SE序列是MR成像的经典序列,也是常规序列。利用SE序列可以进行T1加权成像 T2加权成像及质子密度加权成像。SE序列中,组织的纵向弛豫特性(即T1值)在图像中 所充当的角色,也就是说图像的T1成分主要由重复的时间(TR)决定;组织的横向弛豫特 性(及T2值)在图像中所充当的角色,也就是说图像的T2成分主要由回波时间(TE)决 定。如果选用的TR很长,在下一个90°脉冲激发前各种组织的纵向弛豫已经完成,则图像 的对比几乎不受组织纵向弛豫的影响,即选用很长的TR可以基本剔除组织的T1值对图像 对比的影响(图2la)。如果选用的TE很短,每一次90°脉冲产生的宏观横向磁化矢量还没 来得及发生横向弛豫就已经采集信号,则图像的对比几乎不受组织横向弛豫的影响,即选用 很短的TE可以基本剔除组织的T2值对图像对比的影响(图21b)。 通过对SE序列的TR和TE调整,我们可以决定在MR图像中所含有的T1和T2成分 获得不同的加权图像。下面让我们看看怎样利用TR和TE的调整来完成SE序列的加权成 像 (一)T1加权成像 在SE序列中如果我们选用一个很短的TE基本剔除了组织T2值对图像对比的影响(图 22b),而选择一个合适短的TR,这样在每一次90°脉冲激发前不同的组织由于纵向弛豫的 快慢不同,已经恢复的宏观纵向磁化矢量就不同(图22a),90°脉冲后产生的宏观横向磁化 矢量就不同,这时马上利用180°脉冲产生回波(选用很短TE),采集的MR信号主要反映 组织纵向弛豫的差别(即T1值不同),所以是TwI。 MXY 100% 100% T对比 50% 37% 时间(ms) 时间(ms) 图22SE序列TIW示意图细曲线为甲组织的弛豫曲线,粗曲线为乙组织的弛豫曲线,假设甲乙 两种组织的质子密度相同。选用一个合适短的TR,这样在每一个(除第一个)90°脉冲施加前(图a向下 空箭),由于纵向弛豫快(T!值短)甲组织已经恢复的宏观纵向磁化矢量大于乙组织,两者之间的宏观纵 向磁化矢量差别即为T1对比(两条横虚线之间的距离)。90°脉冲将使这种宏观纵向磁化矢量的差别偏转, 成为宏观横向磁化矢量的差别,这时立刻用180°复相脉冲产生自旋回波来记录这种宏观横向磁化矢量的差 别,而实际上这种宏观横向磁化矢量的差别是由于纵向弛豫不同造成的,因此所得到的图像为TWI。选用 很短的TE(图b向下空箭)是为了尽量减少组织橫向弛豫对图像对比的污染。 SE序列TWI应该选用最短的TE,一般为8~20ms。根据所需要的Tl权重选用不同 的TR,TR一般为200~600ms。在一定的范围内TR越短T1权重越重。 (二)T2加权成像
SE 序列是 MR 成像的经典序列，也是常规序列。利用 SE 序列可以进行 T1 加权成像、 T2 加权成像及质子密度加权成像。SE 序列中，组织的纵向弛豫特性（即 T1 值）在图像中 所充当的角色，也就是说图像的 T1 成分主要由重复的时间（TR）决定；组织的横向弛豫特 性（及 T2 值）在图像中所充当的角色，也就是说图像的 T2 成分主要由回波时间（TE）决 定。如果选用的 TR 很长，在下一个 90°脉冲激发前各种组织的纵向弛豫已经完成，则图像 的对比几乎不受组织纵向弛豫的影响，即选用很长的 TR 可以基本剔除组织的 T1 值对图像 对比的影响（图 21a）。如果选用的 TE 很短，每一次 90°脉冲产生的宏观横向磁化矢量还没 来得及发生横向弛豫就已经采集信号，则图像的对比几乎不受组织横向弛豫的影响，即选用 很短的 TE 可以基本剔除组织的 T2 值对图像对比的影响（图 21b）。 通过对 SE 序列的 TR 和 TE 调整，我们可以决定在 MR 图像中所含有的 T1 和 T2 成分， 获得不同的加权图像。下面让我们看看怎样利用 TR 和 TE 的调整来完成 SE 序列的加权成 像。 （一）T1 加权成像 在 SE 序列中如果我们选用一个很短的 TE 基本剔除了组织 T2 值对图像对比的影响（图 22b），而选择一个合适短的 TR，这样在每一次 90°脉冲激发前不同的组织由于纵向弛豫的 快慢不同，已经恢复的宏观纵向磁化矢量就不同（图 22a），90°脉冲后产生的宏观横向磁化 矢量就不同，这时马上利用 180°脉冲产生回波（选用很短 TE），采集的 MR 信号主要反映 组织纵向弛豫的差别（即 T1 值不同），所以是 T1WI。 时间（ms） 100% 50% 37% 20% Mz Mxy 100% 50% 25% 时间（ms） 63% T1对比 a b 图 22 SE 序列 T1WI 示意图 细曲线为甲组织的弛豫曲线，粗曲线为乙组织的弛豫曲线，假设甲乙 两种组织的质子密度相同。选用一个合适短的 TR，这样在每一个（除第一个）90°脉冲施加前（图 a 向下 空箭），由于纵向弛豫快（T1 值短）甲组织已经恢复的宏观纵向磁化矢量大于乙组织，两者之间的宏观纵 向磁化矢量差别即为 T1 对比（两条横虚线之间的距离）。90°脉冲将使这种宏观纵向磁化矢量的差别偏转， 成为宏观横向磁化矢量的差别，这时立刻用 180°复相脉冲产生自旋回波来记录这种宏观横向磁化矢量的差 别，而实际上这种宏观横向磁化矢量的差别是由于纵向弛豫不同造成的，因此所得到的图像为 T1WI。选用 很短的 TE（图 b 向下空箭）是为了尽量减少组织横向弛豫对图像对比的污染。 SE 序列 T1WI 应该选用最短的 TE，一般为 8～20 ms。根据所需要的 T1 权重选用不同 的 TR，TR 一般为 200～600 ms。在一定的范围内 TR 越短 T1 权重越重。 （二）T2 加权成像
SE序列中如果选用很长的TR,这样保证每一次90°脉冲激发前各种组织的纵向磁化矢 量都已经回到平衡状态,就可以基本剔除组织的纵向弛豫对图像对比的影响。90°脉冲激发 后,各组织的宏观橫向磁化矢量将由于T2弛豫而发生衰减,由于各组织的T2弛豫快慢不 在某同一时刻,各组织残留的宏观横向磁化矢量就会存在差别,我们利用180°脉冲在 个合适的时刻(合适长的TE)产生一个自旋回波,这样采集的MR信号主要反映各种组 织残留宏观横向磁化矢量的差别,也即T2弛豫差别,得到的图像就是T2WI(图23) SE序列T2WI应该选择很长的TR,以尽量消除组织纵向弛豫对图像对比的污染。当然 TR的延长将成比例的增加MR信号的采样时间,因此利用SE序列进行TW时TR也不宜 过长,一般在场强为0.5T以下的低场机,TR选择1500~2000ms,在1.0T到15T的高 场机一般TR选择2000~2500ms。选择不同的TE则可得到不同的权重的T2W,TE一般 为50~150ms,TE越长T2权重越重 Mxy 100% 63% 20% 时间(ms) 时间(ms) 图23SE序列T2W示意图细曲线为甲组织的弛豫曲线,粗曲线为乙组织的弛豫曲线,假设甲乙 两种组织的质子密度相同。选用一个很长的TR,这样在每一个90°脉冲施加前(图a向下空箭),甲、乙两 种组织的纵向磁化矢量都回到平衡状态。90°脉冲产生的宏观横向磁化矢量就不会带有T1弛豫信息。90° 脉冲后,甲乙两组织将发生T2弛豫,由于甲组织T2弛豫快,到TE时刻(图b向下空箭)甲组织残留的 宏观磁化矢量将小于乙组织,这种宏观横向磁化矢量的差别即为T2对比(图b两条横虚线之间的距离), 这样甲组织产生的MR信号强度将小于乙组织。这时图像的对比主要是由于甲乙两组织的T2弛豫不同造 成的,因此为T2WI。 (三)质子密度( proton density,PD)加权成像 SE序列中,如果选择很长的TR基本剔除了组织纵向弛豫对图像对比的影响(图20a), 这样每次90°脉冲前不同组织间的宏观纵向磁化矢量差别即为质子密度差别,90°脉冲后把这 种宏观纵向磁化矢量的差别变成宏观横向磁化矢量的差别,这时利用180°复相脉冲马上产 生一个自旋回波(选择很短的TE),基本剔除组织横向弛豫对图像对比的影响(图21b) 这样得到的每一个MR信号的对比实际上来自各组织的质子密度差异,因此采用长TR、短 TE得到的是质子密度加权成像。利用SE序列进行质子密度加权成像,TR应该与T2WI的 TR相似,而TE应该与TWI的TE相似
SE 序列中如果选用很长的 TR，这样保证每一次 90°脉冲激发前各种组织的纵向磁化矢 量都已经回到平衡状态，就可以基本剔除组织的纵向弛豫对图像对比的影响。90°脉冲激发 后，各组织的宏观横向磁化矢量将由于 T2 弛豫而发生衰减，由于各组织的 T2 弛豫快慢不 一，在某同一时刻，各组织残留的宏观横向磁化矢量就会存在差别，我们利用 180°脉冲在 一个合适的时刻（合适长的 TE）产生一个自旋回波，这样采集的 MR 信号主要反映各种组 织残留宏观横向磁化矢量的差别，也即 T2 弛豫差别，得到的图像就是 T2WI（图 23）。 SE 序列 T2WI 应该选择很长的 TR，以尽量消除组织纵向弛豫对图像对比的污染。当然 TR 的延长将成比例的增加 MR 信号的采样时间，因此利用 SE 序列进行 T2WI 时 TR 也不宜 过长，一般在场强为 0.5 T 以下的低场机，TR 选择 1500 ～2000 ms，在 1.0 T 到 1.5 T 的高 场机一般 TR 选择 2 000～2 500 ms。选择不同的 TE 则可得到不同的权重的 T2WI，TE 一般 为 50～150 ms，TE 越长 T2 权重越重。 时间（ms） 100 50% 37% 20% Mz Mxy 100% 50% 25% 时间（ms） 63% T2对比 a b 图 23 SE 序列 T2WI 示意图 细曲线为甲组织的弛豫曲线，粗曲线为乙组织的弛豫曲线，假设甲乙 两种组织的质子密度相同。选用一个很长的 TR，这样在每一个 90°脉冲施加前（图 a 向下空箭），甲、乙两 种组织的纵向磁化矢量都回到平衡状态。90°脉冲产生的宏观横向磁化矢量就不会带有 T1 弛豫信息。90° 脉冲后，甲乙两组织将发生 T2 弛豫，由于甲组织 T2 弛豫快，到 TE 时刻（图 b 向下空箭）甲组织残留的 宏观磁化矢量将小于乙组织，这种宏观横向磁化矢量的差别即为 T2 对比（图 b 两条横虚线之间的距离）， 这样甲组织产生的 MR 信号强度将小于乙组织。这时图像的对比主要是由于甲乙两组织的 T2 弛豫不同造 成的，因此为 T2WI。 （三）质子密度（proton density，PD）加权成像 SE 序列中，如果选择很长的 TR 基本剔除了组织纵向弛豫对图像对比的影响（图 20a）， 这样每次 90°脉冲前不同组织间的宏观纵向磁化矢量差别即为质子密度差别，90°脉冲后把这 种宏观纵向磁化矢量的差别变成宏观横向磁化矢量的差别，这时利用 180°复相脉冲马上产 生一个自旋回波（选择很短的 TE），基本剔除组织横向弛豫对图像对比的影响（图 21b）。 这样得到的每一个 MR 信号的对比实际上来自各组织的质子密度差异，因此采用长 TR、短 TE 得到的是质子密度加权成像。利用 SE 序列进行质子密度加权成像，TR 应该与 T2WI 的 TR 相似，而 TE 应该与 T1WI 的 TE 相似
正如我们在本章第六节提到的,所谓加权成像,实际上是重点突出某方面特性,也就是说图 像的对比主要决定于组织的某项特性(如T1值、T2值、质子密度等),但实际上组织其他 方面的特性还是会影响到图像的对比的。如T1WI主要是突出不同组织间T1弛豫差别,但 实际上组织的质子密度和T2弛豫同样会影响到图像的对比。首先我们在介绍TW先假设 不同组织间质子密度相同,但实际上不同组织的质子密度是不同的,因此在TW中质子密 度的差别也会影响图像的对比;另外尽管我们尽量采用最短的TE,但采集回波毕竟是需要 时间的,在SE序列中TE最短也需要8~10ms,尽管很短,但在这段时间组织的横向弛豫 还是不可避免要发生的,因此TwI的图像对比还是会受到组织T2弛豫差别的影响。我们 可以把这种质子密度和T2弛豫对TW对比的影响称为“污染”。同样T2W的对比将受到 组织T1弛豫及质子密度差异的污染,而质子密度加权图像的对比也将受到组织T1弛豫和 T2弛豫差别的污染。我们在利用SE序列进行加权成像时,一般只能做到尽量减少污染,而 做不到完全剔除污染
正如我们在本章第六节提到的，所谓加权成像，实际上是重点突出某方面特性，也就是说图 像的对比主要决定于组织的某项特性（如 T1 值、T2 值、质子密度等），但实际上组织其他 方面的特性还是会影响到图像的对比的。如 T1WI 主要是突出不同组织间 T1 弛豫差别，但 实际上组织的质子密度和 T2 弛豫同样会影响到图像的对比。首先我们在介绍 T1WI 先假设 不同组织间质子密度相同，但实际上不同组织的质子密度是不同的，因此在 T1WI 中质子密 度的差别也会影响图像的对比；另外尽管我们尽量采用最短的 TE，但采集回波毕竟是需要 时间的，在 SE 序列中 TE 最短也需要 8～10 ms，尽管很短，但在这段时间组织的横向弛豫 还是不可避免要发生的，因此 T1WI 的图像对比还是会受到组织 T2 弛豫差别的影响。我们 可以把这种质子密度和 T2 弛豫对 T1WI 对比的影响称为“污染”。同样 T2WI 的对比将受到 组织 T1 弛豫及质子密度差异的污染，而质子密度加权图像的对比也将受到组织 T1 弛豫和 T2 弛豫差别的污染。我们在利用 SE 序列进行加权成像时，一般只能做到尽量减少污染，而 做不到完全剔除污染
第十节影响MR信号强度的因素 影响MR信号强度的因素较多,归纳起来主要有两个方向。一方面是组织本身的特性 包括质子密度、T1值、T2值等;另一方面是设备和成像技术参数,包括主磁场场强、所用 的序列、成像参数(如TR、TE、激发角度)等。另外如果是流动液体,流动也将影响其 MR信号强度,流动液体的信号特点我们将在本章第十一节介绍。下面先假设主磁场场强确 定的情况下,以自旋回波序列为例介绍静止组织MR信号强度的影响因素。组织的MR信 号强度( signal intensity,SI)可用下式来表示: SI=K N(H). e-IE/2)(1-e R/T 上式中SI为信号强度;K为常数;N(H)是质子密度;e为自然常数,等于 271828182845904;TE为回波时间;TR为重复时间:T2为组织的T2值;T1为组织的T1 值。从式中可以看出 (1)质子密度越大,组织的信号越强 (2)T1值越短,组织的信号越强 (3)T2值越长,组织的信号越强 (4)TE越短,组织的信号越强; (5)TR越长,组织的信号越强 (6)当T很短(<<T2),则e(lm2)≈1,这时组织信号强度不受T2值的影响,即基本 剔除了T2效应,到的将是TIW或PD (7)当R很长(>T1),则e0,[-eI的≈1,这时组织信号强度几乎不受Tl 值的影响,即基本剔除了Tl效应;到的将是T2W或PD (8)如果TR很长(>T1),同时很短(<<T2),则组织信号强度既不受T1值影响, 也不受T2值影像,而仅与N(H)有关,得到将只能是PD 上述从公式中推出的结论和我们前面介绍的MR加权成像(第六节)及SE序列加权成像(第 九节)的原理是一致的
第十节 影响 MR 信号强度的因素 影响 MR 信号强度的因素较多，归纳起来主要有两个方向。一方面是组织本身的特性， 包括质子密度、T1 值、T2 值等；另一方面是设备和成像技术参数，包括主磁场场强、所用 的序列、成像参数（如 TR、TE、激发角度）等。另外如果是流动液体，流动也将影响其 MR 信号强度，流动液体的信号特点我们将在本章第十一节介绍。下面先假设主磁场场强确 定的情况下，以自旋回波序列为例介绍静止组织 MR 信号强度的影响因素。组织的 MR 信 号强度（signal intensity，SI）可用下式来表示： SI = K.N(H).e (-TE/T2).[1- e (-TR/T1)] 上式中 SI 为信号强度；K 为常数；N(H)是质子密度；e 为自然常数，等于 2.71828182845904；TE 为回波时间；TR 为重复时间；T2 为组织的 T2 值；T1 为组织的 T1 值。从式中可以看出： （1）质子密度越大，组织的信号越强； （2）T1 值越短，组织的信号越强； （3）T2 值越长，组织的信号越强； （4）TE 越短，组织的信号越强； （5）TR 越长，组织的信号越强； （6）当TE很短（<<T2），则e (-TE/T2) ≈1，这时组织信号强度不受T2 值的影响，即基本 剔除了T2 效应，到的将是T1WI或PD； （7）当TR很长（>>T1），则e (-TR/T1)≈0，[1- e (-TR/T1)] ≈1，这时组织信号强度几乎不受T1 值的影响，即基本剔除了T1 效应；到的将是T2WI或PD； （8）如果 TR 很长（>>T1），同时很短（<<T2），则组织信号强度既不受 T1 值影响， 也不受 T2 值影像，而仅与 N(H)有关，得到将只能是 PD。 上述从公式中推出的结论和我们前面介绍的 MR 加权成像（第六节）及 SE 序列加权成像（第 九节）的原理是一致的
第十一节血流的MR信号特点 在脉冲激发、空间编码、信号采集的MR成像整个过程中,静止组织内质子群的位置 是相对固定的。然而人体内很多器官存在流动液体,例如:血管中的血液、蛛网膜下腔的脑 脊液、尿路中的尿液等,这些液体特别是流动的血液在MR成像过程中,其位置都不断发 生变化,这势必会影响MR信号。本节将重点介绍血流的MR信号特点。血流的信号比较 复杂,与周围静止组织相比,血流可表现为高信号、等信号或低信号,取决于血流形式、血 流方向、血流速度、脉冲序列及其成像参数等。 常见的血流形式 为了更好地理解血流的MR信号特点,先了解一下血流动力学的相关内容是必要的。 血液为黏性液体,而且由于血管形态和流向不同,血流可以表现为多种运动形式。总的来说 血流有两种基本类型,即层流和湍流。 层流是指血流质点的运动方向都与血管长轴平行,但运动速度存在差别。与血管壁相接 触的无限薄的血流层流速为零,越靠近血管壁的血流流速越慢,越靠近血管腔中心的血流速 度逐渐递增,血管腔中心的血流速度最快,约为平均流速的2倍。这样实际上血流的速度呈 抛物线分布(图24a 湍流是指除沿着血管长轴方向流动外,血流质点还在其他方向进行迅速不规则的运动, 形成大小不一的漩涡(图24b)。 血管狭窄 血流方向 流方向 图24层流和湍滮示意图图a为层流示意图,越靠近血管壁的血流速度越慢,越接近血管中心的血 流速度越快,这样实际上血管腔中的血流速度表现为一个沿血流方向的抛物线。图b示血管狭窄引起的湍 流,表现为狭窄后方的血流变得不规则,不仅有向前的运动,同时产生大小不一的漩涡。 血管里的血流通常是层流和湍流同时存在或交替出现。血管里的血流是以层流为主还是 以湍流为主受很多因素影响:(1)雷诺数,雷诺数代表惯性力和黏滞度的比率,即NR=pD V/,式中N为雷诺数,ρ为血液密度,D为血管直径,Ⅴ为血流平均速度,η为血液黏滞度 NR<200,血流趋于层流;NR>3000,血流趋于湍流:NR介于2000到3000,则血流的变化 比较复杂。从公式可以看出,管径大、血流快、低黏度容易导致湍流的产生。(2)血管其他 因素,如血管狭窄、血管壁粗糙、血管分叉处、血管转弯或迂曲等必将导致湍流的产生
第十一节 血流的 MR 信号特点 在脉冲激发、空间编码、信号采集的 MR 成像整个过程中，静止组织内质子群的位置 是相对固定的。然而人体内很多器官存在流动液体，例如：血管中的血液、蛛网膜下腔的脑 脊液、尿路中的尿液等，这些液体特别是流动的血液在 MR 成像过程中，其位置都不断发 生变化，这势必会影响 MR 信号。本节将重点介绍血流的 MR 信号特点。血流的信号比较 复杂，与周围静止组织相比，血流可表现为高信号、等信号或低信号，取决于血流形式、血 流方向、血流速度、脉冲序列及其成像参数等。 一、常见的血流形式 为了更好地理解血流的 MR 信号特点，先了解一下血流动力学的相关内容是必要的。 血液为黏性液体，而且由于血管形态和流向不同，血流可以表现为多种运动形式。总的来说， 血流有两种基本类型，即层流和湍流。 层流是指血流质点的运动方向都与血管长轴平行，但运动速度存在差别。与血管壁相接 触的无限薄的血流层流速为零，越靠近血管壁的血流流速越慢，越靠近血管腔中心的血流速 度逐渐递增，血管腔中心的血流速度最快，约为平均流速的 2 倍。这样实际上血流的速度呈 抛物线分布（图 24a）。 湍流是指除沿着血管长轴方向流动外，血流质点还在其他方向进行迅速不规则的运动， 形成大小不一的漩涡（图 24b）。 血流方向 血流方向 血管狭窄 a b 图 24 层流和湍流示意图 图 a 为层流示意图，越靠近血管壁的血流速度越慢，越接近血管中心的血 流速度越快，这样实际上血管腔中的血流速度表现为一个沿血流方向的抛物线。图 b 示血管狭窄引起的湍 流，表现为狭窄后方的血流变得不规则，不仅有向前的运动，同时产生大小不一的漩涡。 血管里的血流通常是层流和湍流同时存在或交替出现。血管里的血流是以层流为主还是 以湍流为主受很多因素影响：（1）雷诺数，雷诺数代表惯性力和黏滞度的比率，即NR = ρD V/η，式中NR为雷诺数，ρ为血液密度，D为血管直径，V为血流平均速度，η为血液黏滞度。 NR< 2000，血流趋于层流；NR> 3000，血流趋于湍流；NR介于 2000 到 3000，则血流的变化 比较复杂。从公式可以看出，管径大、血流快、低黏度容易导致湍流的产生。（2）血管其他 因素，如血管狭窄、血管壁粗糙、血管分叉处、血管转弯或迂曲等必将导致湍流的产生