定的信號(hào)，SS-FSE回波鏈的ES很短，目前在1.5 T掃描機(jī)上一般為4?5ms； （3）由于是單次激發(fā)，所以該序列 中不存在TR的概念，因?yàn)樵撔蛄?0。激發(fā)前所有組織的宏觀縱向磁化矢量都處于平衡狀態(tài) （即最大），實(shí)際上TR為無(wú)窮大，所以沒(méi)有縱向弛豫對(duì)圖像對(duì)比的污染，同時(shí)也因?yàn)榇嗽?因SS-FSE序列一般不能進(jìn)行T1WI，而僅用于T2WI；（4）由于回波鏈太長(zhǎng)，圖像的模糊效 應(yīng)將比較明顯，T2對(duì)比也將受到影響；（5）由于ETL很長(zhǎng)，ES很短，脂肪組織的信號(hào)強(qiáng) 度很高；（6）由于180。脈沖連續(xù)又集中，人體內(nèi)的能量沉積比較集

31、中，SAR明顯升高，為 了降低SAR值，SS-FSE常采用小于180。的復(fù)相脈沖產(chǎn)生回波；（7）成像速度很快，如果矩 陣為 256x160 （即 ETL=160），ES=4ms，NEX=1（SS-FSE 常選用 NEX 為 1），則單層圖像 的TA為640ms，因此是亞秒級(jí)的成像速度，由于TA很短，在體部成像時(shí)即便病人不能屏 氣也沒(méi)有明顯的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影；（8）由于ETL很長(zhǎng)，回波鏈中大部分回波的TE較長(zhǎng)，因此 得到的T2WI的權(quán)重很重。 鑒于上述特點(diǎn)，SS-FSE的作用主要有：（1）顱腦超快速T2WI （僅用于不能配合檢查 的病人）；（2）腹部臟器屏氣超快速T2WI；（3）屏氣或呼吸觸發(fā)水成

32、像（如MRCP、MRU 等）。 （五）半傅里葉采集單次激發(fā)FSE序列 這個(gè)序列是SS-FSE的修改序列，在西門子公司生產(chǎn)的掃描機(jī)中，該序列稱為HASTE （half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo）序列，GE 公司產(chǎn)生的掃描機(jī)中，該序 列是在SS-FSE的基礎(chǔ)上選擇NEX=0.5即可。實(shí)際上HASTE序列也是在一次90。脈沖后利 用連續(xù)的復(fù)相脈沖采集填充K空間所需要的所有回波，所不同的是HASTE序列采集的回波 只需要填充K空間的一半多一點(diǎn)即可，剩余的K空間則根據(jù)K空間對(duì)稱性原理進(jìn)行填充。 圖35半傅里葉采集技術(shù)示意圖

33、圖a為K空間的結(jié)構(gòu)示意圖，在K空間的相位編碼方向上，回波 信號(hào)呈鏡像對(duì)稱，即Ky= —128的回波與Ky= + 128是對(duì)稱的，Ky= —127的回波與K=+127是對(duì)稱的。 圖b示只填充略多于一半的K空間，即填充KY=—128到Ky=+8即可，剩余K空間的相位編碼線（虛 線部分）利用對(duì)稱性原理進(jìn)行模擬填充即可，即用KY=—128的數(shù)據(jù)來(lái)填充Ky= + 128，用KY=—127的 數(shù)據(jù)來(lái)填充Ky= + 127。 在前面第一章第八節(jié)，我們已經(jīng)介紹了 K空間的基本概念和特點(diǎn)，K空間在相位編碼 方向是鏡像對(duì)稱的，如圖35a所示，Ky= —128的回波與Ky= + 128是對(duì)稱的，Ky= —127

34、的回波與K= + 127是對(duì)稱的，根據(jù)這一特點(diǎn)實(shí)際上我們只需要填充K空間的一半就夠了， 如圖35中我們只需填充KY=—128到Ky=0即可，K空間的剩余部分利用對(duì)稱性原理進(jìn) 行模擬填充即可，即用KY=—128的數(shù)據(jù)來(lái)填充Ky= + 128,用KY=—127的數(shù)據(jù)來(lái)填充 Ky= + 127。這樣實(shí)際上圖像數(shù)據(jù)采集時(shí)間節(jié)約了一半，但由于K空間中央的數(shù)據(jù)決定圖像 對(duì)比，非常重要，因此一般采集的數(shù)據(jù)需要填充K空間的一半多一點(diǎn)，即K空間中央?yún)^(qū)域 的數(shù)據(jù)是需要采集的。如相位編碼的步級(jí)為256,需要采集的數(shù)據(jù)一般為128 + 8 = 136或128 + 16 = 144即可。這種技術(shù)稱為半傅里葉采集技術(shù)，也

35、稱半K空間技術(shù)或部分K空間技術(shù)。 這種技術(shù)不單可以用于HASTE序列，實(shí)際上幾乎可以用于所有的MR脈沖序列，是MR常 用的快速成像方法。 與相應(yīng)的SS-FSE序列相比，HASTE序列具有以下特點(diǎn)：（1）由于只需要采集填充略 多于一半K空間的回波信號(hào)，TA只需要原來(lái)的一半多一點(diǎn)，成像速度進(jìn)一步加快；（2）理 論上空間分辨保持不變；（3）由于實(shí)際采集的回波信號(hào)只有原來(lái)的一半，理論上圖像信噪比 有所降低，相當(dāng)于原來(lái)的70%左右。實(shí)際由于回波鏈中前面回波信號(hào)較好，后面回波信號(hào) 較弱，而HASTE序列采集的是信號(hào)較強(qiáng)的回波，因此信噪比降低并不明顯；（4）人體內(nèi)能 量的沉積減少；（5）脂肪組織信號(hào)高和T2對(duì)比較差的問(wèn)題依然存在。 HASTE序列的臨床應(yīng)用與SS-FSE序列的相仿，主要用于神經(jīng)系統(tǒng)或腹部超快速T2WI， 也可用于腹部水成像如MRCP、MRU等。