快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列
快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fast inversion recovery,F(xiàn)IR)序列也稱TIR(turbo inversion recovery)序列或反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波(IR-FSE或IR-TSE)序列,在本章中我們統(tǒng)一稱為FIR序列。
圖3-6-4 IR T1WI序列與SE T1WI序列的比較
A.為右側(cè)額葉少枝突膠質(zhì)瘤的患者,利用SE獲得的冠狀面T1WI,請注意盡管腦白質(zhì)的信號略高于灰質(zhì),但兩者的對比度不高;B.正常志愿者利用IR序列獲得的顱腦冠狀面T1WI,灰白質(zhì)對比度明顯高于SE T1WI
了解反轉(zhuǎn)脈沖的原理和IR序列后,F(xiàn)IR序列的理解就非常簡單了,IR序列是由一個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后隨一個SE序列構(gòu)成的,F(xiàn)IR序列則是一個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后隨一個FSE序列構(gòu)成的(圖3-6-5)。由于FIR序列中有回波鏈的存在,與IR相比,成像速度大大加快了,相當(dāng)于FSE與SE序列的成像速度差別。FIR序列具有以下特點:①與IR序列相比,F(xiàn)IR序列成像速度明顯加快,在其他成像參數(shù)不變的情況下,TA縮短的倍數(shù)等于ETL;②由于回波鏈的存在,F(xiàn)IR T1WI序列的T1對比因受T2的污染而降低,不如IR序列;③由于回波鏈的存在,可出現(xiàn)與FSE序列相同模糊效應(yīng);④與FSE T1WI序列相比,由于施加了180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖,F(xiàn)IR T1WI序列的T1對比有了提高;⑤選擇不同的TI可選擇性抑制不同T1值組織的信號,在保證TR足夠長的情況下,抑制某種組織信號的TI值等于該組織T1值的69%(一般用70%計算)。
鑒于上述特點,F(xiàn)IR序列在臨床上主要用于:
1.STIR FIR序列 短反轉(zhuǎn)時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)(short TI inversion recovery,STIR)FIR序列主要用于T2WI的脂肪抑制,因為脂肪組織的縱向弛豫速度很快,即T1值很短,在1.5T的掃描機中,脂肪組織的T1值為200~250ms,在TR足夠長的前提下,180°反轉(zhuǎn)脈沖后,脂肪組織的宏觀縱向磁化矢量從反向最大到零所需要的時間為其T1值的70%,即140~175ms,這時如果施加90°脈沖(即TI=140~175ms),由于沒有宏觀縱向磁化矢量,就沒有宏觀橫向磁化矢量的產(chǎn)生,脂肪組織的信號被抑制(圖3-6-6),采用很短的TI是該序列名稱的來由。在1.5T的掃描機中,STIR FIR序列一般TI選擇在150ms左右,TR一般大于2 000ms,ETL和有效TE根據(jù)不同的需要進行調(diào)整。利用STIR技術(shù)進行脂肪抑制比較適用于低場強MRI儀(詳見第5章第一節(jié))。實際上STIR技術(shù)不但可以用于FIR序列,也可與梯度回波、EPI等很多序列結(jié)合起來,用于脂肪抑制。
圖3-6-5 FIR序列結(jié)構(gòu)
FIR序列先施加一個180°反轉(zhuǎn)脈沖,在適當(dāng)時刻(TI)再施加一個90°脈沖,90°脈沖后利用多個180°聚焦脈沖(圖中為5個)采集多個自旋回波,因此存在回波鏈(圖中ETL=5)??梢园鸦夭ㄦ溨械娜魏我粋€回波填充在K空間中央,我們把90°脈沖中點與填充K空間那個回波中點的時間間隔定義為有效TE。兩個相鄰的180°反轉(zhuǎn)脈沖中點的時間間隔定義為TR
圖3-6-6 STIR序列的應(yīng)用
這是腰椎的矢狀面FSE T2WI,A.采用頻率選擇脂肪飽和法進行脂肪抑制,圖像右下角一片區(qū)域由于偏離磁體中心,脂肪抑制效果不佳;B.采用了STIR技術(shù)進行脂肪抑制,整個視野脂肪組織信號被均勻地抑制
2.FLAIR序列 在腦部或脊髓T2WI上,當(dāng)病變相對較小且靠近腦脊液時(如大腦皮質(zhì)病變、腦室旁病變),呈現(xiàn)略高信號或高信號的病灶常常被更高信號的腦脊液掩蓋而不能清楚顯示,如果在T2WI上能把腦脊液的信號抑制下來,病灶就能得到充分暴露。液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fliud attenuated inversion recovery,F(xiàn)LAIR)即黑水序列可以有效地抑制腦脊液的信號。FLAIR序列實際上就是長TI的FIR序列,因為腦脊液的T1值很長,在1.5T掃描機中為3 000~4 000 ms,選擇TI=(3 000~4 000ms)×70%=2 100~2 800ms,這時腦脊液的宏觀縱向磁化矢量剛好接近于零,即可有效抑制腦脊液的信號(圖3-6-7)。在臨床實際應(yīng)用中,1.5 T掃描機一般TI選為2 100~2 500ms,TR需要大于TI的3~4倍以上,ETL及有效TE與FSE T2WI相仿。在有些廠家的設(shè)備上該序列被稱為T2-FLAIR,以與后面將要介紹的FIR T1WI(T1-FLAIR)區(qū)別。
圖3-6-7 FLAIR序列的應(yīng)用
這是一個大腦膠質(zhì)瘤病的患者,腦內(nèi)有多個病灶,這里僅出示左側(cè)顳葉后部皮質(zhì)及皮質(zhì)下區(qū)的病灶(白箭)。A.為FLAIR序列,可見局部皮質(zhì)及皮質(zhì)下區(qū)的略高信號;B.為FSE T2WI,可見病變被更高信號的腦脊液掩蓋,不能顯示;C.為增強T1WI,示病變輕度強化。手術(shù)病理證實為大腦膠質(zhì)瘤病
3.FIR T1WI FIR T1WI實際上就是在短ETL的FSE T1WI序列的每個90°脈沖前施加一個180°反轉(zhuǎn)脈沖,以增強圖像的T1對比,F(xiàn)IR T1WI在GE和飛利浦公司被稱為T1FLAIR,在臨床的應(yīng)用近年來逐漸增多。根據(jù)所選的成像參數(shù)不同F(xiàn)IR T1WI序列的TA一般與SE序列相近或略短于SE T1WI序列。該序列在臨床上主要用于腦實質(zhì)的T1WI,灰白質(zhì)的T1對比優(yōu)于SE T1WI序列或FSE T1WI序列,但不及IR T1WI序列(圖3-6-8)。以1.5T的掃描機為例,一般TR=2 000~2 500ms,TI=750 ms,ETL=4~8,把回波鏈中的第一個回波填充在K空間中央(即選擇最短的有效TE)。由于組織的T1值隨主磁場場強不同而變化,因此不同場強的掃描機應(yīng)該對成像參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整,在3.0T的掃描機上TI一般選擇700~900ms,在1.0~1.5T的掃描機上TI一般選擇在650~750ms,在0.5T以下的掃描機上TI一般選擇在350~500ms。
圖3-6-8 FIR T1WI與SE T1WI及IR T1WI的比較
A.為一個健康志愿者的IR T1WI;B.為另一健康志愿者的FIR T1WI,C.為SE T1WI(與B同一志愿者),請注意B的灰白質(zhì)對比低于A但略高于C
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