MRI脂肪抑制技術的那些事兒楊祺2021-10-20精品文檔MRI脂肪抑制技術的那些事兒楊祺精品文檔1脂肪的特性脂肪組織不僅質子密度較高，且T1值很短〔1.5T場強下約為200250ms〕，T2值較長，因此在T1WI上呈現很高信號，在T2WI呈現較高信號，在目前普遍采用的FSET2WI圖像上，其信號強度將進一步增高脂肪組織的這些特性在一方面可能為病變的檢出提供了很好的天然比照，如在上腹部核磁檢查中觀看腎上腺是增大變型，周圍由于有脂肪組織的襯托可以很好地顯示。精品文檔脂肪的特性脂肪組織不僅質子密度較高，且T1值很短〔1.5T場2精品文檔精品文檔3另一方面脂肪組織的這些特性也可能會降低MR圖像的質量，從而影響病變的檢出。精品文檔另一方面脂肪組織的這些特性也可能會降低MR圖像的質量，從而影4。具體表現在：〔1〕脂肪組織引起的運動偽影。MRI掃描過程中，如果被檢組織出現宏觀運動，那么圖像上將出現不同程度的運動偽影，而且組織的信號強度越高，運動偽影將越明顯。如腹部部檢查時，無論在T1WI還是在T2WI上，皮下脂肪均呈現高信號，由于病人不能憋住氣，皮下脂肪將出現嚴重的運動偽影，明顯降低圖像的質量?！?〕水脂肪界面上的化學位移偽影。〔3〕脂肪組織的存在降低了圖像的比照?！?〕脂肪組織的存在降低增強掃描的效果。在T1WI上脂肪組織呈現高信號，而注射比照劑后被增強的組織或病變也呈現高信號，兩者之間比照降低，脂肪組織將可能掩蓋病變。精品文檔。具體表現在：精品文檔5；出現化學位移偽影精品文檔；出現化學位移偽影精品文檔6脂肪組織引起的運動偽影。腹部未做成的精品文檔脂肪組織引起的運動偽影。腹部未做成的精品文檔7MRI中脂肪抑制的主要意義在于：

〔1〕減少運動偽影、化學位移偽影〔2〕抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織比照；〔3〕增加增強掃描的效果；〔4〕鑒別病灶內是否含有脂肪，因為在T1WI上除脂肪外，含蛋白的液體、出血均可表現為高信號，脂肪抑制技術可以判斷是否含脂，為鑒別診斷提供信息。。精品文檔MRI中脂肪抑制的主要意義在于：

〔1〕減少運動偽影、化學位8抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織比照精品文檔抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織比照精品文檔9鑒別病灶內是否含有脂肪垂體微腺瘤T1高信號需壓脂精品文檔鑒別病灶內是否含有脂肪垂體微腺瘤T1高信號需壓脂精品文檔10精品文檔精品文檔11提高增強掃描的效果精品文檔提高增強掃描的效果精品文檔12脂肪抑制成像技術指在MR成像中通過調整采集參數而選擇性的抑制脂肪信號，使其失去亮的信號特征變為暗信號，以區分同樣為亮信號的不同構造，在臨床診斷上具有重要的意義。精品文檔脂肪抑制成像技術指在MR成像中通過調整采集參數而選擇性的抑制13一、頻率選擇飽和法：最常用的脂肪抑制技術之一。由于化學位移，脂肪和水分子中質子的進動頻率存在差異，在成像序列的RF施加前，先連續施加數個預脈沖，如果預脈沖的頻率與脂肪中質子進動頻率一致，脂肪組織的將被連續激發而發生飽和現象，而水分子中的質子由于進動頻率不同不被激發。這時再施加RF，脂肪組織因為飽和不能再承受能量，因而不產生信號，從而到達脂肪抑制的目的精品文檔一、頻率選擇飽和法：最常用的脂肪抑制技術之一。精品文檔14精品文檔精品文檔15特點：〔1〕高選擇性。主要抑制脂肪組織信號，對其他組織的信號影響較小?！?〕可用于多種序列。〔3〕預脈沖將占據TR間期的一個時段，因此會延長掃描時間，并有可能影響圖像的比照度?！?〕對磁場的均勻度要求很高?！?〕進展大FOV掃描時，因梯度場存在，視野周邊區域脂肪抑制效果較差。〔6〕場強依賴性較大，在中高場強下使用可取得好的脂肪抑制效果。〔7〕運動區域脂肪抑制效果差。精品文檔特點：精品文檔16大FOV掃描時視野周邊區域脂肪抑制效果較差精品文檔大FOV掃描時視野周邊區域脂肪抑制效果較差精品文檔17精品文檔精品文檔18二、(ShortTIInversion-Recovery)STIR技術

1.根本原理

反轉恢復(IR)序列是在每個脈沖序列周期開場時，首先對成像層面施加180°反相射頻脈沖，使成像層面的宏觀磁化矢量翻轉至主磁場的反方向，當180°脈沖停頓，縱向弛豫過程立即開場，經過一定時間后再進展信號讀取，信號讀取局部可以是自旋回波〔IR-SE〕，也可以是梯度回波〔IR-GR〕，甚至可以是快速自旋回波〔IR-FSE〕。180°翻轉脈沖和信號讀取局部的第一個激發脈沖之間的間隔時間稱為反轉時間〔InversionTime，TI〕，TI是IR序列的重要參數，在脂肪抑制技術中所用的序列為短TI反轉恢復(STIR)序列。精品文檔二、(ShortTIInversion-Recover19180反轉預脈沖后與90脈沖后組織縱向弛豫的比較圖中縱坐標為縱向磁化矢量〔Mz〕的大小〔以％表示〕，橫坐標為時間〔以ms表示〕；細曲線為甲組織的縱向弛豫曲線，粗曲線為乙組織的縱向弛豫曲線，甲組織的縱向弛豫速度快于乙組織。圖a示90脈沖后兩種組織開場縱向弛豫，經過TR后兩種組織的縱向磁化矢量的差異即T1比照。圖b示180脈沖使縱向磁化矢量偏轉到反方向，180脈沖完畢后，兩種組織開場縱向弛豫，縱向磁化矢量從反向最大逐漸縮小到零，又從零逐漸增大到正向最大，同時由于縱向弛豫過程延長，甲組織和乙組織的T1比照加大，約為90脈沖激發后的2倍。TIMz100%時間（ms）TRT1對比Mz時間（ms）100%－100%T1對比精品文檔180反轉預脈沖后與90脈沖后組織縱向弛豫的比較圖中20

由于人體組織中脂肪的T1值最短，因此180脈沖后其縱向磁化矢量從反向最大到過零點所需的時間很短，因此如果選擇短TI那么可有效抑制脂肪組織的信號。抑制脂肪組織信號的TI等于脂肪組織T1值的69%。由于在不同的場強下，脂肪組織的T1值將發生改變，因此抑制脂肪組織的TI值也應作相應調整。在1.5T的掃描機中，脂肪組織的T1值約為200~250ms，那么TI=130~175ms時可有效抑制脂肪組織的信號。

精品文檔

由于人體組織中脂肪的T1值最短，因此180脈沖后其縱向磁21精品文檔精品文檔22STIR特點：(1)場強依賴性低。低場環境也能取得較好的脂肪抑制效果。(2)與頻率選擇飽和法相比，磁場的均勻度要求較低。(3)大FOV掃描能取得較好的脂肪抑制效果。(4)信號抑制的選擇性較低。如果某種組織的T1值接近于脂肪，其信號將被抑制。(5)在比照增強掃描中，由于順磁性造影劑可顯著縮短血供豐富組織的T1值，而脂肪因少血管，T1值幾乎不受影響，STIR序列反而使病變組織與脂肪組織的比照變差，甚至使病灶信號完全喪失，因此在增強掃描時不適宜用STIR序列(6)由于TR延長，掃描時間較長。精品文檔STIR特點：精品文檔23考慮左側頸5-胸1椎管內神經根節前根撕裂精品文檔考慮左側頸5-胸1椎管內神經根節前根撕裂精品文檔24精品文檔精品文檔25三、頻率選擇反轉脈沖脂肪抑制技術〔SPIR)一種新的脂肪抑制技術，實際是上述兩種脂肪抑制技術的組合，該技術既考慮了脂肪的進動頻率，又考慮了脂肪組織的短T1值特性。。在真正RF激發前，先對被檢區進展預脈沖激發，這種預脈沖的帶寬很窄，中心頻率為脂肪中質子的進動頻率，僅有脂肪組織被激發，且這一脈沖略大于90°，脂肪組織會出現一個較小的反方向縱向磁化矢量，預脈沖完畢后，脂肪組織發生縱向弛豫，其縱向磁化矢量將發生從反向到零，然后逐漸恢復到正向直至平衡狀態。預脈沖僅略大于90°，因此從反向到零需要的時間很短，選擇很短的TI〔10～20ms〕，僅需要一次預脈沖激發就能對三維掃描容積內的脂肪組織進展很好的抑制，因此采集時間也僅略有延長。該抑制技術一般用于三維快速GRE序列(體部三維屏氣擾相GRET1WI或CE-MRA〕精品文檔三、頻率選擇反轉脈沖脂肪抑制技術〔SPIR)一種新的脂肪抑制26特點：〔1〕僅少量增加掃描時間?！?〕一次預脈沖激發即完成三維容積內的脂肪抑制。〔3〕幾乎不增加人體射頻的能量吸收?！?〕對場強的強度和均勻度要求較高。精品文檔特點：精品文檔27四、選擇性水或脂肪激發技術〔WaterExcit〕選擇性激發技術可以選用水激發〔抑制脂肪信號而獲得水信號〕或脂肪激發〔抑制水信號而獲得脂肪信號〕。選擇性激發技術通常選用頻率和空間選擇的二項脈沖，這種脈沖實際上是偏轉角和偏轉方向不同的多個脈沖的組合。如一個90°的二脈脈沖可以由一個22.5°、一個45°和一個22.5°脈沖組合而成。精品文檔四、選擇性水或脂肪激發技術〔WaterExcit〕選擇28這是1-2-1組合脈沖，90°脈沖由一個22.5°、一個45°和一個22.5°脈沖組合而成。圖中白箭代表水質子的宏觀磁化矢量〔M〕，灰箭代表脂質子的M。第一個22.5°脈沖激發后水和脂肪的M處于同相位，過了一定時間后兩者將處于反相位，這時施加45°脈沖，這樣這兩種M又在同一平面且處于同相位，但他們與主磁場〔B。〕的交角不同，脂肪的M為22.5°，水的M位67.5°，再過了一段時間后，這兩種宏觀磁化矢量又處于反相位，這是給予第2個22.5°脈沖，這個脈沖把脂肪的M打回到B。方向，脂肪沒有信號，而把水的M打到XY平面，因此只有水的信號可以采集到。精品文檔這是1-2-1組合脈沖，90°脈沖由一個22.5°、一個429精品文檔精品文檔30頭血管MRA精品文檔頭血管MRA精品文檔31臂叢神經精品文檔臂叢神經精品文檔32腹部增強〔FLASHT1WI〕精品文檔腹部增強〔FLASHT1WI〕精品文檔33五、化學位移成像和Dixon技術化學位移成像技術也成同相位/反相位成像，是根據水和脂肪在外磁場的作用下，共振頻率不一樣，質子間的相位不一致，在不同的回波時間可獲得不同相位差的影像這一根本原理而開發的脂肪抑制序列。所謂相位是指在橫向平面磁化矢量的相位角。當脂肪質子和水質子處于同一體素中時，由于它們有不同的共振頻率，在初始激發后，這些質子間隨著時間變化相位亦發生變化，在鼓勵開場的瞬間，脂肪質子和水質子處在同一相位，即它們之間的相位差為零，而水質子比脂肪質子進動頻率快3.5ppm，相當于150Hz/T。經過數毫秒后，兩者之間的相位差變為180°，它們處于反相位；再經過數毫秒后，相對于脂肪質子，水質子完成360°的旋轉，它們又處于同相位，因此通過選擇適當的回波時間，可在水和脂肪質子宏觀磁化矢量相位一致或相位反向時采集回波信號分別得到這兩種成分信號相減的差值或相加的和，即反相位圖像或同相位圖像。精品文檔五、化學位移成像和Dixon技術化學位移成像技術也成同相位/34化學位移成像多用于2D擾相GRET1WI序列。得到同相位和反相位圖像的關鍵在于選擇適宜的TE。計算公式同相位TE=1000ms/〔150Hz/TX場強T〕反相位TE=同相位TE/2精品文檔化學位移成像多用于2D擾相GRET1WI序列。精品文檔35疑心左側腎上腺腺瘤精品文檔疑心左側腎上腺腺瘤精品文檔36Dixon法是由Dixon提出，其根本原理與Opposed-phase法相似，分別采集水和脂肪質子的InPhase和Opposed-phase兩種回波信號，兩種不同相位的信號通過運算，去除脂肪信號，產生一幅純水質子的影像，從而到達脂肪抑制的目的。將來自于脂肪和水的信號強度分別定義為F和WI同=W+FI反=W-F?這樣，W=(I同+I反)/2F=(I同-I反)/2Dixon法的缺點是受磁場非均勻性影響較大，計算方法復雜并容易出現錯誤，因此臨床應用很少。改進后的Three-pointDixon法抑制了上述缺點，可用于低場強開放式磁共振系統中，對關節軟骨損傷是非常有效的診斷手段。

精品文檔Dixon法是由Dixon提出，其根本原理與Opposed37thankyou精品文檔thankyou精品文檔38MRI脂肪抑制技術的那些事兒楊祺2021-10-20精品文檔MRI脂肪抑制技術的那些事兒楊祺精品文檔39脂肪的特性脂肪組織不僅質子密度較高，且T1值很短〔1.5T場強下約為200250ms〕，T2值較長，因此在T1WI上呈現很高信號，在T2WI呈現較高信號，在目前普遍采用的FSET2WI圖像上，其信號強度將進一步增高脂肪組織的這些特性在一方面可能為病變的檢出提供了很好的天然比照，如在上腹部核磁檢查中觀看腎上腺是增大變型，周圍由于有脂肪組織的襯托可以很好地顯示。精品文檔脂肪的特性脂肪組織不僅質子密度較高，且T1值很短〔1.5T場40精品文檔精品文檔41另一方面脂肪組織的這些特性也可能會降低MR圖像的質量，從而影響病變的檢出。精品文檔另一方面脂肪組織的這些特性也可能會降低MR圖像的質量，從而影42。具體表現在：〔1〕脂肪組織引起的運動偽影。MRI掃描過程中，如果被檢組織出現宏觀運動，那么圖像上將出現不同程度的運動偽影，而且組織的信號強度越高，運動偽影將越明顯。如腹部部檢查時，無論在T1WI還是在T2WI上，皮下脂肪均呈現高信號，由于病人不能憋住氣，皮下脂肪將出現嚴重的運動偽影，明顯降低圖像的質量。〔2〕水脂肪界面上的化學位移偽影?！?〕脂肪組織的存在降低了圖像的比照?！?〕脂肪組織的存在降低增強掃描的效果。在T1WI上脂肪組織呈現高信號，而注射比照劑后被增強的組織或病變也呈現高信號，兩者之間比照降低，脂肪組織將可能掩蓋病變。精品文檔。具體表現在：精品文檔43；出現化學位移偽影精品文檔；出現化學位移偽影精品文檔44脂肪組織引起的運動偽影。腹部未做成的精品文檔脂肪組織引起的運動偽影。腹部未做成的精品文檔45MRI中脂肪抑制的主要意義在于：

〔1〕減少運動偽影、化學位移偽影〔2〕抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織比照；〔3〕增加增強掃描的效果；〔4〕鑒別病灶內是否含有脂肪，因為在T1WI上除脂肪外，含蛋白的液體、出血均可表現為高信號，脂肪抑制技術可以判斷是否含脂，為鑒別診斷提供信息。。精品文檔MRI中脂肪抑制的主要意義在于：

〔1〕減少運動偽影、化學位46抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織比照精品文檔抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織比照精品文檔47鑒別病灶內是否含有脂肪垂體微腺瘤T1高信號需壓脂精品文檔鑒別病灶內是否含有脂肪垂體微腺瘤T1高信號需壓脂精品文檔48精品文檔精品文檔49提高增強掃描的效果精品文檔提高增強掃描的效果精品文檔50脂肪抑制成像技術指在MR成像中通過調整采集參數而選擇性的抑制脂肪信號，使其失去亮的信號特征變為暗信號，以區分同樣為亮信號的不同構造，在臨床診斷上具有重要的意義。精品文檔脂肪抑制成像技術指在MR成像中通過調整采集參數而選擇性的抑制51一、頻率選擇飽和法：最常用的脂肪抑制技術之一。由于化學位移，脂肪和水分子中質子的進動頻率存在差異，在成像序列的RF施加前，先連續施加數個預脈沖，如果預脈沖的頻率與脂肪中質子進動頻率一致，脂肪組織的將被連續激發而發生飽和現象，而水分子中的質子由于進動頻率不同不被激發。這時再施加RF，脂肪組織因為飽和不能再承受能量，因而不產生信號，從而到達脂肪抑制的目的精品文檔一、頻率選擇飽和法：最常用的脂肪抑制技術之一。精品文檔52精品文檔精品文檔53特點：〔1〕高選擇性。主要抑制脂肪組織信號，對其他組織的信號影響較小?！?〕可用于多種序列。〔3〕預脈沖將占據TR間期的一個時段，因此會延長掃描時間，并有可能影響圖像的比照度?！?〕對磁場的均勻度要求很高。〔5〕進展大FOV掃描時，因梯度場存在，視野周邊區域脂肪抑制效果較差?！?〕場強依賴性較大，在中高場強下使用可取得好的脂肪抑制效果?！?〕運動區域脂肪抑制效果差。精品文檔特點：精品文檔54大FOV掃描時視野周邊區域脂肪抑制效果較差精品文檔大FOV掃描時視野周邊區域脂肪抑制效果較差精品文檔55精品文檔精品文檔56二、(ShortTIInversion-Recovery)STIR技術

1.根本原理

反轉恢復(IR)序列是在每個脈沖序列周期開場時，首先對成像層面施加180°反相射頻脈沖，使成像層面的宏觀磁化矢量翻轉至主磁場的反方向，當180°脈沖停頓，縱向弛豫過程立即開場，經過一定時間后再進展信號讀取，信號讀取局部可以是自旋回波〔IR-SE〕，也可以是梯度回波〔IR-GR〕，甚至可以是快速自旋回波〔IR-FSE〕。180°翻轉脈沖和信號讀取局部的第一個激發脈沖之間的間隔時間稱為反轉時間〔InversionTime，TI〕，TI是IR序列的重要參數，在脂肪抑制技術中所用的序列為短TI反轉恢復(STIR)序列。精品文檔二、(ShortTIInversion-Recover57180反轉預脈沖后與90脈沖后組織縱向弛豫的比較圖中縱坐標為縱向磁化矢量〔Mz〕的大小〔以％表示〕，橫坐標為時間〔以ms表示〕；細曲線為甲組織的縱向弛豫曲線，粗曲線為乙組織的縱向弛豫曲線，甲組織的縱向弛豫速度快于乙組織。圖a示90脈沖后兩種組織開場縱向弛豫，經過TR后兩種組織的縱向磁化矢量的差異即T1比照。圖b示180脈沖使縱向磁化矢量偏轉到反方向，180脈沖完畢后，兩種組織開場縱向弛豫，縱向磁化矢量從反向最大逐漸縮小到零，又從零逐漸增大到正向最大，同時由于縱向弛豫過程延長，甲組織和乙組織的T1比照加大，約為90脈沖激發后的2倍。TIMz100%時間（ms）TRT1對比Mz時間（ms）100%－100%T1對比精品文檔180反轉預脈沖后與90脈沖后組織縱向弛豫的比較圖中58

由于人體組織中脂肪的T1值最短，因此180脈沖后其縱向磁化矢量從反向最大到過零點所需的時間很短，因此如果選擇短TI那么可有效抑制脂肪組織的信號。抑制脂肪組織信號的TI等于脂肪組織T1值的69%。由于在不同的場強下，脂肪組織的T1值將發生改變，因此抑制脂肪組織的TI值也應作相應調整。在1.5T的掃描機中，脂肪組織的T1值約為200~250ms，那么TI=130~175ms時可有效抑制脂肪組織的信號。

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由于人體組織中脂肪的T1值最短，因此180脈沖后其縱向磁59精品文檔精品文檔60STIR特點：(1)場強依賴性低。低場環境也能取得較好的脂肪抑制效果。(2)與頻率選擇飽和法相比，磁場的均勻度要求較低。(3)大FOV掃描能取得較好的脂肪抑制效果。(4)信號抑制的選擇性較低。如果某種組織的T1值接近于脂肪，其信號將被抑制。(5)在比照增強掃描中，由于順磁性造影劑可顯著縮短血供豐富組織的T1值，而脂肪因少血管，T1值幾乎不受影響，STIR序列反而使病變組織與脂肪組織的比照變差，甚至使病灶信號完全喪失，因此在增強掃描時不適宜用STIR序列(6)由于TR延長，掃描時間較長。精品文檔STIR特點：精品文檔61考慮左側頸5-胸1椎管內神經根節前根撕裂精品文檔考慮左側頸5-胸1椎管內神經根節前根撕裂精品文檔62精品文檔精品文檔63三、頻率選擇反轉脈沖脂肪抑制技術〔SPIR)一種新的脂肪抑制技術，實際是上述兩種脂肪抑制技術的組合，該技術既考慮了脂肪的進動頻率，又考慮了脂肪組織的短T1值特性。。在真正RF激發前，先對被檢區進展預脈沖激發，這種預脈沖的帶寬很窄，中心頻率為脂肪中質子的進動頻率，僅有脂肪組織被激發，且這一脈沖略大于90°，脂肪組織會出現一個較小的反方向縱向磁化矢量，預脈沖完畢后，脂肪組織發生縱向弛豫，其縱向磁化矢量將發生從反向到零，然后逐漸恢復到正向直至平衡狀態。預脈沖僅略大于90°，因此從反向到零需要的時間很短，選擇很短的TI〔10～20ms〕，僅需要一次預脈沖激發就能對三維掃描容積內的脂肪組織進展很好的抑制，因此采集時間也僅略有延長。該抑制技術一般用于三維快速GRE序列(體部三維屏氣擾相GRET1WI或CE-MRA〕精品文檔三、頻率選擇反轉脈沖脂肪抑制技術〔SPIR)一種新的脂肪抑制64特點：〔1〕僅少量增加掃描時間?！?〕一次預脈沖激發即完成三維容積內的脂肪抑制?！?〕幾乎不增加人體射頻的能量吸收。〔4〕對場強的強度和均勻度要求較高。精品文檔特點：精品文檔65四、選擇性水或脂肪激發技術〔WaterExcit〕選擇性激發技術可以選用水激發〔抑制脂肪信號而獲得水信號〕或脂肪激發〔抑制水信號而獲得脂肪信號〕。選擇性激發技術通常選用頻率和空間選擇的二項脈沖，這種脈沖實際上是偏轉角和偏轉方向不同的多個脈沖的組合。如一個90°的二脈脈沖可以由一個22.5°、一個45°和一個22.5°脈沖組合而成。精品文檔四、選擇性水或脂肪激發技術〔WaterExcit〕選擇66這是1-2-1組合脈沖，90°脈沖由一個22.5°、一個45°和一個22.5°脈沖組合而成。圖中白箭代表水質子的宏觀磁化矢量〔M〕，灰箭代表脂質子的M。第一個22.5°脈沖激發后水和脂肪的M處于同相位，過了一定時間后兩者將處于反相位，這時施加45°脈沖，這樣這兩種M又在同一平面且處于同相位，但他們與主磁場〔B?！车慕唤遣煌?，脂肪的M為22.5°，水的M位67.5°，再過了一段時間后，這兩種宏觀磁化矢量又處于反相位，這是給予第2個22.5°脈沖，這個脈沖把脂肪的M打回到B。方向，脂肪沒有信號，而把水的M打到XY平面，因此只有水的信號可以采集到。精品文檔這是1-2-1組合脈沖，90°脈沖由一個22.5°、一個467精品文檔精品文檔68頭血管MRA精品文檔頭血管MRA精品文檔69臂叢神經精品文檔臂叢神經精品文檔70腹部增