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MRI脉冲序列及其临床应用 武警辽宁省总队医院脑系科 马明 第一节 脉冲序列的基本概念和分类 一、脉冲序列的基本概念 在第一章第十节已经介绍过，影响磁共振信号强度的因素是多种多样的，如组织的质子密度、T1值、T2值、化学位移、液体流动、水分子扩散运动等都将影响其信号强度，如果所有的影响因素掺杂在一起，我们通过图像的信号强度分析很难确定到底是何种因素造成的信号强度改变，这显然对于诊断非常不利。我们可以调整成像参数，来确定何种因素对于组织的信号强度及图像的对比起决定性作用。 实际上我们可以调整的成像参数主要是射频脉冲、梯度场及信号采集时刻。射频脉冲的调整包括带宽（频率范围）、幅度（强度）、何时施加及持续时间等；梯度场的调整包括梯度场施加方向、梯度场场强、何时施加及持续时间等。我们把射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关各参数的设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列（pulse sequence）。由于MR成像可调整的参数很多，对某一参数进行不同的调整将得到不同成像效果，这就使得MR成像脉冲序列变得非常复杂，同时也设计出种类繁多的各种成像脉冲序列，可供用户根据不同的需要进行选择。而对于用户来说，也需要深刻理解各种成像序列，特别是常用脉冲序列，才能在临床应用中合理选择脉冲序列，并正确调整成像参数。 二、脉冲序列的基本构建 一般的脉冲序列由五个部分构成，即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度场、频率编码梯度场及MR信号。在MRI射频脉冲结构示意图中，这五部分一般以从上往下的顺序排列，每一部分在时序上的先后和作用时间一般是从左到右排列的。我们以SE序列为例来介绍脉冲序列的基本构建（图27）。 图27所示为SE序列的基本构建。其他脉冲序列的基本构建也有上述五个部分组成，只是所给的参数及其在时序上的排列有所变化而已。在本章后面各节讲述MRI脉冲序列时，为了简便起见，在序列结构示意图中并不一定把上述五个基本构建全部标出。 上述脉冲序列的基本构建还可以简化成两个部分，即自旋准备和信号产生（图28）。所谓的自旋准备就是利用梯度场匹配进行的射频脉冲激发，在需要成像的区域产生宏观横向磁化矢量的过程，也可在这个阶段对某些组织信号进行选择性抑制。而信号产生是指生成MR信号（可以是FID、自旋回波或梯度回波）并对信号进行空间编码的过程。信号产生后由接受线圈采集，经过傅里叶转换即可重建出MR图像。 图27 SE脉冲序列的基本构建示意图 第一行是射频脉冲，SE序列的射频脉冲由多次重复的90?脉冲和后随的180?脉冲构成。第二行是层面选择梯度场，在90?脉冲和180?脉冲时施加。第三行是相位编码梯度场，在90?脉冲后180?脉冲前施加。第四行是频率编码梯度场，必须在回波产生的过程中施加。第五行是MR信号，SE序列中90?脉冲后将产生一个最大的宏观横向磁化矢量，由于主磁场的不均匀和组织的T2弛豫的双重作用，宏观横向磁化矢量呈指数式衰减，表现为MR信号很快减弱，这种信号变化方式即自由感应衰减（FID）。由于180?脉冲的聚相位作用，在TE时刻将产生一个自旋回波，回波是从无到有，从小到大，到最大强度后又逐渐变小直到零的MR信号。 图28 MRI脉冲序列结构示意图 一般的MRI脉冲序列都由自旋准备和回波产生两个部分组成 三、MRI脉冲序列的分类 MRI脉冲序列的分类方法有多种，可按脉冲序列的用途分为通用序列和专用序列。按成像的速度可把脉冲序列分为普通序列和快速成像序列。目前最常用的是按采集信号类型进行的分类方法：（1）FID类序列，指采集的MR信号是FID信号，如部分饱和序列等；（2）自旋回波类序列，指采集到的MR信号是利用180?复相脉冲产生的自旋回波，包括常规的自旋回波序列，快速自旋回波序列等；（3）梯度回波类序列，指采集到的MRI信号是利用读出梯度场切换产生的梯度回波。包括常规梯度回波序列、扰相梯度回波序列、稳态进动成像序列等；（4）杂合序列，指采集到的MRI信号有两种以上的回波，通常是自旋回波和梯度回波，如快速自旋梯度回波序列和平面回波成像序列等。 第二节 MRI脉冲序列相关的概念 在介绍MRI脉冲序列之前，有必要先了解一些与MRI脉冲序列相关的基本概念。这里介绍的仅为MRI常用脉冲序列中共有的一些相关概念，某些特殊序列的相关概念我们将在各自序列中介绍。 一、时间相关的概念 前面已经介绍过，MRI脉冲序列实际上是射频脉冲和梯度场的变化在时序的排列，因此每个脉冲序列都将会有时间相关的概念，主要包括重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励