作者：戴建平，陳紅艷

來源：《磁共振成像》雜志

原文鏈接：戴建平，陳紅艷. 磁共振脈沖序列在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用(一). 磁共振成像, 2010, 1(3):220-226

戴建平，教授、主任醫(yī)師、首都醫(yī)科大學(xué)博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任《磁共振成像》雜志主編、中華醫(yī)學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、美國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院外籍院士、中華國(guó)際醫(yī)學(xué)交流基金會(huì)理事長(zhǎng)、國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委大型醫(yī)用設(shè)備管理咨詢專家委員會(huì)主任委員、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)專家咨詢組成員、中國(guó)現(xiàn)代診療產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)醫(yī)院協(xié)會(huì)顧問、衛(wèi)生部國(guó)際交流與合作中心理事會(huì)理事、亞大放射學(xué)會(huì)主席、北美放射學(xué)會(huì)榮譽(yù)會(huì)員等，歐洲放射學(xué)會(huì)榮譽(yù)會(huì)員，以及國(guó)內(nèi)外多家雜志的主編、副主編、編委等職務(wù)。曾任北京天壇醫(yī)院院長(zhǎng)、第29屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)組織委員運(yùn)動(dòng)會(huì)服務(wù)部副部長(zhǎng)、中國(guó)醫(yī)院協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射學(xué)分會(huì)第九屆、第十屆主任委員、中國(guó)醫(yī)院協(xié)會(huì)醫(yī)學(xué)影像中心分會(huì)第一屆主任委員等。先后獲得首都精神文明建設(shè)獎(jiǎng)?wù)?，首都五一勞?dòng)獎(jiǎng)?wù)?，全?guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?。是?guó)務(wù)院有突出貢獻(xiàn)的專家，有突出貢獻(xiàn)的留學(xué)回國(guó)人員，享受政府特殊津貼。

從1946年Bloch和Purcell發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象以來，磁共振在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。2003年Lauterbur和Mansfiled因在磁共振方面的貢獻(xiàn)而共同獲得了諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。目前的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)生、病人以及科研人員越來越依賴于磁共振這項(xiàng)技術(shù)。

磁共振技術(shù)的發(fā)展除了依賴于磁場(chǎng)硬件的發(fā)展以外，很重要的是依賴于脈沖序列這一軟件技術(shù)的不斷開發(fā)進(jìn)步?，F(xiàn)今的脈沖序列種類繁多，功能各異，如何合理地使用現(xiàn)有的脈沖序列，更好地發(fā)揮脈沖序列的功能是醫(yī)用磁共振技術(shù)人員的一個(gè)重要任務(wù)。我們?cè)谶@里將以加權(quán)成像(表1)的分類角度就脈沖序列在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一些應(yīng)用作一討論。

1　T1加權(quán)成像

常用的T1加權(quán)成像序列主要有自旋回波序列(SE)、快速自旋回波序列(RARE)、反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR)、快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波序列(FIR、TIR、IRFSE/TSE)、單次激發(fā)快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR-SSFSE)、采用Blade技術(shù)的快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波序列、擾相梯度回波序列、反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速梯度回波序列等，同一序列在不同公司的設(shè)備的名稱不同。

1.1 自旋回波序列(SE)

SE序列是由一個(gè)90°射頻脈沖后跟隨一個(gè)180°聚焦脈沖組成，90°脈沖產(chǎn)生一個(gè)最大的宏觀橫向磁化矢量，再利用180°脈沖產(chǎn)生一個(gè)自旋回波。自旋回波序列結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信號(hào)變化易于解釋，并且具有良好的信噪比及組織對(duì)比，其缺點(diǎn)是成像時(shí)間長(zhǎng)。臨床上常用在顱腦、頭頸部、骨關(guān)節(jié)、軟組織

、脊柱、脊髓等部位(圖1)。

1.2 快速自旋回波序列(RARE)

RARE序列在GE的磁共振掃描儀上稱為FSE，西門子稱其為TSE。RARE序列是一個(gè)90°脈沖激發(fā)后利用多個(gè)180°聚焦脈沖采集多個(gè)自旋回波，因此明顯縮短了成像時(shí)間?？焖僮孕夭ㄐ蛄谐上袼俣瓤煊赟E，但是其能量沉積也增加，SAR高。該序列在臨床上應(yīng)用廣泛，可以顯示顱腦、脊柱、大關(guān)節(jié)、骨與軟組織、盆腔等，適合于要求快速掃描的患者，還可以進(jìn)行垂體動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描、體部屏氣掃描等(圖2)。

1.3 反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR)

IR序列是在SE序列前施加一個(gè)180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖。反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列T1對(duì)比最佳，但是掃描時(shí)間很長(zhǎng)，臨床應(yīng)用較少，它可以增加腦灰白質(zhì)的T1對(duì)比，主要用于兒童髓鞘發(fā)育研究(圖3)。

1.4 快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FIR)

FIR序列是一個(gè)180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后跟隨一個(gè)快速自旋回波序列。FIR序列成像速度快于IR，其T1對(duì)比較RARE序列有提高，在不同公司的機(jī)器上有不同的名稱：FIR、TIR、IR-FSE、IR-TSE等。臨床上常用于腦實(shí)質(zhì)的T1WI，顯示較好的T1對(duì)比(圖4)。

1.5 單次激發(fā)快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR-SS-FSE)

IR-SS-FSE序列是180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖與單次激發(fā)FSE序列相結(jié)合，成像速度快，屬于快速成像序列，亞秒采集, 用于不能配合檢查的患者快速掃描或用于 腹部水成像。

1.6 Blade(刀鋒)TSE/TIR T1WI

Blade 技術(shù)同時(shí)采用放射狀與平行的K空間填充方式，再經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，可以得到較高的信噪比并減少運(yùn)動(dòng)偽影。臨床上將Blade技術(shù)用于TSE/TIR T1WI序列，大大減少圖像運(yùn)動(dòng)偽影(圖5)。

1.7 擾相梯度回波序列

該序列采用小于90°的小角度脈沖激發(fā)，利用讀出梯度場(chǎng)切換產(chǎn)生回波，并利用梯度或射頻技術(shù)擾相，以消除殘留的橫向磁化矢量。擾相梯度回波序列采集速度快，SAR低，對(duì)磁場(chǎng)的不均勻性敏感，臨床主要用于顱腦成像，主要有3D擾相GRE、流動(dòng)相關(guān)的血管成像和對(duì)比增強(qiáng)的血管成像(圖6)。

1.8 反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速梯度回波序列(IR-FGRE)

IR-FGRE序列為準(zhǔn)備脈沖180°反轉(zhuǎn)脈沖后跟隨超快速梯度回波序列，可得到不同的T1對(duì)比，選擇性抑制某一特定T1值組織信號(hào)。臨床上用于顱腦高分辨三維成像，它的灰白質(zhì)對(duì)比優(yōu)于沒有IR準(zhǔn)備脈沖的GRE序列(圖7)。

2　T2加權(quán)成像

常用的T2加權(quán)成像序列主要有自旋回波序列(SE)、快速自旋回波序列(RARE、FSE、TSE)、單次激發(fā)RARE序列(SS-RARE)等，同一序列在不同的公司仍有不同的名稱。由于SE序列的T2加權(quán)成像時(shí)間太長(zhǎng)，目前已經(jīng)很少使用。

2.1 快速自旋回波序列(RARE)

快速自旋回波序列是一個(gè)90°脈沖激發(fā)后利用多個(gè)180°聚焦脈沖采集多個(gè)自旋回波。GE公司的磁共振儀稱為FSE序列，西門子稱為TSE序列。快速自旋回波序列成像速度快于SE，能量沉積增加，SAR升高?？焖僮孕夭ㄐ蛄惺荰2WI的最常用序列，顯示顱腦、脊柱脊髓、耳鼻喉、骨關(guān)節(jié)軟組織和腹盆腔等(圖8)。

2.2 FRFSE

FRFSE序列是FSE/TSE的衍生序列，它是在FSE/TSE序列后，利用負(fù)90°脈沖加快組織縱向磁化矢量恢復(fù)的技術(shù)，可以加快成像速度。FRFSE增加了圖像對(duì)比，并加快了掃描速度，臨床上用于顱腦、脊髓T2WI成像(圖9)。

2.3 單次激發(fā)RARE序列(SS-RARE)

SS-RARE是一次90°射頻脈沖激發(fā)后，利用連續(xù)的180°脈沖采集所有K空間填充的回波信號(hào)。單次激發(fā)RARE序列成像速度快，只能用于T2WI成像，其模糊效應(yīng)明顯，SAR明顯升高，臨床主要用于顱腦超快速成像，用于不能配合的患者，進(jìn)行腹部屏氣快速掃描和屏氣或呼吸觸發(fā)水成像。

2.4 半傅立葉采集單次激發(fā)序列

在SS-RARE序列的基礎(chǔ)上加上半K空間采集技術(shù)，臨床上用于神經(jīng)系統(tǒng)超快速成像，適用于不能配合的患者，也可以進(jìn)行腹部超快速T2WI和腹部水成像(圖10)。

2.5 快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波序列(FIR、TIR)

該序列是一個(gè)180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后跟隨一個(gè)FSE序列，成像速度快于IR，在不同公司的磁共振儀上它擁有多個(gè)名稱：FIR/TIR/IR-FSE/IR-TSE，臨床上主要用于T2WI的脂肪抑制成像(圖11)。

2.6 Propeller FSE/Blade TSE

該序列同時(shí)采用放射狀與平行的K空間填充方式，再經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。GE磁共振儀稱為Propeller螺旋槳技術(shù)，西門子稱為Blade刀鋒技術(shù)。它可以得到較高的信噪比，具有增加圖像對(duì)比的潛能，明顯減少運(yùn)動(dòng)偽影。臨床用于不能控制的自主運(yùn)動(dòng)患者的顱腦成像，還可以進(jìn)行腹部成像(圖12、13)。

2.7 單次激發(fā)SE-EPI序列

EPI的準(zhǔn)備脈沖為SE序列，成為SE-EPI序列，它主要是單次激發(fā)采集所有回波信號(hào)，成像速度快，臨床上用于超快速T2WI成像，適用于臨床情況較差或不能配合的患者。

2.8 GRASE

GRASE是梯度回波與自旋回波相結(jié)合的序列，一次90°脈沖激發(fā)后，利用多個(gè)180°聚焦脈沖產(chǎn)生多個(gè)自旋回波，在兩個(gè)相鄰的180°脈沖間利用讀出梯度連續(xù)切換，伴隨一個(gè)自旋回波還有多個(gè)梯度回波實(shí)現(xiàn)梯度回波與自旋回波相的結(jié)合。GRASE集合了FSE與GRE的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，臨床應(yīng)用不廣泛，主要用于顱腦的T2WI，在3 T設(shè)備上有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)(圖14)。

3　質(zhì)子加權(quán)成像

常用的質(zhì)子加權(quán)成像序列主要有自旋回波序列(SE)、快速自旋回波序列(RARE)、擾相梯度回波序列，用于顯示反映單位體積不同組織間的質(zhì)子含量差別，目前在中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用很少(圖15)。PDWI顯示灰白質(zhì)分界清楚，用于診斷灰質(zhì)異位、髓鞘發(fā)育異常等。PDWI還可用來診斷頸動(dòng)脈斑塊，在關(guān)節(jié)掃描顯示軟骨、韌帶的應(yīng)用非常廣泛。

4　T2*加權(quán)成像

T2*加權(quán)成像主要有擾相梯度回波序列，在GE磁共振儀上稱為SPGR序列，西門子稱為FLASH，飛利浦稱為T1-FFE。T2*加權(quán)成像在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中顯示出血灶，例如腦血管病患者顯示顱內(nèi)微出血、腦內(nèi)血腫、蛛網(wǎng)膜下腔出血等，頭外傷患者顯示腦挫裂傷出血情況、硬膜下血腫等，臨床應(yīng)用較多(圖16)。

5　其他

臨床上還有很多實(shí)用的序列，例如：液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FLAIR擴(kuò)散加權(quán)成像)、脂肪抑制技術(shù)、水激發(fā)技術(shù)、MR水成像技術(shù)、磁共振血管成像技術(shù)等。

5.1 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FLAIR擴(kuò)散加權(quán)成像)

最常使用的是快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波序列，該序列為一個(gè)180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后跟隨一個(gè)FSE序列。快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波序列成像速度快于IR，T1對(duì)比有所提高，它擁有多個(gè)名稱：FIR/TIR/IR-FSE/IRTSE，又有人稱其為T2-FLAIR。臨床主要用來抑制腦脊液的信號(hào)，更好地顯示較小且靠近腦脊液(室旁、皮質(zhì))的病變(圖17)。

5.2 單次激發(fā)快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR-SS-FSE/TSE)

該序列將180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖與單次激發(fā)FSE相結(jié)合，成像速度快。臨床上用于不能配合檢查的患者。

5.3 Propeller/Blade T2-FLAIR

該序列同時(shí)采用放射狀與平行的K空間填充方式，再經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。這種技術(shù)可以得到較高的信噪比，具有增加圖像對(duì)比的潛能，可以明顯減少運(yùn)動(dòng)偽影，主要用于不能控制的自主運(yùn)動(dòng)的患者(圖18)。

5.4 雙反轉(zhuǎn)快速自旋回波序列(Dual IR-FSE/TSE)

該序列對(duì)兩個(gè)反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的T1進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)T1值的不同選擇性的抑致2種組織的信號(hào)。主要用來選擇性抑致腦脊液和腦白質(zhì)的信號(hào)來突出腦灰質(zhì)，或者抑致腦脊液和腦灰質(zhì)的信號(hào)而突出腦白質(zhì)，從而更清晰的顯示腦灰白質(zhì)(圖19、20)。

5.5 脂肪抑制技術(shù)

(1)頻率選擇飽和法，亦稱化學(xué)位移選擇飽和(chemical shift selective saturation，CHESS)：利用水與脂肪中H質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率不同，施加與脂肪頻率相同的預(yù)脈沖激發(fā)脂肪組織使之達(dá)到飽和，再施加成像脈沖時(shí)脂肪不能再接受能量產(chǎn)生信號(hào)。常用的序列有SE和FSE的TIWI及T2WI序列，GRE序列以及2D 擾相GRE T1WI。臨床應(yīng)用在1.0T以上的設(shè)備，特異性強(qiáng)，簡(jiǎn)便易行。在神經(jīng)系統(tǒng)用于判斷病變是否含有脂肪，如畸胎瘤(圖21、22)；在頭頸五官用于發(fā)現(xiàn)位于較多脂肪組織中的病變；在腹部臟器上用于診斷腎上腺病變、脂肪肝等。

(2)短T1反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short T1 inversion recovery，STIR)：該序列是基于脂肪組織短T1特性選擇短反轉(zhuǎn)TI時(shí)間(脂肪TI值的69%)，抑制效果明顯。常用序列有FIR或IR、FSE、TSE等。其場(chǎng)強(qiáng)不受限，特異性差(血腫信號(hào)受抑)，時(shí)間長(zhǎng)，不適用增強(qiáng)掃描。主要用于頸部、椎體、關(guān)節(jié)等大FOV掃描(圖23)。

(3)頻率選擇反轉(zhuǎn)脈沖(前兩者的結(jié)合)。

(4)Dixo技術(shù)，用于低場(chǎng)強(qiáng)磁共振掃描儀的脂肪抑制。

5.6 選擇性水激發(fā)技術(shù)

采用頻率和空間選擇的二項(xiàng)脈沖，此脈沖由多個(gè)脈沖方向和角度不同的脈沖組合而成。常用序列有SE、FSE、GRE，有2D及3D兩種采集模式。臨床主要應(yīng)用于眼眶、神經(jīng)根、腹部、骨關(guān)節(jié)的掃描。

5.7 MR水成像技術(shù)

水成像技術(shù)利用水的長(zhǎng)T2特性，采用重T2WI序列使其他組織的信號(hào)絕大部分衰減，采集到圖像的信號(hào)主要是水樣結(jié)構(gòu)。FSE T2WI及單次激發(fā)FSE T2WI主要用于胰膽管及尿路；另外3D Balance-SSFP主要用于內(nèi)耳及脊髓造影(圖24)。

5.8 磁共振血管成像技術(shù)

主要有時(shí)間飛躍法(time of flight，TOF)、相位對(duì)比法(phase contrast，PC)、對(duì)比增強(qiáng)(CE MRA)、黑血法、Balance-SSFP、T2-FGRE等。

(1)TOF：反復(fù)激發(fā)層面內(nèi)靜止組織使之飽和信號(hào)被抑制，層面外未受激發(fā)的血液流入有較高信號(hào)。2D擾相GRE T1WI序列主要用于靜脈慢血流、走行較直的頸部或下肢靜脈(圖25)。3D擾相GRE T1WI序列用于動(dòng)脈快血流、走行紆曲的血管，如腦動(dòng)脈(圖26)。

(2)PC法：利用流動(dòng)所致的宏觀橫向磁化矢量的相位變化來抑制背景、突出血管信號(hào)的方法。其2D可用于腦脊液或血液流速、流量、流向分析，3D可用于靜脈或靜脈竇的掃描，另外電影可以用來測(cè)量腦脊液的流動(dòng)性(圖27、28)。

(3)CE MRA：用對(duì)比劑的縮短血液T1值的特性，采取超快速的權(quán)重很重的T1WI序列對(duì)血管內(nèi)血流進(jìn)行成像。常用序列有3D 擾相GRE T1WI，同時(shí)采用CHESS或頻率選擇反轉(zhuǎn)脈沖進(jìn)行脂肪抑制，可進(jìn)行剪影，多段采集及快速連續(xù)掃描(4D)。臨床可用來動(dòng)、靜脈多時(shí)相顯影，亦可以發(fā)現(xiàn)頭頸血管狹窄/閉塞、動(dòng)脈瘤、血管畸形和夾層，也可以應(yīng)用于體部血管(圖29)。

(4)黑血法：基于流空效應(yīng)或通過空間預(yù)飽和帶、反轉(zhuǎn)脈沖或矢相位等方法使血流呈低信號(hào)，同時(shí)選擇參數(shù)使背景組織呈亮信號(hào)。所選擇的序列是IR-FSE，可評(píng)價(jià)血管壁，如頸動(dòng)脈或冠脈斑塊。