前面已經介紹過,MRI脈沖序列實際上是射頻脈沖和梯度場的變化在時序的排列,因此每個脈沖序列都將會有時間相關的概念,主要包括重復時間、回波時間、有效回波時間、回波鏈長度、回波間隙、反轉時間、激勵次數、采集時間等。
1.重復時間 重復時間(repetition time,TR)是指脈沖序列相鄰的兩次執(zhí)行的時間間隔。在SE序列中TR即指相鄰兩個90°脈沖中點間的時間間隔;在梯度回波TR是指相鄰兩個小角度脈沖中點之間的時間間隔;在反轉恢復序列和快速反轉恢復序列中,TR是指相鄰兩個180°反轉預脈沖中點間的時間間隔;在單次激發(fā)序列(包括單次激發(fā)快速自旋回波和單次激發(fā)EPI)中,由于只有一個90°脈沖激發(fā),TR等于無窮大。需要指出的是,在部分廠家的設備上,有些序列中所標注的TR并非這里所指的真正意義上的TR,具體請參閱廠家的使用說明書,本章的后面各節(jié)中筆者在介紹相關序列時也會盡量指出這些特殊的情況。
2.回波時間 回波時間(echo time,TE)是指產生宏觀橫向磁化矢量的脈沖中點到回波中點的時間間隔。在SE序列中TE指90°脈沖中點到自旋回波中點的時間間隔。在梯度回波中指小角度脈沖中點到梯度回波中點的時間間隔。
3.有效回波時間有效回波時間(effective TE)在快速自旋回波(fast spin echo,FSE)序列或平面回波成像(echo planar imaging,EPI)序列中,一次射頻脈沖激發(fā)后有多個回波產生,分別填充在K空間的不同位置,而每個回波的TE是不同的。在這些序列中,我們把射頻脈沖中點到填充K空間中央的那個回波中點的時間間隔稱為有效TE。
4.回波鏈長度回波鏈長度(echo train length,ETL)的概念出現在FSE序列或EPI序列中。ETL是指一次90°脈沖激發(fā)后所產生和采集的回波數目。回波鏈的存在將成比例減少TR的重復次數。在其他成像參數保持不變的情況下,與相應的單個回波的序列相比,具有回波鏈的快速成像序列的采集時間縮短為原來的1/ETL,因此ETL也被稱為快速成像序列的時間因子。
5.回波間隙回波間隙(echo spacing,ES)是指回波鏈中相鄰兩個回波中點之間的時間間隙。ES越小,整個回波鏈采集所需時間越少,可間接加快采集速度。
6.反轉時間反轉時間(inversion time,TI)僅出現在具有180°反轉預脈沖的脈沖序列中,這類序列有反轉恢復序列、快速反轉恢復序列、反轉恢復EPI序列等。一般把180°反轉預脈沖中點到90°脈沖中點的時間間隔稱為TI。
7.激勵次數激勵次數(number of excitation,NEX)也稱信號平均次數(number of signal averaged,NSA)或信號采集次數(number of acquistions,NA),是指脈沖序列中每一個相位編碼步級的重復次數。NEX增加有利于減少偽影并增加圖像信噪比,但同時也增加了信號采集時間。一般的序列需要兩次以上的NEX,而快速MRI脈沖序列特別是屏氣序列的NEX往往是1,甚至小于1(部分K空間技術)。
8.采集時間采集時間(acquisition time,TA)也稱掃描時間,是指整個脈沖序列完成信號采集所需要的時間。在不同序列中TA的差別很大,一幅圖像的TA可以在數十毫秒(如單次激發(fā)EPI序列),也可以是數十分鐘(如SE T2WI序列)。
二維MRI的采集時間可以按下式計算:式中TA表示采集時間;TR為重復時間;n為NEX=1時TR需要重復的次數;NEX為激勵次數,NEX越大,TR需要重復的總次數越多。對于沒有回波鏈的序列如SE序列或GRE序列,n就是相位編碼的步級數,對于具有回波鏈的序列如FSE或EPI等序列,n等于相位編碼步級數除以ETL。
TA=TR×n×NEX(3-2-1)
三維MRI由于是容積采集,需要增加層面方向的相位編碼,容積內需要分為幾層則需要進行同樣步級的相位編碼,因此其采集時間可以按下式計算:
TA=TR×n×NEX×S(3-2-2)
式中S為容積范圍的分層數,其他同二維采集。S越大,TR需要重復的總次數越多。
從上述兩個TA的計算公式可以得知,實際上影響TA的因素主要是TR的長短和TR需要重復的總次數。
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