fMRI相关术语

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一.什么是TR?
磁共振成像时对同一层面组织将重复地进行RF激发,每次激发后,随之出现弛豫过程。一般情况下,在成像过程中处在相同层面(Z轴位置相同)但处在不同Y轴位置的体素所接受的RF激发的频率是一样的,只是时间有先后,相位有差异。因此,要进行第二次激发时,必须等待第一次激发后的回波采集完成,这种相邻时间内重复使用脉冲序列的间隔时间就称为脉冲重复时间(time of repetition,TR).
通乳器TR时间影响被RF激发后质子的弛豫恢复情况,TR长,恢复好。故TR延长,信噪比提高,可允许扫描的层数增多,T2影响(加权)增加,T1影响(加权)减少,但检查时间延长。TR时间缩短,检查时间缩短,T1影响(加权)增加,信噪比降低,可允许扫描的层数减少,T2影响(加权)减少。
二、什么是TE?
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磁共振成像就是要对每次RF激发后的回波进行采集,通过对采集到的回波进行时间、频率、相位、强度等数据的分析和计算而获得磁共振图像,每次RF激发到回波采集间隔时间就叫回波时间(time of echo,TE)。在MRI成像时,回波时间与信号强度成反比,TE延长,信噪比降低,但T2权重增加。TE缩短,信噪比增加,T1权重增加,T2对比减少。
三、什么是NEX?
为了改善图像的质量,需要多次重复激发同一组织,以便取得多次激发获得的信号的数学平均值,提高信噪比,NEX是number of excitations 的缩写,意为脉冲重复激发次数,也有称其为NSA或AC。NEX的增加,虽然提高图像质量,但是检查时间将成倍增加,故MRI 一个序列的成像时间与NEX数有直接关系,但也不是NEX越大越好,NEX增加1倍,信噪比只增加40%,但是时间延长了1倍,时间的延长也易致运动伪影。
四、什么是matrix?
Matrix就是矩阵。一般矩阵大小可为128×128、128×256、160×256、192×256、256×256、256×512等多种选择。矩阵大小的增加或减少实际上就是一幅图像中的各个像素大小的改变,数字矩阵的大小选择关系到MRI图像的空间分辨率。矩阵大,分辨率高,可显示细致的组织形态,检查时间必然增加。但另一方面,矩阵增大,体素必然变小,每个体素内可获得的信号也较少,因此,图像整体信噪比就会下降。
五、什么是flip angle?
flip angle就是翻转角,有时简写为FA。梯度回波成像时,某一体素中质子总磁矩受到射频脉冲激发后
发生旋进角度加大的角度增加值,一般用50、300或600等角度形式表示。梯度回波的总磁矩翻转角和自旋回波的900脉冲的作用有许多相似之处,当梯度回波采用900的翻转角时,所获得的图像就与自旋回波T1加权图像相仿了。
六、什么是FOV?
FOV是field of view的英文缩写,就是视野。MRI成像中的视野大小选择与受检部位身体大小有关,头部成像时一般选择25cm左右即可,但上腹部成像时则一般需35cm才能覆盖整个腹部断面,所以,FOV的选择要看被检查部位的身体大小来定。FOV增加,图像覆盖范围增大,信噪比增加,卷褶伪影不易出现,但空间分辨率下降。电腐蚀打标机
七、什么是THK?
THK是thickness的缩写,是层厚。磁共振图像上边缘处可供注释成像条件的空间很小,所以,常采用缩写来表达。层厚也是空间分辨率的一个因素,影响图像质量。层厚增加,信噪比提高,但空间分辨率降低,部分容积效应作用更显著。
八、什么是Gap?
Gap是相邻两个层面间的间隔,每个层面是有厚度的,如果层厚10mm的成像,相邻层面体素中心相
距也为10mm时,这两个层面间没有间隔存在,所有身体中质子都参与了成像。但实际MRI成像时常把相邻层面体素中心之间距离调整为11mm,形成1.0mm的间隔,就是GaP为10%,这样有利于相邻层面体素共振频率的有效分辨。但是,这10%的GaP是没有受到成像RF的激发的,可以说是被成像遗漏的部分,有时很重要。目前,一般MRI都能在需要时进行无GaP的成像。
九、什么是acquisition time?
acquisition time是指某一个序列的成像总时间。MRI阅片时要注意这个时间,尽管目前许多快速成像时间已很短,但是,无论什么成像序列,成像时间永远是MRI图像质量的重要影响因素。相同序列,成像时间的缩短常使图像质量下降。在比较不同机器的MRI图像差别时,不但要看成像序列是否一样,也要看成像时间是否相同。
十、什么是自旋回波(SE)序列?
自旋回波序列是磁共振成像最常用的脉冲组合,简称SE序列。SE序列采用900和1800的组合脉冲形式对人体组织进行激发。在第一个900脉冲后,在B0作用下形成的Z轴上的M0被翻转到XY平面上,RF终止后,Z轴上的磁矩阵逐渐恢复,XY平面上的磁矩阵逐渐消
失的。XY平面上的磁矩衰减或消失就是自由诱导衰减(FID),是T2*衰减,受到组织T2值和磁场不均匀
等因素的综合影响,速度很快,信号难以采集和成像。SE序列中,在900脉冲后的1800脉冲可使XY平面上的磁矩翻转1800,产生重聚焦的作用,消除因;在磁场不均匀导致的T2*衰减,而且重聚焦时达到的XY平面磁矩峰值就较大,可被磁共振线圈测得,此时测得的信号强度值就是MRI图像中的亮度值。1800脉冲通常在TE时间的一半发出,1800脉冲后横向上的磁矩又将重新汇聚增大,测量1800脉冲后再聚焦XY平面上的磁矩值是SE 序列形成MRI图像亮暗灰度差别的最基本原理,使用1800脉冲对横向磁矩重聚焦是其特点。十一、什么是快速自旋回波(FSE)序列?
快速自旋回波简称FSE(fast spin scho)或turbo SE。在普通SE序列中,两个900脉冲之间时间为TR,第一个900脉冲后,要等待TE时间才收集信号。如果一个SE序列的TR为250mm、TE为120mm的话,对某一层面体素收集信号后尚留2380ms时间,仅作为纵向磁矩的复原时间而已。虽然有多层面成像技术可利用此时间做下一个层面的激发和信号采集工作,但对第一层面来说,留下了许多的时间可以被利用。FSE序列中,在第一个900脉冲激发后,经第一个TE时间收集信号完成后,继续给予具有不同相位的1800脉冲,可达8或16个连续脉冲,出现8或16个连续回波,称为回波链(ETL)。回波链可一次获得8或16种相位K空间的回波信号值,使一次TR时间完成8或16个相位编码上的激发和信号采集。等于将相位编码减少8或16倍。虽然一次激发后采集8或16个相位K空间,时间是缩短了,但一次激发中后面数次回波的时间距900脉冲较远些,信号必然要低,与前面数次回波的T2加权权重是不一样的。因此,必然在MRI图像上导致与常规SE序列T2加权不同。好在计算机软件和MRI硬件的性能改
善,特别是1800脉冲能改进和梯度动量缓冲技术的应用,使FSE 的T2加权图像已经能完全满足临床诊断需要,目前FSE已基本取代SE T2加权成像。
十二、什么是梯度回波(GRE)序列?
梯度(重聚)回波(gradient recalled echo,GRE)序列也称为场回波序列(field echo,FE),也是非常基本的成像序列。MRI中,XY平面上的横向磁矩才能被MRI机测量到具体数值或强度。900脉冲对纵向磁矩激发后,横向磁矩按T2*快速衰减,SE序列采用再给予一个1800脉冲的方法使T2*快速衰减的横向磁矩重新出现,以供测量。但在GRE序列时就不用1800脉冲来重聚焦,而是用一个紧接的反方向梯度来重新使快速衰减的横向磁矩再现,同样也可获得一个回波信号,进行成像。这种序列就是梯度回波序列。由于梯度回波序列使用反向梯度来获得回波,这个回波的强度是按T2*衰减的,与使用1800脉冲的SE序列是不同的。所以,GRE序列要求磁场有更高的稳定性,梯度的切换要非常快。
GRE时,第一脉冲不必用900脉冲,常用小角度翻转角,如100、200脉冲等,另外,TR和TE都可以很短,在很短的TR时间内反复对组织的小角度激发。一般3次激发后,纵向上的磁矩复原值就趋向一个定值,所以,小角度翻转角成像时,组织T1值对图像没有影响,获得的图像是T2*加权像。如果使用较大的翻转角,这时激发后纵向磁矩复原与组织的T1值的关系就大了,所以,将形成T1加权图像。
十三、什么稳态梯度回波(GRASS或FISP)序列?
在GRE小翻转角成像时,纵向磁矩在数次脉冲后出现稳定值,导致组织T1值对图像的影响很小。如果TE也很短,远短于T2*值,那么,此时横向磁矩也会在数个脉冲后趋向一个稳定值,此时组织T2*值对图像的影响也很小了,而真正对图像产生影响的是组织的质子密度,这种特殊稳定状态下的梯度回波成像就被称为稳定梯度回波序列。GRASS获得的图像为质子密度加权图像,血液呈很高信号,由于TR较短,TE也很短,速度很快,很适合心脏电影动态磁共振成像或MRA等。
十四、什么是扰相梯度回波(SPGR或FLASH)序列?
在上述的GRASS序列中,小角度翻转角,短TE,导致纵向和横向的磁矩在数次脉冲激发后均达到一个稳定值,T1、T2值的影响都减少最小。这时,如果在每次脉冲后都加一个去相位脉冲,专门为了使横向磁矩失去相位的一致性,使T2对图像的影响基本消除,同时使用一个中等或较大的翻转角脉冲使T1值对图像影响增加,形成T1加权图像,就种序列就是扰相梯度回波序列。由于这种梯度回波序列的TR和TE都非常短,速度非常快,可反映组织T1值的不同,所以,SPGR在MRI增强检查、增强MRA等需要快速获得T1加权成像时很有实用价值。
十五、什么turbo-FLASH序列?
turbo-FLASH序列是在FLASH序列的基础上发展和改进而产生的。上述FLASH序列中,TR和TE值都很小,为提高梯度回波信号又要选用小角度的翻转角,这时形成的图像是质子密度加权像。为了实现
T1或T2加权,除了以上FLASH序列外,还可在短TR、短TE的快速GRE序列前加一个脉冲,可称为快速梯度序列的磁矩预准备成像。在这个预准备脉冲之后,通过控制后续的梯度脉冲出现的间隔时间(T1),既可选择性抑制某一种组织信号,从而实现心脏快速时的亮血或黑血成像技术,又可选择性形成T1或T2加权成像。turbo-FLASH结合K空间分段采集技术是心脏快速MRI和冠状动脉成像的主要方法。
十六、什么是反转恢复(IR)序列?
反转恢复序列(inversion recovery,IR)也是反转恢复自旋回波序列。IR使用的脉冲组合与
SE、GRE均不同,它选用一个1800脉冲激发M0。使M0 成为一M0,RF停止后M0将逐渐恢复,组织间T1差别可以使用900脉冲更好地显现出来,因此,IR序列主要是反映组织间
T1值不同的。在第一个1800脉冲之后,IR序列还使用一个900脉冲序列来对纵向磁矩进行900翻转,1800脉冲与此900脉冲之间的时间间隔称为T1。900脉冲后就和SE序列一样在TE时间的一半值再使用一个1800脉冲实现横向磁矩再聚焦和信号读出,所以,IR脉冲相当于在SE脉冲序列前使用一个1800脉冲来先行翻转激发。
IR成像时,第一个1800脉冲后,经过T1时间的弛豫,有些T1值较长的组织,纵向磁矩尚处于负值,
有些组织T1时间较短,纵向磁矩可能已恢复至正的某一值,但无论纵向磁矩恢复到正值和负值,900脉冲后XY平面上的磁矩值是其绝对值,因为,只有此绝对值才与采集到的信号强度和频率有关,也就是说这两种组织信号强度值是一样的,所以,T1对图像信号的形成非常重要。T1如果较长,大部分组织的纵向磁矩已恢复至正值,这时T1值对图像信号对比起决定性作用,形成T1加权像,但IR形成的T1加权像因T1的参与,费时长,信噪比低,一般不常用,如果T1较短,可能不同组织恢复到正值和负值的绝对值相仿,900脉冲后的信号强度值就相差不大,也就是说组织T1对图像的影响很小,形成的图像就是T2加权像。由于存在部分组织在T1时间里正好恢复至0值附近的情况,这部分组织的信号就会很弱,所以,IR图像的信噪比一般较低。
十七、什么是FLAIR(水抑制)序列?活化钢
FLAIR (fluid attenuation IR)序列是IR序列与FSE结合序列。在FSE序列前,先给予一个1800脉冲对纵向磁矩进行翻转,选择较长的T1时间,可使游离水的纵向磁矩处于零水平时启动后续的FSE序列,达到选择性抑制水信号的作用。这时,脑脊液呈低信号,但脑组织中水肿的组织或肿瘤组织仍像T2加权一样呈高信号,由于脑脊液是T2加权图像上的主要高信号来源,脑脊液信号的降低将突出脑组织中病变组织的高信号,所以,目前FLAIR序列在临床上应用较多。
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十八、什么是平面回波(EPI)序列?
电子台历平面回波成像(echo planar imaging)实际上是FSE基础上发展起来的一种超快速成像方法。SE序列是利用一次900和1800的RF激发后回波,进行不同相位重复的1800再激发来一次完成8-16排K空间信号采集,这里的回波链采集时每个回波间隔时间仍达100ms左右,每个回波都遵循T2*的自由诱导衰减(FID)规律进行。这是可以再利用的。现代MRI技术的发展已允许各种成像序列的交叉结合,而梯度磁场性能的发展已可达0.25ms时间内快速上升到20-30mT/m的高度,可以在6.0ms时间内完成梯度施放、切换和回波采集的全过程,取得一

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