MRI 参数体系与序列优化

医学影像技术体系 · 第 18 卷 / 共 44 卷

TR、TE、翻转角、回波链与扫描时间

本卷导读

以临床问题为导向，系统讨论 TR、TE、翻转角、重聚角、回波链、带宽、采集次数、扫描百分比、层间距与扫描时间的关系，并给出序列优化顺序。

知识结构

1. 序列与参数的总览
   • 磁共振序列与参数
   • 磁共振参数的故事
2. 时间参数与对比度
   • 磁共振参数的故事：翻转角Flip Angle
   • 磁共振参数的故事：如何优化头颅3D T1WI
   • 磁共振参数的故事：TE
3. 采集效率与扫描时间
   • 磁共振参数的故事：如何缩短头颅3D T1序列扫描时间
   • 磁共振参数的故事：如何优化T2：FLAIR
4. 图像均匀性、校正与特殊技术
   • 磁共振参数的故事：均匀性校正
   • 磁共振参数的故事：PSS
5. 空间参数与分辨率

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序列与参数的总览

1. 磁共振序列与参数

第二部分13分钟。讲的很多参数都是教科书中很少提及的。

很多人只是单纯的怕磁共振，怕修改参数，觉得CT扫描多简单，为什么磁共振扫描这么麻烦，还得改参数。真正接触了磁共振，接触了参数，才发现，也不是这么难。万事开头难，如果单纯的恐惧心理怕参数，永远不去尝试，那么参数对于你来说就是永远很难。

在讲参数之前，我们首先必须要了解为什么参数很重要。修改参数肯定是为了更好的让图像更好。评价磁共振图像质量，我们首先考虑磁共振信号强度。

影响磁共振信号强度的因素主要有两类：一类是组织本身的特性，比如质子密度多少，T1值，T2值，组织含量及性质（是否有结合水）；另一类是磁共振参数。以SE序列为例，来看看磁共振信号的公式：

可以看出上述公司中，有关于组织特性的，比如T1，T2；也有参数相关的，比如TE，TR，所以决定磁共振信号强度的既和组织特性有关，也和参数有关。

除了单纯的磁共振信号强度，我们很关心的一个评价磁共振图像指标的术语叫做SNR，Signal-Noise Ratio，信噪比。也就是磁共振图像中的有效信号和无效噪声之比。

很多时候我们还会考虑图像的分辨率，CNR（对比噪声比），扫描时间等。

信噪比和我们的参数设置非常相关，好的参数设置能提高SNR，我们修改参数，优化参数的目的，就是达到我们想要的SNR，或者分辨率，或者对比噪声比。因为，如果没有足够的信噪比，你分辨率做得再高，也没用，因为图像噪声太大，都掩盖你需要观察的组织了。

上式中，Pixel代表体素大小，Average代表激励次数（飞利浦对应NSA，西门子对应Average，GE对应NEX）。Number of PE代表相位编码步级，BW是采集带宽。

体素越大，SNR越高，这很好理解，因为一个体素越大了，单位体素内的，氢质子密度越大，提供的信号越多。激励次数越大，SNR越高，这也很好理解，激励次数多了，当然信噪比就越好。激励2次，比激励1次，信号大了2倍，噪声大了√2倍，这样的话SNR等于大了2/√2倍，等于增大了√2倍。采集带宽越大，SNR越低，在前面的文章中，我专门写了采集带宽的相关问题。磁共振参数非常多，特别是大家用过飞利浦机器的都知道，飞利浦机器参数开放度是最大的，就是用户可以自由更改的最多，所以很多用户会比较头疼，这么多参数怎么学啊。

虽然参数多，但是，可以把参数分类，归位几大类。（注：这里我没有严格按照飞利浦的归类来写，而是把参数的作用进行归类）。几何类参数，主要决定扫描体位，成像范围（视野大小），成像方位，相位编码方向，采集模式，扫描顺序，扫描层数，扫描层厚，层间距等。

成像范围也就是视野大小，觉得我们扫描多大范围。专业术语叫FOV（Field of View）。因为我们扫描是2D或3D，因此FOV有2个或3个方向可以改的。AP代表前后方向，FH代表头足方向，RL代表左右方向。如果我们是做横轴位扫描，那么一层中，可以通过调整AP或RL大小，改变一层中的扫描范围，当然你也可以直接调整FH大小，这个在横轴位中属于层面方向了，可以通过直接增加扫描层数或者扫描层厚来实现。

磁共振的层间距概率和CT的不同。磁共振层间距英文叫做Gap，CT的层间距英文叫做Spacing。看英文就知道这两个的区别。

CT的层间距定义是一层的中心到另一层中心的距离。比如说，我一层扫描1cm也就是10mm，一层的中心是5mm。两个1cm层之间，中心距离可能也是1cm，也就是spacing是1cm，但是，这两层之间并没有间隔，没有gap。磁共振就不同了，磁共振的层间距，就是指这两层之间中空的部分，是有空隙的。

层厚也是一个很重要的几何参数，当然，它也能决定对比度和信噪比。层厚越厚，部分容积效应就越重，但是信噪比就越高。理想状态下，我们希望影像断层读片，是断面图片，也就是一层图片切得无限薄，接近没有层厚，但是实际上是不可能的。层厚越薄，部分容积效应就越弱，层间分辨率就越高，但是SNR越低。

层厚与SNR成正比；但是层厚与层间分辨率成反比。层厚越大，引入的部分容积效应就越重。

举例：假设我们扫描一个横轴位，头足方向扫描10层。Slice scan order的参数设置与相对应的激发层顺序，显示如下表：

默认的default是顺序激发，1,3,5.....，为什么不是1,2,3.....。因为有的时候为了避免相互领巾两层之间的交叉干扰，我们先激励1,3,5,7,9，再激励2,4,6,8,10。所以大家还记得为什么2D扫描，磁共振有真正的层间距Gap了吧。现在机器先进了，并不是说，只要是2D扫描，磁共振必须有层间距（值大于0），现在好多机器很轻松的可以做0间距（没有层间距）或者负的层间距（重叠扫描）。

ascending升序，很简单，就是1,2,3,4,5，......。descending降序，同理升序，10,9,8,7,6，.....。central呢，就是先从中心激励，再到两边。

这里注意，Slice scan order这个参数，和K空间填充顺序是不同的，飞利浦中，K空间填充顺序是在Profile Order里面修改。

有时候我们肯定不想加大层间距，因为这样的话，空隙就多，漏的就多。

采用Interleaved的扫描激发顺序，间隔扫描，我们激发1,4,7，这样相邻两层即使0的层间距，也不会产生交叉干扰伪影。

在头颅TOF扫描中，我们通常设置激发层的顺序方向与血流速度方向相反。

如果激发顺序方向，和血流方向相同。到了后面层，同样的血流受到前面多次激励脉冲的激发，到了后面就越来越趋于饱和，血管远端就没有信号，这个是我们不希望看到的。

采用反血流方向的激发顺序，血流就不容集受到饱和。

磁共振参数是个系统工程，不可能一期就介绍完，参数的用法也很灵活这样可以让大家更好的用好磁共振，把磁共振用到极致。

第二是说明，我这个原创，肯定是100%原创，手打的字，我也几乎不会打草稿，再修改，再把它复制，粘贴上去，因为确实，我没有这个时间。打完这段话的时候，都已经00:35分了。

大家还记得，我们前面把磁共振参数分为哪几类，根据参数的作用和一些特性，把磁共振参数分为以下五类：

这张图非常重要，理解了这张图的内容，就基本上理解了大部分磁共振，也就懂得了如何权衡，取舍，如何优化参数达到你想要的目的。

最重要的是SNR信噪比，如果一个图像连基本的信噪比都没有了，那么其他的信息你也看不到

信噪比、空间分辨率、扫描时间，这三个指标三角关系一样，相互制约，相互牵制。

空间分辨率固定的话：增加扫描时间，信噪比肯定上升；减少扫描时间（比如用并行采集，多回波链啊），信噪比下降。

信噪比固定的话：减小体素，分辨率增加，但是信噪比下降，要保持信噪比不变，必须增加激励次数，这样就增加了扫描时间；同样，减少空间分辨率，体素变大，信噪比上升，可以减少扫描时间。

这里除了这三个指标，我们一定还要注意一个核心的问题：图像对比度！

图像对比度，并不等于信噪比，这里清注意。而且图像对比度和信噪比没有直接关系，和空间分辨率也没有。

不同正常组织的对比度。比如，我们做头颅扫描，我们肯定优先考虑把灰质-白质对比度做好，再考虑其他组织对比度。

信噪比高了，并不一定图像对比度好。空间分辨率高了，也不一定是图像对比度好。图像的对比度首先是反映在各种不同组织的差异上面，无论是信号差异，还是解剖位置差异。

图像对比度是通过信噪比，空间分辨率，综合调试出来的。信噪比太低了，图像没有信号，肯定无从谈起图像对比度；空间分辨率太低，即使信号有差异，细节不足，图像对比度也不能很好的反应。图像对比度很重要。比如：需要正常组织-水肿的对比度；需要灰质-白质对比度；需要肝脏和病变组织对比度等。

NSA，这个参数，使用过飞利浦的大家再熟悉不过了。在飞利浦叫NSA，在GE叫NEX，在西门子叫Average。

NSA（信号平均次数）在飞利浦“Motion”选项卡中，或者在前面“Summary”里都可以改。飞利浦的一个特点是NSA可以不为整数。

传统上，我们所说的激励次数或者信号平均次数一般是整数，比如：1,2,3,4，....。飞利浦里，可以使用小数点，比如：1.6,1,8,2.7等。

通过设置NSA次数，调整SNR信噪比和扫描时间。

显示NSA分别等于1,2,3时候的图片情况。NSA=1时，得到一个基准信噪比100%；NSA=2时，信噪比为原来的141%，即√2倍；NSA=3，同理，信噪比变为原来的√3倍。

NSA增加，扫描时间也成倍增加。比如，NSA=1，一个序列扫描1分钟，其他条件不变，当NSA=2时，扫描时间变为2分钟，增加了一倍。

简单来讲就是，NSA增加一倍（2倍），扫描时间增加一倍（2倍），信噪比增加了√2倍。

看很多书，为了简化模型，大部分书，在写自旋回波SE序列的时候，都写，一个90°射频脉冲激发，然后一个180°重聚脉冲聚相位，然后在TE时间采集，就是标准的SE序列。

是比较理想化、标准化的SE自旋回波序列及TSE快速自旋回波序列脉冲图。这里的90°脉冲，控制这个激发度数的即使FA（翻转角）。

一般，我们大部分人都默认了，SE类序列翻转角就是90°。不全是，有时候，会给70°，80°。可能有老师问，好好的90°，这么标准的度数你不给，为什么要去给80°呢。

以一个标准的1.5T，头颅T1W-SE，自旋回波序列为例。从左到右，FA翻转角分别为70°，80°，90°。

当然是翻转角越大，信噪比越高。这个很好理解，翻转角越大了，更多的纵向磁化矢量被翻转到横轴位上，这样矢量更大了，当然信噪比更高。

在头颅T1W这个主要看解剖像为主的序列中，我们除了考虑信噪比，还要考虑图像对比度，也就是灰质-白质的对比度。发现，FA越大，的确信噪比越高，但是灰质-白质对比度是下降的。FA越大，图像的MTC（磁化传递效应）加重，图像对比度下降。

综合权衡各方面，取舍，最终，我们有时候为了同时满足一定信噪比和图像对比度，FA值并不是设置的90°，而是75°，69°等。注意看飞利浦原始卡片就知道了。

这里有一个小技巧，如果你发现图像对比度还行，信噪比你觉得可以提高。适当把FA增加一点。比如：原来的FA设置的是69°，你觉得对比度不错啦，还要提高信噪比，可以把FA改成75°。如果你发现对比度还弱一点，可以适当减少一下FA值。

因为，磁共振就是考验你在这三个指标及参数以及图像对比度之间游走，权衡，取舍的能力。

不可能，你优化了一个参数，信噪比，空间分辨率，扫描时间同时提高的。你满足了2项，就会稍微牺牲某一项，就是考验你分清做图目的，主次，取舍，判断，权衡以及果断的能力。

有人羡慕我这种生活，因为他一天只看到我全国，全世界飞，没有看到这种生活带来的高强度以及频繁的旅途；同样，我们也会羡慕医院里工作的医生的安稳，舒适，有规律，但是他们要出去看世界，就得请年假，而且很难错峰。

你选择了安稳，舒适，就牺牲（放弃）了挑战和不确定的精彩；选择这个，你得到的是见识，放弃的是规律的生活。

在讲磁共振参数第三部分的时候，我们还是来回归一下第二部分中的磁共振图片三角。

这副图是最重要也是最简洁的描述磁共振图像评价指标及相互之间关系的图。

比如，有的检查部位或序列，我们更在乎信噪比；有的序列我们更在乎空间分辨率，信噪比只要不太低都可以，如乳腺动态增强DCE扫描，打药之前，信噪比不高，打药后开始强化，信噪比就高了，我们更在乎空间分辨率，这样能够检出更小的病灶。

在飞利浦系统机器中，扫描矩阵决定频率编码步数（频率编码方向中的矩阵数目，也就是频率编码方向上的像素个数），扫描百分比决定相位编码步数（相位编码方向的矩阵数目，也就是相位编码方向上的像素个数）。

例如：频率编码方向做256个像素，也就是扫描矩阵是256；扫描百分比如果为100%，则相位编码方向也是256个像素；如果扫描百分比为50%，则相位编码方向的像素为256*50%=128。空间分辨率为256×128。已知，扫描时间，和相位编码步级有关，相位编码步级（及步数）又和扫描百分比相关，所以：

飞利浦中，除了用矩阵数目来表示分辨率，最直接的方式是直接显示扫描体素大小。这个方法是最直接的。

在参数Summary常用栏里面，有直接显示体素Voxel大小的，这样非常方便直观的比较分辨率。

有些公司的机器，包括在发表的论文当中，希望用体素。我也帮着很多客户改过参数。比如，有的做红核，黑质扫描，文章用的是其他公司机器，在参数一栏，直接写的分辨率（矩阵）是320×280，也没写FOV（视野大小）多少，那么我怎么知道这个320*280是怎么做的。

比如，FOV是320mm×280mm，那么要做到320×280的矩阵，很简单，体素大小就是1mm×1mm。

如果FOV是160mm×140mm，那么要做到320×280的矩阵，体素大小就是0.5mm×0.5mm。

描述矩阵大小的时候，一定要写FOV范围，不然，根本不知道体素多大。直接显示（或者修改）体素大小是最好的比较空间分辨率的方法。

AP（freq）频率编码方向也就是例子中的前后方向，矩阵数目=频率编码方向FOV大小（250cm）÷频率编码方向体素大小（0.55）=250cm÷0.55=456。相位编码方向同样。

假设扫描矩阵为4，也就是频率编码方向做4个体素。扫描百分比为100%，就是说相位编码方向体素也为4×100%=4。相应的需要在K空间中填充4条相位编码线。扫描时间假设为1。

可以提高空间分辨率，就是在同样大小FOV的范围内，多做一些体素，提高矩阵，每个体素更小。把扫描矩阵从4提高到8，频率编码方向的空间分辨率变为2倍了。如果扫描百分比还是100%的话，同样，相位编码方向矩阵也是8，这样相位编码方向空间分辨率也提高了2倍。由于相位编码方向变为8，K空间中需要填充8条相位编码线，扫描时间变为原来的两倍，即2。

虽然，我们希望提高空间分辨率，但是，我们不希望扫描时间变为原来的两倍。就是扫描矩阵从4变为8，频率编码方向空间分辨率提高；扫描百分比减小，扫描百分比减小到50%，相位编码方向矩阵为8×50%=4，仍然保持为4，相位编码方向空间分辨率不变。由于只有相位编码步数决定扫描时间，所以扫描时间和前面图（a）一样，不变，还是1。这样的话，扫描时间没有增强，但是空间分辨率提高了（至少在频率编码方向上）。

通过灵活的运用控制分辨率的参数：扫描矩阵，体素大小，扫描百分比。可以达到：提高空间分辨率而又不牺牲扫描时间的目的！

在设置几何的时候，还可以设置矩形FOV。没有规则规定我们的FOV（视野大小）必须是正方形。

如果设置矩形FOV呢（RFOV），很简单，就是直接在相位编码（或者频率编码）方向上输入FOV大小。只要两个方向的FOV大小不相等，那么肯定就是矩形的了。

AP方向FOV为250mm，RL方向FOV为198mm，肯定就是矩形。

矩形FOV中，短轴方向一般设置在相位编码方向，因为决定扫描时间的是相位编码步数，相位编码步数越短，扫描时间越短。

相位编码方向范围越小，一般来说，填充K空间相位编码线就少，扫描时间就短。

（a）中，扫描矩阵为8，如果扫描百分比为50%，相位编码步数为4，扫描时间缩短一半。这个时候相位编码方向的范围FOV并没有缩写，只是相位编码方向上的体素大（空间分辨率变小）。

（b）图中，同样扫描矩阵为8，直接减少K空间的相位编码填充线，又8变为4，稀疏填充的话。相位编码方向的范围FOV减少一半。但是体素不变，空间分辨率不变。

一般，我们都希望矩形FOV中，短轴在相位编码方向，但是有些情况例外，例如下面这个例子。

上例中，如果按照节省时间的原则，相位编码方向在短轴。矩形FOV，肯定相位编码方向应该是前后AP，频率编码方向是头足FH，这样最节约扫描时间。

实际设置中，不管是任何公司机器，我相信，只要是稍微专业一点的磁共振培训师，都会把相位编码方向设置为FH头足，频率编码方向设置为AP前后，这样反而扫描时间长。

为什么不按照节约时间原则设置呢？因为，如果这样设置了，伪影会非常大。

化学位移伪影在频率编码方向上，如果按照节约原则，AP为相位编码方向，FH为频率编码方向，那么在椎间盘上下方向就会出现化学位移伪影，影响椎间盘的观察。

脑脊液等流动伪影一般出现在相位编码方向，如果按照节约原则，AP为相位编码方向。脑脊液流动搏动伪影就容易出现在脊髓，造成脊髓高信号，影响图像判读。

为了不产生影响诊断的伪影，我们虽然会考虑节约扫描时间，但是还是以图像质量为重。

2. 磁共振参数的故事

现在，在双流机场休息室候机，还有1个半小时起飞，机场的公共wifi都非常棒，由衷的感叹科技带来的进步，国家发展了，普通人还是受益的。

这里的对比度是指广义的对比度，包括图像对比度，病灶和正常组织对比度，图像权重对比度。

我们参数里指的对比度主要是狭义的对比度，即图像权重对比度。这个图像（序列）到底是T2WI，T1WI，还是PDW。我们没有直接说这个图像是T2图，而且比较谨慎的使用专业名词T2WI（T2加权图）。因为一个图像（序列），不可能只含有T2信息（对比），肯定是含有多种参数（T2，T1，PD）信息的，只是看哪一种占主要作用，即占的权重大，所以我们说的是T2WI，T2加权像，加权代表T2的权重占得最大，主要显示组织的T2对比。

长TR，长TE，就是T2WI。短TR，短TE，就是T1WI。TE代表回波时间，echo time；TR代表重复时间，repetition time。也就是说在常规的自旋回波序列中，控制图像对比度的，主要是TR和TE。

我们要控制图像的权重对比度，就需要我们组合合适的TR,TE来达到我们想要的目的。

是飞利浦的对比度参数栏，可以发现有TE，TR。这里TR的设置非常灵活，用户可以直接设定TR是多少，比如TR=4000ms，下拉菜单选择user defined，然后输入数值；或者可以选择range，输入一个范围，系统会根据其他参数（回波链，层数）自动设置一个最优的TR值；还可以选择shortest，系统会自动根据需要，选择一个最短的TR值。

为什么会有shortest最短TR值这个设定呢？

SE序列扫描的时间=TR×相位编码步级×NSA（信号平均次数）×Package（分几个包采集完）。这里的Package可能有点不熟悉。比如一个SE序列，我们大部分时候不是只扫描一层，而是扫描很多层。

简单来讲，就是，我们扫描每一层，会有一个TR时间，这个TR时间比较长（相对于TE），而且大部分时候是无效的。我们当然不会让这个TR时间白白等候，会在TR等候时间内，激发下一层，这样就把这个无效时间利用起来了。随着层数增多，这个等候时间是固定的，有时候一次等候时间并不能保证把所有层激发，所以得分包。比如：扫描24层，分2个package，即一个TR时间，系统等候的时候可以激发12层，然后再一个，激发后面12层。

已知，T1WI是短TR，短TE。在做T1加权图像的时候，如果TR能非常短，当然最好，这样不仅节约一层的扫描时间，而且权重更偏T1。

同样在做T2WI的时候，如果我们设置TR=shortest，系统会根据目前的参数协议，自动选择一个能保证权重的最短TR，这样也可以保证既满足T2权重，又节约时间。

举例说明：我们要做T2加权像，肯定要满足长TR，长TE。（TR＞3000ms差不多可以算长TR）。如果我们扫描5层，TR=4000ms，则可以看见，在这么长的TR等候时间中，可以继续激发下一层，直至把所有层激发完。因为只扫描5层，所以TR=4000ms的时候，我们完全可以把5层全部激发完，只用一个package采集完，这个时候其实还有多余的TR时间，这个时候是无效的，需要等待。

如果把TR设置为shortes，系统会根据我们目前的TE，扫描层数，把TR缩短到一个最优的最短值。扫描5层，设置TR为最短，系统自动把TR变为一个最短值（例子中为3685ms），这样不仅能保证1个package采集完，还能满足T2权重。

设置TR=shortest，再更改层数的时候要注意权重的变化。举例，同样刚才的T2WI序列，TR=shortest，扫描5层，系统自动设置的最短值为3685ms。如果这个时候，用户修改层数，把层数减少，成5层减少到3层。系统也会把TR继续缩短，如例子中，TR变成1988ms，这个时候，TR值就偏短了，图像的T2权重就被削弱了。如果用户修改了层数，一定要注意，看TR值是否变化，如果变化了，可以把TR值固定在某个具体值。上例中，5层变3层厚，要保证T2权重，把TR从shortest修改为user defined，输入3600ms就可以了。

TR设定为一个固定值，增加层数，要注意扫描时间是否翻倍。增加层数就更麻烦了，如上例。扫描5层，TR=450ms的T1WI（TR设定为固定值），刚好一个package采集完。如果增加1层，变为6层，由于没有额外的剩余TR空隙时间去激发多的第六层，系统会自动拆分包，分为2次采集完，即2个package。

这个时候，用户仅仅增加了1层，系统就分了2次采集，扫描时间翻倍了，很多用户还不知道怎么回事。

当TR设定为一个固定值的时候，增加层数可能有使扫描时间翻倍的风险，系统会多分一个package采集。这个时候，解决方法有两个：1.把TR增加一点，让增加的TR能够把多的几层一起包括在1个package里；2.直接设置TR=shortest，系统会自动算一个最短TR，尽量把全部层包括进来。

我有一次去一个医院解决问题，医院不大，1.5T。头颅扫描的时候，他们医院是固定T1WI序列，扫描18层，层厚6mm，TR=440ms，扫描时间2:10min。我有一次去看，无意中看见他们一个头颅T1WI扫描时间是4:20min，我问技术员：你不觉得这个T1WI扫描时间有点长吗？技术员回答没有啊，没发现。当把鼠标指着这个图像时，显示时间4:20min，他马上反驳，说他们平时T1WI序列没有这么长，扫描时候是2:10min。

我告诉他，可能你们序列设置的是2:10min，但是这个病人，你T1WI肯定扫描了4:20min。然后我开始检查，发现这个病人扫描的是20层。问技术员，技术员还算比较负责，说想起来了，这个病人头大，怕18层包不全，他自己增加了2层。

于是，我给他演示，从18层到20层，时间翻倍。我说你看，扫描20层，TR=440ms不够对不对，你慢慢往上面加TR，当TR=450ms，刚好1个package包完，扫描时间几乎没有什么变化。

临走前，我告诉他，头颅扫描18层，如果不够，或者你们会经常修改，就把TR设置为shortest，系统会自动算最短时间。不要把TR固定。否则那天你改成24层，又不够了，时间又翻倍。

K空间为什么叫K空间呢？是因为K空间的这种填充方式是有Kumar, Welti, Edelstein等三人提出并修订而成的，所以以Kumar的首字母来命名。这也让我感到，每次写东西，还是很有压力，力求做到考证精确。

非常好的解释，我又去搜索了K空间的相关学术内容。对物理造诣颇浅，但是对名字还是有研究兴趣的，Kumar库马尔这个姓氏，一听就应该是印度人。用了很多组合方式，没有搜到一个叫Kumar的医用物理学家。

我搜索出来了一些简单的内容“K-space is a formalism widely used in magnetic resonance imaging introduced in 1979 by Likes and in 1983 by Ljunggren and Twieg.”。US patent 4307343, Richard S. Likes, "Moving Gradient Zeugmatography", issued 1981-12-22, assigned to General Electric Company.

1. K空间的阵列并不是和重建以后的图像阵列一一对应的，而是K空间的每一个点都包含有图像的全部信息

2. K空间的中心部分数据决定重建后图像的对比度；K空间的周边数据决定重建后图像的解剖细节（空间分辨率）

3. K空间有很多种填充轨迹（路径）

4. K空间的填充顺序也有很多种，不同填充顺序会影响到图像的对比度。

其中，已知K空间中心部分和周边部分对图像的决定程度不同。

上面的动图是一个典型的SE自旋回波序列动图示意图。假设是自旋回波序列（不是快速自旋回波序列），每一个TR只采集一个回波信号，填充到K空间中的一条线。要填充完一幅图像的K空间相位编码线，就要反复重复这个过程，需要填充多少条线，就需要重复多少个这个过程，就有多少个TR。

在SE序列中，决定图像对比度的因素很简单，是回波时间（TE），也就是动图中90°脉冲到回波形成的时间（2t）。TE时间越长，图像越偏T2权重；TE时间越短，图像越偏T1权重。如果是长TR，长TE，图像就是T2WI；如果是短TR，短TE，图像就是T1WI；如果是长TR，短TE，图像就是PDW。

SE序列，需要重复很多次TR，所以成像速度非常慢，这也限制了它在临床上的应用。目前，临床应用的大部分自旋回波序列都是TSE序列，快速自旋回波序列（Turbo Spin Echo）。

在SE序列中，一个TR只采集一个回波，填充一条K空间相位编码线，要填充完K空间，需要重复很多次，重复次数等于相位编码步级；在TSE序列中则不同，在一二TR中，通过几个重聚脉冲（再次注意，重聚脉冲不是都是180°），重聚几个信号，采集多个信号，填充多条K空间相位编码线。

一个TR填充了几个K空间相位编码线，或者一个TR采集了几个回波，把这个叫做回波链长度。

注意学术术语中，回波链长度不是一个长度单位，是一个个数单位。

飞利浦中，回波链称为TSE factor。factor中文翻译叫因子，因素，这里把它当动词用，代表当做多少个因素计入。西门子中，回波链叫做Turbo factor。同样飞利浦和西门子都是欧洲公司，喜欢用Turbo这个词。GE公司，回波链叫ETL（echo train length, ETL）。这个完全就是英文直译，所以，很多人会把回波链长度当做是长度单位而理解错误。

SE序列扫描时间=TR×NSA×number of phase×package。TSE序列扫描时间=(TR×NSA×number of phase×package)÷TSE factor。

除了回波链长度TSE factor，每个回波之间有一个时间间隔，这个时间间隔叫做回波间隙（echo spacing, ES）。这个名词在GPS三家公司都是一样的。飞利浦中，ES又叫TE spacing，回波间隔是在参数中显示在右侧信息栏。Shot length代表从第一个回波开始到最后一个回波结束的整个长度。

快速自旋回波TSE，一个TR，采集了多个回波，这些不同回波具有不同的TE，都填充到K空间中。

在SE序列中，每一个填充K空间的回波，TE时间都固定，也比较好判断图像权重及对比度。

而在TSE序列中，由于一次TR填充多个回波，每个回波的TE都不同，最后，填充在一个K空间中的编码线的TE都不同，那么到底是由哪一个TE来决定对比度呢？

我们都知道，填充K空间中心区域的相位编码线，主要决定图像对比度，把主要负责填充K空间中心的回波TE时间定为为有效TE（effective TE），那么在TSE序列中，决定对比度的TE就是有效TE，TEeff。

在飞利浦参数中，可以显示有效TE，有效TEeff=在左侧参数栏中输入的TE值。这个道理很简单，TSE序列，一个K空间填充不同TE回波，到底哪个TE决定对比度，用户直接输入的TE值，就是系统默认的有效TE。（这里大家肯定看到后面还有一个TEequiv的值，这个涉及到飞利浦的可变重聚翻转角，这也是飞利浦参数最灵活的部分，也是比较新的部分。

一个TR，我们采集多个回波，有多个TE，到底哪个TE作为有效TE（TEeff），是由填充到K空间中心部分的那个回波的TE来决定的。

设想一下，可以按从上到下，依次的顺序填充K空间。这样要填充到K空间中心，就刚好是中间的回波，也就是中心时间。比如：一个TSE序列，扫描时间是2分钟，如果是按从上到下依次顺序填充K空间，那么在扫描时间一半的时候，就应该差不多填充到K空间中心了，这个时候的回波就是决定图像对比度的。

来解这道题，K空间填充采用顺序填充，序列扫描时间12s，那么扫描时间的一半刚好填充到K空间中心，决定图像对比度，12÷2=6s。打药后24s到达肝动脉。打药后24-6=18s开始启动扫描就是最好的。这道题还没有考虑到，这个序列是屏气扫描，开始启动扫描之前，需要叫病人“吸气-吐气-屏气”，这里需要花5s，所以严谨的答案是24-6-5=13s就开始叮嘱病人屏气。

K空间除了按顺序填充，还可以一开始就填充K空间中心，这样，一开始扫描，就把第一个回波填充K空间中心，决定图像对比度，后面在填充K空间周边，这个方法适合做T1权重的图像，因为一开始扫描TE时间还比较短，随着回波链增加，后面的回波TE越来越大，权重越来越偏T2。这样做还有一个好处。

同样是上题，其他条件不变，如果题目告诉你序列采用一开始填充K空间中心的填充方式。一开始扫描就决定图像对比度了。24s药物到大肝动脉，24-0=24s，不严谨的答案就是打药后24s（药物到达肝动脉）在启动扫描，这样马上就能达到动脉期效果。

这里介绍一个概念，从开始扫描到K空间填充到中心的时候，把它叫做K0时间，又叫Time to K0，K0代表K空间中心决定对比度的区域。

在飞利浦中，控制K空间填充顺序的参数叫做Profile Order，中文翻译又叫填充顺序，在TSE factor下面。

这里主要介绍飞利浦最常用的两种填充顺序：Linear和Low-High。

Linear，线性填充，就是按照顺序来填充，填充到K空间中心，即Time to K0时间就是序列扫描时间的一半。

一半采用Linear填充顺序的，T2WI序列比较多，因为如果TSE factor大（回波链长），填充到一半的时候，TEeff已经比较大了，权重已经偏向T2权重。如果非要用这种方式做T1权重，就必须减少TSE factor（缩短回波链），这样到K空间中心的时候，不至于TEeff太大。

Low-High则是另一种常用的K空间填充顺序方式。这种方式，先填充K空间中心，在往K空间两边分别填充。

采用Low-High的方式呢，第一个回波率先填充到K空间中心决定对比度的区域，这样做有两个好处：1.TEeff可以做得比较短，可以达到很好的T1权重对比；2.一开始扫描就立刻填充K空间中心，决定对比度的，非常方便做打药血管，抓动脉。

K空间填充顺序，还有其他选项，比如飞利浦特有的非对称性填充Asymmetric。

第二是自己一边写可以一边学习，自己也在不停查资料提高；第三是想把好东西分享给大家，和大家共同提高；第四则是，发自内心的，感觉磁共振非常有趣；第五是，深深地认同飞利浦磁共振的技术及理念，创新为你，以人为本，用心唯客户，我也感到自己有责任，介绍，推广飞利浦的磁共振技术，这么好的技术，这么好的机器，必须大力推广。

本章懋式百科全书继续讲磁共振参数，看过前几期的朋友，同仁们，肯定对这幅图非常熟悉。

这里我再次强调一下，评价磁共振图像的指标很多，比如信噪比SNR，空间分辨率，对比度噪声比，有无伪影等。上面三个主要指标会相互牵制，按现在网络流行语说法，叫做“制衡”。很多人，初次接触磁共振，以为，信噪比越高越好，其实在磁共振参数的故事一中我就强调。信噪比固然重要，但是对比度其实对医学诊断图像来说更重要。

这里的对比度并不是一个单一指标。比如：病变和正常组织的对比度；颅脑白质和灰质的对比度；狭义来说，信噪比也是一种对比度，是有效信号和无效噪音之间的信号强度的对比。

在初次尝试修改（优化）磁共振参数的时候，不要只看着信噪比的增减，要去考虑各种对比度。需要看什么样的图片，重点强调哪些组织之间的对比，怎么做对我们诊断最有利。

上一讲，磁共振参数中，我们讲了快速自旋回波序列（TSE）的一些相关概念及知识，还有K空间填充的顺序对图像对比度、权重的影响。

这一讲，我们深入TSE序列的一些特性及参数，来讲解这些参数对图像对比度的影响。

在TSE序列中，一次射频脉冲激发以后，通过多个重聚相位脉冲，采集多个回波，填充到一个K空间里的多条相位编码线，形成图像。

这里在一次射频脉冲期间（或者一个TR内），采集了多少个回波（有多少个重聚脉冲），就是TSE factor，也就是回波链长度（前面反复强调，回波链长度不是长度单位，而是一个数字）。

TSE序列相比SE序列最大的一个作用在于加速（提高扫描速度）。它能提高多快呢？

一个SE序列的扫描时间=TR×NSA×number of phases×Package。一个TSE序列的扫描时间=（TR×NSA×number of phases×Package）÷TSE factor。不考虑复杂的因素，TSE序列，有多少个回波链（TSE factor）就可以提速（加速）几倍。

一个T2WI，TR=3000ms，分辨率做成256×256（相位编码步数为256），NSA=1，假设一个Package能装完。

磁共振图像都是相互制衡，权衡的，扫描时间缩短了，信噪比和其他的分辨率会不会不变呢！

没有那么好的事，天下没有免费的午餐。在磁共振中，只要不是参数设置得不合理，扫描时间缩短了，就得拿信噪比或者空间分辨率或者对比度来换。

TSE factor越大，加速越多，扫描时间越短，这个是TSE序列相比SE序列的优势。因为SE序列做T2WI的时间太慢，所以现在临床做的T2WI序列基本上都是TSE序列。

TSE factor越大，也会带来一些不利的因素。

首先是信噪比的下降。TSE factor越大，信噪比会越低。因为一次TR采集的回波越多，到后半部分的回波信号都已经很微弱了，填充到K空间进行图像重建，信噪比肯定低。

第二，TSE factor越大，图像模糊效应越重，这个就会影响图像的一些对比度。由于TSE序列中，一次TR采集多个回波，每个回波的TE时间不同，填充在一个K空间里，由于后面的回波信号衰减得很快，信号非常微弱。在一个K空间中，不同TE的回波，信号差别太大，就会导致图像重建后产生模糊效应。回波之间信号差别越大，模糊效应越重。如果TSE factor太大，就意味着，采集的不同回波越多，后面的回波信号强度越弱，不同回波之间信号强度差别越大，当然重建以后的图像模糊效应越重。

第三，TSE factor越大，脂肪组织在T2WI图像中信号越高。这个在每一站全国培训班讲脂肪抑制的时候都会提一下。

本来脂肪组织是短T1，稍短T2。也就是说在T1WI序列上脂肪呈低信号，在T2WI序列上，脂肪应该是稍低信号的。采用TSE序列做的T2WI图像上，脂肪是高信号。脂肪是高信号不代表脂肪组织的T2值长，而是因为TSE序列多个重聚脉冲的缘故。

1. 多个重聚脉冲会打断脂肪组织的J-coupling（J偶联效应），导致脂肪组织的信号增高

2. 多个重聚脉冲，脉冲越多，越容易产生MTC（磁化传递效应），受磁化传递效应影响，含蛋白的组织信号会下降，这样就把脂肪组织信号反衬高了。

TSE factor越大，SAR值越高。讲了这么久的磁共振，才发现，很少讲磁共振安全问题。磁共振相比CT来说是安全的（无射线暴露），但是不等同于磁共振一点问题都没有。磁共振检查中有些小的“副作用”。SAR值就是一个，SAR（Specific Absorption Ratio, SAR）又叫特殊吸收率。磁共振在发射射频脉冲的时候，会把一些能量传递给人体，引起体温上升。TSE序列中，在一个TR采用多个重聚脉冲回聚信号，这样的话，会在短时间多次发射高能量的脉冲（180或160°射频脉冲），这样就容易引起SAR值升高。每个公司的机器都有安全保护，当SAR值达到一定沉积的时候，机器会停止扫描，等SAR值降下来再继续扫描。

比较好的一点是，飞利浦的机器，工程实践中培训了这么多机器（大部分3.0T），从来没有在场地看到过超SAR的情况（SAR值太高，机器自动停止扫描）。说明飞利浦以人为本，把技术安全放在首位。

Echo Spacing是TSE序列中的另外一个重要参数。

Echo Spacing中文直译为回波间隔（间隙），是指TSE序列中产生的连续回波之间的时间间隔。

这些参数变化后，Echo Spacing会跟着变化，这种变化会显示在飞利浦参数的右侧信息栏里。

这里突然强行插入生理及运动类，代表Echo Spacing这个参数可以影响图像的运动伪影。

有一句话怎么说的：天下武功，唯快不破。采集速度越快，快到时间可以忽略，那么就把运动给冻结了。

在飞利浦中，我们是可以的。理论上，Echo Spacing大小越小越好，最好没有（为0）。不可能，因为两个回波之间，会有一个重聚脉冲（这个脉冲的即使在短，也有一个持续时间，这个时间会占据Echo Spacing）。

在TSE序列中，如果是采用K空间线性填充Linear order的话，TSE越大，Echo Spacing越小，这样图像对运动越不敏感，运动伪影越小。TSE factor大了后，图像SNR下降，图像模糊效应加重。磁共振调参数，永远都是矛盾了，解决了这个，那个又出现了。

在TSE序列中，如果采用Low-High的K空间填充方式，采用这种方式以后，Echo Spacing=TE。这样的话，要想缩短它的话，只有缩短TE时间。

飞利浦的K空间填充顺序很多，除了线性填充和K空间中心优先填充，还有一个非对称K空间填充。这个是飞利浦比较特别的。

这样我们不能直接修改Echo Spacing，只能通过修改其他两个值，来观察Echo Spacing的变化。

如果采用Asymmetric的填充方式以后，就可以非对称性的填充K空间，这样的话，用户可以自定义Echo Spacing的大小，甚至把它设置为shortest最小，这样可以减少运动伪影。

本章的懋式百科全书就讲到这里。结果好多新老用户，下午就开始问我，李老师，你的磁共振参数六呢，怎么还没写？

因为就只有我一个人更新，所以，相对来说，更新频率不会太快。毕竟，目前为止，都是我一个人在写文章。

好久没有写磁共振参数了，磁共振参数内容非常多，是一个大的系统工程，所以要通过一次讲课或者一次培训把磁共振参数讲全、讲透，是不大可能的。

通过将磁共振各种参数归类，每次讲几个关键参数，结合临床应用和实践操作，这种模式学习起来，第一是大家容易记忆；第二是有逻辑性、连续性，方便大家理解和记忆；第三这样也不至于一次内容过多，大家信息外溢导致脑容量超标，反而影响学习效果。

本章，我们重点讲一下控制运动及生理的一些磁共振参数。回顾一下我们简单的把参数分为哪几类：

磁共振扫描成像，相对CT和X线比，扫描速度慢。虽然磁共振目前技术发展，成像速度大幅度提高，但是还是比CT慢。

磁共振在扫描某些非静止（生理运动）器官的时候，一个主要问题是如何冻结运动，解决运动伪影。

无论是飞利浦公司，还是西门子、GE公司，在磁共振参数中，都有针对运动来进行控制和补偿的参数，一般这一类参数是归类在motion参数栏中的。

在磁共振检查中，一般需要用到这些生理门控或运动补偿参数的检查一般是包含了运动器官或者潜在运动器官的检查。

比如：腹部是我们最常见的运动器官，由于在呼吸状态下，各种呼吸肌配合运动，膈肌位置移动，导致肝脏上下移动，前后翻滚。

心脏扫描是第二个用得最多的运动控制和补偿参数的部位。腹部扫描，我们还可以通过让被检查者暂时屏气的方法来冻结运动伪影，但是这一点在心脏作用不大。因为，我们不可能让被检查者，暂时停止心跳和血管搏动，这一点是不可能的。心脏检查，会用到很多心电门控等运动补偿技术。

盆腔的扫描偶尔也会产生运动伪影，比如腹壁脂肪的运动，或者女性盆腔，大范围的占位，扫描范围有时候会拉达到腹部，这样也要考虑呼吸运动伪影。另外还有就是膀胱带来了尿液搏动伪影。

颈部由于有正常的呼吸和吞咽动作，也可能带来运动伪影。

最常做的头颅部位，也会出现有无自主意识的病人运动产生的伪影，这种情况，我们常常使用一些如风车技术等，抗运动伪影的序列来解决。或者是超快速扫描，30s扫描完，这样相对病人的运动伪影不打。

我们就根据控制运动伪影的方法，来分别详细阐述各种方法对应的参数及意义，这样便于大家在临床使用中解决问题。

一、屏气（Breath-hold, BH）。屏气BH这种方法，用得比较多的部位是腹部扫描，比如我们常见的T2WI图或者动态增强扫描。除此之外，心脏扫描也经常用到。另外就是有时候，盆腔扫描，也可以使用这种方法。

采用这种方法，设置非常简单，只需要在扫描的时候，把采集图像过程设置为屏气采集即可。在飞利浦中，选择motion参数栏，在Respiratory Compensation中，下拉菜单选择breath hold，即序列采用屏气采集。

上面的图像，注意到，红框下面，有一个Max slices per breath hold，上面意思呢？直译过来就是，没一次屏气最大采集（扫描）多少层？

已知，采用屏气扫描，最大的问题就是：怕被检查者憋不住气，中途呼吸，这样的话，等于作用就失效！

特别是有的老年患者，本身就有黄疸，身体条件也不好或者是术后病人，一个腹部检查，时间长了在屏气扫描，就存在憋不住气的风险。

有的序列，本身扫描时间就不短，采用屏气扫描的话，如果一次屏气采集完，需要病人憋气1分钟，这个基本上对于常人是很难的。可以采用分段屏气的方法，设置一次屏气最多扫描多少层，这样的话，分几次屏气扫描完，不会导致单次屏气时间过长。

举例来说：扫描一个腹部dual FFE双回波同反序列，扫描32层，5mm，需要32s。如果一次屏气的话，需要憋气32秒，这样患者很难做到。可以改成一次屏气扫描16层，在Max slices per breath hold里面输入16，这样的话，系统由于要扫描32层，分成两次扫描完，一次屏气时间缩短一半，屏气时间变成16秒，这样的话，一般稍微训练一下，患者都能完成。

采用屏气扫描的话，我们不需要看患者的呼吸曲线，但是我还是建议大家把呼吸门控（检查被检查者呼吸曲线的装置放上）。

很多使用西门子机器的用户，因为西门子系统比较喜欢用膈肌导航（或者相位导航）来做腹部，就不放置呼吸门控装置。

因为，他们的逻辑是：我既然不使用呼吸触发这种方法来扫描，平扫采用膈肌导航，不需要使用呼吸门控。动态增强，我用屏气扫描让被检查者屏气就行了，也不需要用到呼吸曲线。这样我就可以不用放呼吸门控。

这种想法，理论上没有错，但是不规范。因为，你完全看不到里面被检查者的呼吸曲线情况，在让患者屏气的时候，操作员在外面扫描，他是不知道患者屏气情况好坏的。只有图像扫描完了，出来，他才根据图像判读。这个时候，问题就来了，你说病人没憋好气，病人说我憋气很好啊。

如果放了呼吸门控装置，即使我扫描用不上，我至少能够观察到患者的呼气情况。让患者屏气的时候，能够通过曲线观察到患者屏气是否良好。不同患者屏气习惯不同。有的患者，你叫他屏住气的时候，他先猛吸一口气，再屏气。如果你没有放呼吸门控，你就不知道。你叫完屏气，点扫描，实际上，里面的患者偷了一口气，你不知道。如果有呼吸门控，你就知道，等他偷气结束后，再点扫描，就合适了。

规范操作的话，我都推荐放上呼吸门控，花不了多长时间，磨刀不误砍柴工。摆位多花10秒，外面扫描可以节约重复扫描。

二、呼吸触发（Respiratory Trigger, RT）。除了屏气，呼吸触发是用得比较多的控制运动伪影的方法。

飞利浦的呼吸门控装置，一直是采用无线蓝牙传输，不用在机器上插线，非常方便。

呼吸触发扫描，系统会检测呼吸曲线，通过参数设置，在呼气末期相对平台期，呼吸动度最小的时候，采集信号，这样的话，达到冻结运动的方法。

呼吸触发中，最重要的参数就是设置Trigger Delay延迟触发时间。

系统会自动检测呼吸曲线，当由吸气转变会呼吸时，在吸气到呼气曲线下降的中点，有一个Trigger moment触发点。这个时候如果马上采集信号的话，由于还在进行呼吸，会有伪影。

系统什么时候采集信号呢？系统会在触发点后，经过一个trigger delay延迟触发时间采集。

上面是我们推荐的trigger delay的参数设置，根据每个病人的呼吸情况，大家在临床使用中，可以调整这个参数，保证扫描采集过程尽量在平台期完成。

三、膈肌导航（Navigator, Nav）。呼吸触发扫描，存在一些问题，比如扫描小孩或者老年患者，由于呼吸动度小，可能探测的呼吸曲线微弱。或者有些病人，呼吸频率太快，根本就没有呼气末平台期，这个时候，我们还可以采用膈肌导航来做。

飞利浦和西门子都可以使用膈肌导航，而且扫描速度也不慢。GE公司原来没有膈肌导航技术，最新的机器应该是有的。

飞利浦中，膈肌导航，需要先放置一个导航条。导航条是一个利用一个二维的圆柱形脉冲激发，不停的扫描，来确定膈肌的位置。

因为，膈肌在肝、肺之间。肝脏含有氢质子，扫描图像呈白的；肺部由于氢质子少，扫描图像呈黑的。黑白之间，就可以认为是膈肌位置，通过这个来判断膈肌位置，并且模拟出扫描曲线。

通过导航方法，模拟出呼吸曲线，再采用类似呼吸触发的采集方法。（这就等于，采用的是呼气末平台期采集信号，但是没有使用呼吸门控装置，而是通过膈肌导航模拟出呼吸曲线）。

这种情况的话，呼吸补偿有两种方法，一个是Trigger，一个是Trigger and Track。

Trigger and Track的话，多了一个追踪功能。因为，随着扫描进行，有可能患者的呼吸情况有变化，膈肌中心位置发生变化，如果只采用trigger的话，会不准。采用Track，会实时real-time去校正这个位置，这样采集更准确。

四、心电同步（Cardiac Synchronization, CS）。在扫描心脏的时候，我们肯定会用到各种心电门控技术去补充心脏的运动伪影。

心脏同步技术可以用来补充心脏的运动。在飞利浦中包括：trigger, gate, retrospective。

trigger，其实就是前瞻性门控技术，Acquiring data after threshold is reached。

采用trigger以后，系统会自动识别QRS波，然后具体什么时候采集信号，会根据trigger来决定。

gate，也是一种前瞻性门控技术，Acquiring data in a certain time frame of heart-cycle。

retrospective，是一种回顾性门控技术，一般用在做心脏电影Cine序列的时候，看到的心脏电影图像，一层有很多个phase，类似很多帧画面，连续播放就是电影图，能够看到心脏在一个R-R间隙或者心动周期里面的各种时期，就是用的回顾性门控技术。这种技术，在一个心动周期不同的时相phase采集数据，最后形成一个心动周期里，连续采集的类似动画效果。Dividing the heart-cycle in different phases。

采用心电同步技术，很多技师比较关心的一个问题就是如何贴心电极。

不同公司，心电极的帖发会有差异，是飞利浦的帖发。

3. 0T中，由于磁场强度大，可能会导致心电模拟出来的T波比较高，这样有可能会和QRS波混淆，引起错误的识别。为了减小这种情况，可以采用右边的方法。

K 空间是磁共振原始数据的暂存矩阵。图像由 K 空间数据经傅里叶变换重建，中心区域主要决定对比度与大体结构，外围区域主要决定解剖细节与空间分辨率。K 空间的填充顺序由相位编码方向上的 profile order 控制，不同顺序会改变有效回波时间、回波间隔和扫描时间。

线性填充从 K 空间一侧逐行向另一侧推进，回波链中点的回波成为有效 TE，因此常用于 T2 加权成像。低-高填充先从中心低频区域采集，再移向外围高频区域，第一个回波即为有效 TE，适合需要短 TE 的 T1 加权成像；此时回波间隔近似等于 TE，回波链长度等于 TE 与 TSE 因子的乘积。

非对称填充从 K 空间一侧的部分数据开始，可在保持回波间隔的同时调整 TSE 因子、回波间隔与 TE，适合需要灵活权衡对比度与扫描时间的序列。反向线性填充从 K 空间高频一侧开始，若同时使用半扫描，可缩短回波间隔并减少相位编码步数，从而缩短采集时间。

半扫描只采集 K 空间一侧的部分相位编码数据，利用共轭对称性补全另一侧，可显著缩短扫描时间，但会降低信噪比，对运动、流动和磁场不均匀更敏感。选择填充顺序时，应同时考虑目标对比度、可接受的 TE、回波链长度、运动伪影和扫描时间，而不能只追求最短序列。

飞利浦磁共振系统的参数开放度大是出了名的，用户可以把一个2D的梯度回波序列直接改成3D的自旋回波序列，只要你有这个能力。而且很多时候，飞利浦系统，改一个对比度参数，可能影响的不止是对比度，还可能影响体素（影响分辨率）。

很多用户对飞利浦磁共振是又爱又恨啊。爱是因为飞利浦磁共振很多部位图像漂亮，参数开放度度大，可以给用户自由发挥；恨呢，也是因为飞利浦参数太多啦，而且“牵一发而动全身”，不敢去修改。

是一个常规的腰椎T2不压脂序列，大家先不关注这个序列的扫描时间。

这个序列是一个典型的TSE（快速自旋回波）序列，把TR固定到3600ms，TE（有效TE）=100ms，就算是初学磁共振的也知道这个序列是T2WI。

由于是快速自旋回波序列，所以，还有一个参数叫做TSE factor，也就是回波链。上例中，TSE factor=17。还有一个参数叫TE Spacing，回波间隙，就是两个回波之间的间隔。

总结一下上面这个序列的参数，采用TSE序列，TR=3600ms，TE=100ms，TSE factor=17，TE Spacing=10ms，体素0.8*1.32mm，扫描时间3:25min。

在飞利浦系统中，修改参数，大家不仅要关注左边的修改栏，也要时刻关注右边的信息栏。

已知，回波间隙如果越窄，图像对运动伪影越不明显，因为每个回波之间间隔小了。

理论上，回波间隙越短，在TR、TE、扫描层数、TSE factor不变的情况下，一次激发应该能扫描更多的层数。

于是，我们尝试修改TE Spacing，奇怪的事情发生了。

注意看，我其它参数都没有动，而且TR我是直接设置的固定值，我仅仅把回波间隔从10ms修改到了9ms，扫描时间翻倍了。为什么扫描时间翻倍，来检查一下，找茬，找前后两个序列有什么参数跟着变化，影响了扫描时间。

这是修改前，回波间隔为10ms的时候，发现扫描时间为3:25min。

修改以后，我们仔细分析这两个序列参数变化。（先不要去管采集带宽，梯度变化及射频功率变化）。

发现把TE Spacing，从10ms→9ms，跟扫描时间直接相关的就是Packages。就是原来用一个Package就能完成整个序列的扫描，现在不行了，必须得2个。

磁共振扫描大部分采用多片技术，什么叫多片技术呢？就是已知，在进行2D扫描的时候，一般是先激发某个特定层面，再完成这个特定层面的扫描。

在扫描第一层的时候，一般由于TR时间比较长，远远大于重聚脉冲及读出梯度的时间，在采集完第一层信号以后。会等候一个TR时间，再重复这个过程。采集完第一层信号以后，等候的这个时间就是--无效时间。这个时间，我们完全可以把它利用起来，去继续激发第二层，第三层......。

一个序列一次TR能多片激发多少层，跟这个序列的TR，TE及TSE factor，回波间隙都有关系。如果在一个TR以内不能把所有层数都激发（一个TR时间内不能采集完所有层），那么就需要分Package。

不能公司有不同的显示方式，比如GE会显示一个序列最多扫描多次层；而飞利浦是以Package来显示的。如果是一个Package代表一个TR就能激发所有层；如果两个Package，代表需要进行两次分包扫描，以此类推。Package越多，扫描时间肯定成倍增加。

我们前面这个序列，由于第二个是2个Package，所有扫描时间相比第一个翻倍，这个大家是比较好理解的。

这是一个TSE序列的简单脉冲示意图，这个大家应该非常熟悉，即一个90°射频脉冲激发，然后连续多个重聚脉冲（不一定是180°）重聚信号，采集信号，填充到一个K空间的多条相位编码线上。

回波越多（TSE factor越大）或者Echo Spacing（回波间隔）越多，相应的Shot length长度越长。

我们一个TR里面最多能扫描多次层呢？这个问题其实用数学就能大概算出来。

Max Slice Scan Per TR= TR÷（Shot Length+ Ts），这里的Shot Length可以理解为一个快速自旋回波序列采集回波持续的长度，也可以简单的把它作为最后一个回波的回波时间，即TElast。因为不管我们采集多少个回波，最后一个回波时间，会决定你整个的Shot Length。Ts代表一些系统附加的时间，理论上这个时间会非常小但是不可能为0。

Max Slice=400ms÷20ms=20。可以激发20层。当然这是理想状态下，实际上，还要考虑梯度爬升时间，设备自身的脉冲准备等附加时间。

了解了这些之后，已知了，TR、TE、TSE factor及扫描层数，会决定这个序列是需要用几个Package来扫描完。

如果我们固定这些参数（TR、TE、TSE factor、扫描层数），理论上扫描时间应该变化不大。

不要忘了，飞利浦系统特别灵活，可以修改TE Spacing回波间隙。

在K空间填充方式上，如果选择asymmetric，则可以显示TE spacing，这个时候用户可以自定义这个参数。

理论上，回波间隙越短，相同的回波数目，采集长度应该越短啊，事实也是这样，但是为什么Package变为2了呢？这是完全矛盾的呀！

回波间隙为10ms，采集17个回波，Shot Length为180ms。

回波间隙为9ms，还是17个回波，Shot Length减少到了162ms，理论上应该还可以装更多的层。也就是说在TR不变3600ms的情况下，理论上，回波间隙减少了，应该能够容纳更多的层数才对。

回波间隙为10ms的时候，Min.TR为3517ms；而回波间隙为9ms的时候，Min.TR缩短为1490ms。

很多人不理解这个Min. TR是什么意思？我们不是设置了TR吗？没错，把TR固定到了3600ms，但是为什么会有一个Min. TR呢？

要思考这个问题，可以把TR设置为shortest，在飞利浦中，如果你把TR设置为shortest，系统会自动给你算一个最优的TR。

比如这个例子，我的TE还是100ms，TSE factor仍然为17，回波间隔10ms，其他什么都不变。我只把TE设置为最小，系统给了我一个最小TE，即3517ms。

我不需要3600ms，3517ms的TR时间，就足以保证一个Package扫描完这个序列。

如果把回波间隔改为9ms，TR设置为shortest，则系统自动给你算一个1490ms的TR。这个TR时间太短，肯定不足以在一个Package里面采集完成，所以Package为2。由于TR相对于3600ms大大下降，只有1490ms，所以即使两个Package，扫描时间也短了。

有人可能就要问了，为什么系统不一个Package采集完，非得1490ms采用2个package采集完。

而且在TR设置为shortest的时候，右侧信息栏里面不会显示Min. TR，而是显示的是Act. TR。也就是实际扫描TR。

现在大家清楚了，为什么前面的回波间隔改为9，扫描时间会翻倍，因为Package多了。

为什么Package多了，因为Min. TR变少了。

在上面的例子中，修改了参数后，TE Spacing从10ms变为9ms，导致了工作有效TR的缩短。虽然我的TR设置为3600ms，但是到了1490ms以后，系统就不在去激发后面几层，让这个时间处于等待或者无效阶段。所以实际上，在3600ms的TR时间里，我们只用上了1490ms这个时间，剩余时间是无效的。

为什么要这样呢？为什么回波间隔从10ms变为9ms，有这么大的变化。

看到，在TR=3600ms，TE=100ms，TSE factor为17，ES为10ms的情况下。系统可以让TR时间内，有效的工作TR（Min. TR）达到3517ms，从而保证1个Package扫描完成图像所有层。

这个时候注意看右上角的SAR值和PNS，先不去管梯度切换及采集带宽。

当同样的条件，TR=3600ms，TE=100ms，TSE factor为17，ES为9后。虽然TR为3600ms，但是有效的工作TR只有1490ms，这个时候也就是在1490ms这个时间短，梯度会继续工作，保证继续激发下一层。由于有效的工作TR大幅度缩短，所以不能保证在1个Package解决所有扫描层面，于是系统就分包了。

系统为什么会把有效工作TR（Min. TR）缩得这么短？因为回波间隙越短，对梯度的要求会越高，而且回波间隙越短，多个重聚脉冲之间时间越短，相对来说被检查者的SAR值会升高。

当回波间隔比较短到一定程度的时候，系统会根据这些进行调整。

这两组参数的比较其实还不算太严谨，因为大家如果仔细看的话，会发现他们的WFS（水脂位移）和BW采集带宽是不同的。这些微小的参数都能够决定信噪比及扫描时间。

所有参数的讨论，只流于表面系统的显示及简单的参数原理。

而我们的同事则在工厂讨论参数，发现一天过得也非常快。

懋式百科全书已经快一年半多了，写了磁共振相关文章和内容大概160多篇，得到了大家的支持，再次首先感谢大家。

腹部的Balance序列又叫平衡式自由稳态进动序列，这个序列是梯度回波序列，但是是比较重要的一类梯度回波序列，为什么呢？

Balance序列也就是平衡式自由稳态进动序列有其自身的特点。这个序列在采集过程中，同时收集了FID、SE和STE信号。在Gx、Gy和Gz三个轴向上梯度磁场造成的正反相位变化完全抵消，这种梯度场的变化结构也使得流动信号得到补偿。因此可以抑制流动伪影。

这个序列还有一个最大的特点就是，它的对比度，既不是T2，也不是T1，而是T2/T1。

Balance序列的权重是T2/T1，所以这个序列又叫做“三亮”序列。

因为这个序列的信号强度正比于组织的T2/T1，所以那种组织T2/T1值大，那么在这个序列上面信号强度就高，所以呈现在图像上就亮。

脂肪为什么亮呢？因为已知脂肪组织的T1短，那么T2/T1就大，所以脂肪组织亮。因为水是长T2，长T1，T2比较长，所以T2/T1也比较大，水亮。同理，血液组织由于T2大，T2/T1大，所以血液也亮。

如果进行脂肪抑制的话，把脂肪高信号抑制掉，那么就是“二亮”序列，血液亮，水亮。

如果进行脂肪抑制后，在结合类似流入效应的脉冲，把静止组织抑制掉，那么就是“一亮”序列，静止的液体被抑制掉，流入的血液亮，就是血管成像。

Balance序列在临床中应用广泛，一般用来做显示脉管比较好的序列，比如：腹部的冠状位（显示胆管树形结构）、内听到显示内耳水成像、肾动脉不打药序列....。这个序列也有其缺点，主要就是这个序列的权重是T2/T1。一般软组织的T2远远小于T1，所以信号不高。软组织对比度不好。

这个序列是属于梯度回波序列，所以对磁敏感伪影比较敏感。

还有一点就是，Balance序列同时采集FID、SE和STE信号。如果每个信号相位发生偏移，则会产生黑带伪影。随着相位偏移的累积，黑带伪影越来越明显。

显示的是，非常常见的Balance序列产生的黑带伪影。这种伪影可能影响对图像的观察和判断，所以临床中，我们如果采用这种序列，需要特别注意尽量避免这种伪影。

Balance序列在飞利浦叫做Balance-FFE或Balance-TFE。由于这个序列的特点，在腹部扫描中，我们一般用这个序列做冠状位扫描。这样便于观察腹部的脉管结构及胆管形态、门静脉系统。很少把这个序列用来做横轴位，因为这个序列软组织对比度差，容易遗漏病变。

腹部冠状位扫描，一般我们的FOV都不会太小，但是扫描Balance序列很容易出现各种伪影，比如：黑带伪影，磁敏感伪影及卷褶伪影。所以大家对这个序列又爱又恨。如何做好这个序列呢？

为了保证不出现磁敏感伪影，需要提高局部磁场均匀度，采用主动匀场可以解决这个问题。另外定位的时候，把肝脏放在图像的中心，这样周边的黑带伪影不会影响到对重要组织的观察。

尽量缩短TR和TE，这样可以减少失相位，保证高信噪比和减少黑带伪影。

最重要的一点是，要让TR=2×TE，即TR的值为TE值的两倍。这样能保证，相位得到最好的纠正，减少相位偏移。

还有一点，如果这个序列采用脂肪抑制的话，可以减少化学位移伪影，这样得到的图像更好。

有了这几点，来看看如何通过常规序列改进这个参数，提高图像的质量。

我们随便托一个Balance序列的扫描卡片进入扫描界面，扫描一下看看。

这个是一个腹部冠状位Balance序列的扫描卡片。可以看看这个卡片，没有做脂肪抑制。注意观察它的TR和TE。

TR=3.0ms，TE=1.52ms，TR并不是严格的是TE的两倍。这个序列扫描出来的图像是什么样子的呢？

老实讲，这个序列扫描出来的图像，也还算可以，但是还不完美。

这个图像可以看见，黑带伪影比较少。因为我很注意定位，把肝脏放在图像中心。这个序列没有做脂肪抑制，但是图像下缘显示不好，局部皮肤高信号，并且下方有些高信号影响，还有化学位移伪影带来的勾边。

在飞利浦contrast对比度栏，在Fat Suppression，下拉菜单选择脂肪抑制。一般可以选择SPIR，SPAIR或者Proset。

选择SPAIR后，系统提示冲突，为什么冲突呢？因为我们还没有设置Inversion delay时间。已知飞利浦的SPAIR采用的是180°绝热脉冲。先选择性的把脂肪组织反转到180°，然后等脂肪过0，在施加射频脉冲。要达到脂肪抑制的效果，Inversion delay时间必须是脂肪组织过0的时间。根据公式，这个时间大概是69%×T1（脂肪组织的T1）。

根据经验和计算，我们最后把Inversion delay设置在165-185ms这个范围，这样脂肪抑制效果是最好的。第二步，就是要想办法把这个时间固定在这个范围。

黄框中，SPIAR inv.delay时间是353.27ms。显然这时间不是在165-185ms这个范围的。不对，我们得想办法把这个时间弄到这个范围。

通过修改其他参数，无法降低SPAIR的Inversion delay时间。有一个参数叫做Halfscan，也就是半扫描。

通过尝试，把半扫描因子，Half scan factor设置在0.725的时候，发现SPAIR inv. delay时间为180.44ms，达到了我们的要求。

现在来解决第二个问题。让TR完全等于两倍的TE。即TR=2×TE。现在看看参数，TR还是3.0ms，TE还是1.52ms，1.52×2=3.04ms≠TR。

我们怎么来改变TR或者TE，让TR=2×TE。可以调整WFS，也就是带宽来改变他们。

我们尝试修改带宽，注意看，TR和TE也在变化。现在TR=3.2ms，TE=1.59ms，还不是完全的两倍关系。注意这个时间SPAIR inv. delay也变了，只不过变化不大，只要不超过165-185ms这个范围。

通过尝试，让WFS=0.3的时候，TR=3.2ms，TE=1.6ms，刚好是两倍关系。另外我们检查一下SPAIR inv. delay为167.64ms，在165-185ms范围内。这样就完美的达到了所有要求。

尽量让TR最小，而且满足TR=2×TE。

带着这套参数，我们再次扫描一下Balance序列。这次的这个序列是加了脂肪抑制的。

基本上，我通过手把手的教大家修改参数，只要大家用心这样做了，在你们的飞利浦机器上都能重复做出这种图像。

时间参数与对比度

1. 磁共振参数的故事：翻转角Flip Angle

很多使用飞利浦磁共振设备的老师向我“抱怨”，飞利浦系统的参数太多，能改的也太多，经常不知道这些参数有什么意义。我就慢慢把飞利浦参数的意义，临床应用，如何修改等写出来。

我不会把整个参数页截屏，然后一个一个解释这个参数是什么意思，代表什么含义。这样我觉得，写的比较笼统和蜻蜓点水，这样写大家只能看看，扫一眼知道飞利浦参数分为哪些栏目，有哪些，哪些代表什么，但是不能真正的理解。只知道这个参数是修改那一个的，是决定对比的，还是决定分辨率的，还是控制运动伪影的。而如果不能深入理解这个参数的含义及临床应用，就不能得心应手的进行修改和灵活运用。

我经常给客户说：飞利浦的磁共振是一台钢琴，参数非常灵活，允许用户自己更改，弹奏出美妙的舞曲。就是因为飞利浦参数太灵活，太开放，不限制用户更改，所以有些老师有时候也会出现疑惑，为什么我这样改了后也能够扫描，但是图像效果不同了。

在磁共振参数中，决定图像对比度的参数非常多，都知道在SE类序列中主要是TE（回波时间）和TR（重复时间）；而在FFE（梯度回波）序列中，则主要是TE（回波时间）和Flip Angle（翻转角）。

Flip Angle翻转角这个参数，大家平时可能修改得不多。因为一般来说，各种序列的翻转角都是设置好了的。

在初学磁共振技术及序列中，我们第一个学的序列就是SE （Spin Echo）自旋回波序列。这个序列90°-180°-90°射频脉冲结构的理念已经深入人心了。基本上各个版本的教科书在介绍SE序列的时候都是这样写的。

为一个90°射频脉冲，代表这个射频脉冲的能量能够把组织的宏观磁化矢量翻转到偏离原来方向90°，基本上就是全部投影到水平方向。

翻转角越大，代表射频脉冲作用后，宏观磁化矢量偏离原来纵向的角度越大，则代表更多的投影到了水平方向（横向）。

当翻转角大于90°以后，情况又发生了变化。

为一个150°射频脉冲，代表这个射频脉冲的能量能够把组织的宏观磁化矢量翻转到偏离原来方向的150°，这样可以非常简单的通过三角函数计算出，组织的宏观磁化矢量在水平方向上的分量为Sin（180°-150°）=1/2。

在翻转角范围（0°~90°），翻转角越大，宏观磁化矢量在水平方向上的分量越大，这样理论上产生的磁共振信号越强，信噪比越高；而在翻转角范围（90°~180°），翻转角越大，宏观磁化矢量在水平方向上的分量越小，理论上产生的磁共振信号越弱，信噪比越低。

教科书中，大部分写的自旋回波序列（SE）或者快速自旋回波序列（TSE）的翻转角（激发角）为90°，所以大家很少去改这个参数。

而如果留心的用户，会发现在飞利浦系统默认的扫描卡片中，T1WI SE序列的翻转角并不是90°，T2WI SE序列则是90°。

在飞利浦3.0T的Ingenia系统中，头颅T1WI SE序列，系统默认的翻转角Flip angle是70°，不是我们教科书常说的90°。

而在T2WI TSE序列中，系统默认的翻转角是90°。

为什么T1WI SE序列，翻转角不设置为90°呢？

在做T2WI权重图像的时候，我们希望尽量削弱T1对比度对图像的影响，这也是为什么需要延长TR，这样不同组织都能够在纵向弛豫上得到恢复，图像的T1效应被削弱。

而在做T1WI权重图像的时候，采用的是短TR，我们不希望不同组织都能够在纵向弛豫上充分恢复。而如果翻转角越大（在0°~90°范围），信噪比确实可以提高，但是图像的组织对比度下降了。

上面一组图像中，从左到右，翻转角依次为70°、80°、90°。如果大家仔细看得话，显示最右边的图像（翻转角为90°的），信噪比最高（怎么看信噪比高，这个图像跟左边的比，显得非常透，没有什么颗粒感）。

如果大家关注的是颅脑的灰白质对比度，则仔细看从左到右的图像，左边的图像颅脑的灰白质对比度最好，右边的最差。

在T1WI SE序列中，在一定的翻转角范围内（60°~90°），翻转角越大图像信噪比越高，但是对比度变差；翻转角越小，图像信噪比越低，但是对比度会提高。

在SE序列中，翻转角也不能太小，这个和梯度回波不同。

上面这一组图，其他参数都相同，唯独翻转角不同。其中一个翻转角为70°，另一幅为90°。哪一幅图像翻转角是70°呢？

答案很简单，就看哪一幅图像灰白质对比好，或者哪一幅图像信噪比要稍微差一点。

有的时候，我们人眼分辨信噪比高低能力很弱。除非两幅图像信噪比差别太大，一副图像全是噪点，另一幅图像非常透。要通过分辨信噪比差别来看有点困难。但是通过看灰白质对比，哪一幅图像好，我相信大部分影像科大夫都能回答这个问题。

没错，右边的图像，明显灰白质对比好于左边的，所以右边的图像翻转角是70°，左边的为90°。

在自旋回波序列中，即使翻转角不等于90°，射频脉冲的翻转角也是大角度（＞60°），因为为了保证信噪比。

一般自旋回波序列的翻转角范围在60°~90°之间。角度太小信噪比不高，图像的对比度太偏T1；角度太大（＞90°，甚至＞120°），则序列又偏向反转恢复序列（Inversion Recovery）或者饱和序列。

翻转角越大，理论上TR也会延长。因为翻转角越大，宏观磁化矢量偏转角度越大了，在水平方向分量越大，在纵向方向分量越小，那么组织恢复到纵向弛豫所需要等候的时间就越长，也就是TR就会相应延长。

而如果翻转角不等于90°，则可以通过翻转角和TR的合理组合，得到一个最佳的翻转角，产生一个最佳的T1WI对比，这样TR也可以缩短，也节约了扫描时间。

写到这里，可能有老师要问，为什么翻转角增大后，图像的对比度下降呢？

这是因为，翻转角越大，MTC磁化传递效应越重，含蛋白的图像对比度则下降。

不同于自旋回波序列，梯度回波序列，由于没有采用180°重聚脉冲，并且采用小角度的翻转角进行，所以一般TR都非常短，这样节约了扫描时间。

在梯度回波序列中，决定图像对比度（权重）的不再是TR了，因为梯度回波序列的TR都非常短，而是TE和翻转角。

这里大家想一下，翻转角FA越大图像是越偏T1权重呢，还是越偏T2*权重。

在同样TR短的情况下：如果翻转角越大，则宏观磁化矢量在水平方向分量越大，在纵向分量越小，那么不同组织由于T1纵向弛豫不同，恢复到纵向的能力不同，则不同组织之间的T1差异得意保留，图像偏T1权重；如果翻转角越小，假设翻转角非常小（5°），则宏观磁化矢量在纵向上有很多保留，经过一个非常短的时候，所有组织都能够完全恢复纵向磁化矢量，则不同组织之间的T1差异被抹平，图像偏T2*权重。

左、右两边图像，一个翻转角为18°，一个为80°。翻转角越大图像越偏T1权重，图像中脑脊液是低信号；翻转角越小，图像越偏T2*权重，图像中脑脊液是高信号。

所以存在一个角度，叫做Ernst角度。他也是因为对磁共振的贡献而获得了1991年诺贝尔化学奖，他是最早将傅里叶变换技术用到磁共振图像重建中的。

Ernst Angle是什么意思呢？是指当TR比较短的时候，存在一个最佳的角度，这个翻转角使得一组给定组织在特定的TR中，能达到最佳的信噪比。

最后大家要记住，翻转角不等于90°的话，会存在残余的纵向磁化矢量。如果＜90°，则这个残余的纵向磁化矢量在正向；如果＞90°，则这个残余的纵向磁化矢量在负向。

2018年快结束了，今年又把一年的飞行纪录刷新了，截止到尽头，已经飞了115次，全年飞行距离237069公里，飞行时间325小时。后面离2019年还有2周，估计会突破飞行120次。

现在深刻地理解了这句话：别人只在乎你飞得高不高，只有你自己知道你飞得累不累！

写文章已经成为我生活的一部分，成为我解压的一个方式，也成为我和大家沟通的一个媒介。

文章即将写完，一写文章我就进入了忘我的状态，非常温暖，不知不觉中午12点了，突然有敲门声，原来是同事给我点的外卖。感觉非常温暖，感谢大家！

2018. 12.21 于 海丝 泉州

上面一讲内容，我们介绍了磁共振中一个比较常见但是容易被忽视的参数--Flip Angle翻转角。

无论是翻转角（激发角），还是重聚角，都是对射频脉冲效果的一种描述。

在飞利浦系统中，参数列表的对比栏里，Refocusing Control是用来控制TSE（快速自旋回波）序列中的重聚焦脉冲角度的。

而在学习磁共振快速序列中，印象最深的序列当然是TSE（Turbo Spin Echo）序列：90°后面跟多个180°重聚角脉冲的结构也是深入人心。

在经典的SE序列中，层面选择梯度和90°射频脉冲配合，先选择激发一个层面，然后开启相位编码梯度，再层面选择梯度和180°重聚焦射频脉冲的作用下，进行质子群的聚相位作用，最后在频率编码梯度（读出梯度）开启的情况下，读出信号。

上面这个动图清楚的说明了SE序列的时序效果及信号产生的机制。

SE序列一个最大的不足就是采集信号效率低，也就是扫描速度慢。一次90°射频脉冲激发只能采集一次自旋回波信号，填充在一条K空间相位编码线上。

如果一次90°射频脉冲激发后，能够利用多个180°重聚脉冲采集多个自旋回波信号，填充在多条K空间相位编码线上，那么采集效率就大大提高，扫描速度也成倍缩短。这个就是早期的磁共振快速成像的原理，也就是早期的（Rapid Acquistion with Relaxation Enhancement, RARE）序列。

不同公司该序列名称不同，但是根据原理，可以把这类SE的序列称为快速自旋回波序列，区别于普通的自旋回波序列。

在飞利浦系统上，SE序列用户是找不到Refocusing Control这个参数的，系统会自动定义重聚角角度，一般是180°。而在TSE序列上，用户在对比度栏中，可以发现这个参数，这个参数就是控制重聚集角度的。

二.重聚焦角度 Refocusing Control。在信号没有完全衰减的情况下，可以通过多个180°重聚焦脉冲进行信号的重聚，采集信号。

在飞利浦系统中，如果是TSE序列，则在参数对比栏中，可以显示该参数。

在参数对比栏中，TSE类序列可以显示Refocusing control，注意单位angle（deg）是角度。

大家如果再仔细看得话，会发现，这个重聚焦脉冲角度并不是我们经常讲的180°，在飞利浦原始卡片中，该角度设置的是120°。

我们通常讲快速自旋回波序列，是一个90°激发脉冲配合多个180°重聚角脉冲产生多个信号。但是在实际应用中，我们很少（全部）采用180°重聚角脉冲进行信号的重聚。

SAR值和磁共振主磁场的磁感应强度（场强）平方成正比，也和射频脉冲角度平方成正比。

的公式，在同样条件下，3.0T磁共振的SAR值比1.5T是4倍，而不是两倍。同样，180°射频脉冲产生的SAR值是90°的4倍。

三.非180°射频脉冲也可以对信号进行重聚。这里还要说明一个最重要的观点，就是并非只有180°射频脉冲才能对信号进行重聚。非180°射频脉冲也可以对前面未完全衰减的信号进行重聚。

在梯度回波序列中，当TR比较短的时候，在两个TR间隙中，水平方向产生的横向磁化矢量还没有完全衰减的情况下。

一个小角度脉冲（＜90°），可以产生自由感应衰减信号（FID）。

两个小角度脉冲（＜90°），除了产生自由感应衰减信号（FID），还可以产生类似自旋回波信号（SE）。

三个小角度脉冲（＜90°），产生的信号就更复杂了，除了自由感应衰减信号（FID）和自旋回波信号（SE），还会产生刺激回波信号（STE）。

这也是为什么并非180°的射频脉冲也会对质子的相位进行重聚产生类似自旋回波的信号。

为什么在磁共振序列中发现，Refocusing Control重聚角经常不是教科书写的180°，而是其他角度，类似120°或者140°或者其他呢？

这是因为如果再TSE序列中，每一个回波均采用180°射频脉冲进行重聚焦的话，那么SAR值将会明显升高，影响序列的扫描。

180°射频脉冲和小于180°的射频脉冲比较，一般来说脉冲的持续时间不同。激发角度越大，一般来说，射频脉冲的持续时间越长。在TSE序列中，每一个回波均采用180°射频脉冲进行重聚的话，那么这个脉冲本身占的时间就长，每一个回波之间的回波间隔就大，而这样又会限制回波链长度，或者延长TR，导致扫描时间延长。

我们经常可以在TSE序列中发现，重聚角度并不是180°。

非180°射频脉冲对信号的重聚效能是低于180°的。

注意看，和的参数。来找茬，这两个参数哪些是不一样的呢？

前后，我就修改了一个参数，就是Refocusing control的角度。我经常讲，磁共振参数，牵一发而动全身，在飞利浦系统上更是这样。很多用户说，我就修改了一个参数，为什么变化这么大。

看看其他不变，Refocusing control角度使用的是180°，扫描时间变成了3:36min和下面的1:48min几乎是一倍关系。因为package多了。为什么package多了，非常奇怪，对吧，TR，TE都不变？因为采用180°射频脉冲，产生的SAR值高，机器强制让序列分包，所以从2个包分为4个包，扫描时间翻倍。

然后注意右侧栏一个参数，叫做TEeff/TEequivalent。TEeff这个参数是快速自旋回波里的，代表填充K空间中心的TE的值，也就是决定图像权重（对比度）的TE的值。而TEequivalent代表实际上产生的等效权重效能。

如果采用180°重聚脉冲进行重聚的话，我们设置的TEeff是80ms，产生的等效TE，TEequiv也是80ms。

而如果采用120°重聚脉冲进行重聚的话，我们设置的TEeff是80ms，产生的等效TE，TEequiv是72ms。

用户设置的重聚角度越小，产生的等效TE，TEequiv越小。

四.飞利浦系统中的Refocusing control设置。在飞利浦系统中，如果是TSE序列，打开参数对比栏，可以发现Refocusing control。

飞利浦系统中，用户是可以进行重聚焦角度的设置的。

打开下拉菜单，有4个选项。

如果用户选择no的话，不代表没有重聚脉冲角度了啊，注意。选择no的话，代表使用系统自定义的重聚角脉冲角度。第一个重聚脉冲角度为180°，后面的一系列重聚脉冲角度为160°。

如果选择constant，可以自己在30°~180°范围之间，任意设置一个角度。比如，如果选择constant，然后在角度里面输入120°。则代表，第一个重聚脉冲角度为180°，后面的一系列重聚脉冲角度为我自定义的120°。

在最新的飞利浦系统上，在修改Refocusing control的时候，又多了一个选择，即T2-optimized和T1-optimized，针对不同对比度的序列。

这个选项是什么意思呢？就是PSS（Pseudo Steady State, PSS），翻译成类稳态比较合适。

对一个T2W-TSE序列进行重聚脉冲角度的优化设置，选择T2-optimized，会出现下面三个角度，让用户自定义，需要输入一个最小角度，一个中间角度，一个最大角度。

这个参数实际上就是让选择一个可变的重聚角，这样形成的信号比较稳定，能达到一个稳态。

在T2W-TSE序列中，注意，修改完这个参数后，相对信噪比大幅度上升，扫描时间缩短了很多，SAR值降低了很多。

很多用户在刚开始使用这个参数的时候，都会非常兴奋。因为按照我们的推荐标准，在T2W-TSE序列中，使用PSS，三个角度设置，最小角度：80°；中间角度110°；修改完，敲一下回车，发现相对信噪比直线上升，有的序列升高到了144%，有的序列到了166%。扫描时间也下降了，因为TR时间下降，而且SAR值降低。

大家一定要注意TEequiv时间。看看上面的例子。修改完参数后，所有指标都得到了令人满意的提高，但是TEequiv降低了。我们设置的TE为90ms，而得到的等效TE实际上只有56ms了。修改完后，一定要注意增加TE。

PSS这个参数使用后，可以改善图像质量，提高图像的锐利度，而且对血管搏动等伪影也有很好的改善。在很多T2W-TSE序列中，我们都在Refocusing control中选择了T2-optimized，进行PSS的使用。

很多使用GE磁共振的用户都知道，GE中有一个叫做Tailored RF的技术，也就是经过修正的射频脉冲，有的书籍把它翻译为裁饰脉冲。使用这个技术，同样能够在FSE序列中，降低SAR值。这个技术改变头两个回波链的脉冲角度，使回波幅度保持相对的稳定，并且没有采用180°重聚脉冲，可以降低SAR值。

这个应该是Siemens新系统的操作界面，修改翻转角也是非常容易的。

3D序列和2D序列有非常大的区别。

把3D序列单独提出来，说明重聚角对3D序列影响也非常大。

这里讲的3D序列主要是指3D的自旋回波序列。3D TSE序列和2D TSE序列有什么不同呢？

主要区别有：3D序列的回波链TSE factor都非常长（多）；3D序列的回波间隔ES都非常小；3D序列的重聚脉冲角度也都比较小，而且经常采用可变的重聚角。

因为3D序列的回波链长，所以理论上3D序列不可能采用180°这种大角度重聚脉冲进行信号的重聚，否则SAR值会非常恐怖。

注意看，飞利浦很多3D TSE序列，TE时间是300ms，很多老师说这么长时间，都快水成像了。

有的3D TSE T2WI序列，TE时间显示的是232ms，可能很多人觉得太大了，已经达到重T2效果了。这个时候，一定要注意查看右侧信息栏里的TEequiv，其实TEequiv只有105ms，所以基本上还是T2权重。

由于3D TSE序列回波链长，一次激发可以采集几百个回波，所以这里用说明不同射频角度的脉冲对序列信号产生的影响。

这种情况，如果填充到K空间中，会形成非常大的模糊效应，并且序列SAR值非常高。

可以发现仍然是第一个回波信号强度大，随着TE时间延长，后面回波信号强度不断下降，变化幅度没有a大，但是比b大。

一开始的重聚角度大，中间角度小，后续随着信号下降，重聚角慢慢变大。这样的话，除了第一个回波信号强度比较大，后面的信号会逐渐形成一个稳态。

可以注意三家公司的3D自旋回波序列名称。

磁共振序列的命名及名称（不同厂家之间的序列名）（一）。飞利浦公司，3D自旋回波序列一般叫做VISTA，Volume ISotropic Turbo spin echo Acquistion。

西门子公司，3D自旋回波序列一般叫做SPACE，Sampling Perfection with Application optimized Contrast using different flip angle Evolution。

GE公司，3D自旋回波序的商品名称是CUBE，序列主要采用3D-FSE-XETA，3D Fast Spin Echo with an eXtended Echo Train Acquisition。

这里，三家公司的3D序列，从命名中都能看出来，除了强度volume（三维激发，3D采集模式）和Isotropic（各项同性，几何保真），还重点强调了对射频脉冲重聚角度的优化。

比起2D序列，3D TSE序列，更需要可变的重聚脉冲角度，因为通过这种角度的设置，能够使后面采集的信号，达到一个相对稳态，这对3D TSE序列的图像质量至关重要。

文章写完了，到了总结时间。射频脉冲重聚角度其实是一个非常重要的参数，不仅会影响图像对比度，信噪比，扫描时间，还会影响SAR值，这个对于检查序列及磁共振安全是非常重要的内容。

赶着25号必须写完，是因为今天晚上必须要飞回成都，后面要做扁桃体切除手术。

磁共振参数的故事：如何优化头颅3D T1WI

磁共振参数的故事系列主要是针对磁共振参数方面，如何通过修改参数来达到提高图像质量或者缩短扫描时间或者优化图像对比等的目的。

很久没有写磁共振参数的故事系列了，很多读者在后台留言，非常喜欢这个系列，觉得实战性非常强，通过阅读完文章，尝试采用文章的方法进行参数修改，能够到达一个比较好的效果。而且最重要的在于，通过文章，可以自己去修改，自己去实践，加深对参数的理解。

现在越来越多的医院做头颅采用3D序列来做，相比于2D序列，3D序列的优势在于可以做各项同性体素成像，这样方面任意方位进行多平面重建。在头颅增强扫描中，采用3D增强有很多优势。

头颅增强扫描的一些建议及方法技巧。基本上主流公司都有用于头颅的3D T1WI各项同性序列，有的公司这个序列名字叫做MP-RAGE。而在飞利浦上该序列的名称是T1W_3D_TFE。

飞利浦公司，该序列名称为T1W_3D_TFE。

GE公司，该序列被称为3D FGRE。

三家公司中，该序列都是采用的3D采集模式，扫描的序列主要是梯度回波序列，但是在之间加了一个磁化准备脉冲，一般该准备脉冲采用180°反转脉冲，这样做的主要目的是增加图像的T1权重或者叫做组织的T1对比度。

在很多场地培训的时候，都会专门优化这个序列，发现这个序列有非常大的优化空间。

依次从Philips文件夹，Brain文件夹，T1WI文件夹里找到sT1W_3D_TFE序列。其中的前缀s代表使用了并行采集SENSE技术。

熟悉我的老师知道，对图像要求有点近似洁癖，这种图像整体来看不错，但是有没有改进空间呢？或者图像质量，或者扫描速度，有没有改进空间。

仔细观察颅底结构，还是有些不完美，特别是在上颌窦，筛窦等部位的显示上，有一些小的勾边存在。鼻咽后间隙的对比度及显示也还可以再提高。

有没有方面可以优化呢？当然有，我反复研究了这个序列的参数，发现通过修改参数，不仅能提高颅底结构的显示及清晰度，还可以降低扫描时间。

是原始序列参数，看采集体素是1.0×1.08×1.0mm，有一个方向的体素并不是完全是1.0mm，当然基本上可以近似看做各项同性。

在对比度栏检查，注意TR时间是8.3ms，TE是3.9ms。因为该序列的对比度取决于准备脉冲。TR和TE越短，信噪比越高，采集的回波间隔越短。

第一步注意，我先把多源射频打开，这个是飞利浦比较有特点的。在3.0T上，飞利浦可以采用多源发射，这样特别是在体部及颅颈交界的位置，能够保证B1场更均匀，消除介电伪影及图像的不均匀效应。

为了保证图像对比度更好，需要缩短回波间隙。在TFE序列中，可以把采集模式从多激发尽量修改为单激发single-shot，这样每个回波之间的间隔更短。

shot interval原始序列是3000ms，有点长了，这个值越长，图像的模糊效应越重。根据经验，把它修改为2000ms。

这个时候，出现使用飞利浦系统大家最怕遇到的，出参数冲突了。飞利浦的参数修改非常灵活，允许客户随意修改。当然有时候修改得不对，可能会出现参数冲突，系统出现红感叹号提示有冲突。

出冲突不要紧张，先看提示，系统会提示怎么修改可以避免冲突，让系统允许用户扫描。一行提示，就是因为把shot interval修改短了。因为采用single-shot单激发做完，那么分辨率这么高，把shot interval修改短了，系统觉得这个值太多，无法做到。

继续在对比栏找。3D_TFE的T1对比主要是靠准确脉冲完成的，所以如果需要提高T1对比，需要在准备脉冲上面做文章。

找到TFE prepulse，这个序列的准备脉冲一般都是反转脉冲invert。这里最重要的一个参数是类似于反转时间TI（Inversion Time），也就是反转后到形成对比开始激发的延迟时间delay。

这个时间，在做头颅的T1WI-IR（又公司又叫T1-FLAIR）的时候都会设置。一般经验是做成人设置为800ms，做儿童要提高对比，这个时间还需要延长，一般延长到1000ms比较好。

根据我的经验，一般来说在成人，这个值在800~900ms比较好，做儿童可以设置在1000ms。把它设置为900ms吧。

回过头来处理冲突的问题。如何消除冲突，非常简单，调整采集带宽。原始序列设置的采集带宽比较小，但是水-脂位移大，所以颅底容易勾边。

把WFS设置为1.5个体素，刚好冲突消除，带宽也不大，也能保证信噪比。最重要的是，注意扫描时间和体素。

这样一波操作以后，体素变成了纯的1.0mm×1.0mm×1.0mm，而扫描时间变成4:32min了。

修改前的原始序列，扫描时间5：29min，体素有一个是1.08mm。TR是8.3ms。

注意看修改后的参数，扫描时间变为4：32min，节约了1分钟。体素三个方向全是1.0mm。TR缩短到6.0ms。

注意看相对信噪比下降了？因为采集带宽变大了，水-脂位移小了。

这也是为什么很多头颅3D扫描采用矢状位来做，因为矢状位的话，在采集方向，头颅两边没有组织了，没有卷褶风险。

不是说3D序列不能做横轴位，如果你想用横轴位，则需要在层间方向使用过采样，这一点希望注意。

在上海华山医院扫描的术中磁共振，由于需要做术前导航，都采用这么薄的3D扫描，而且临床外科医生需要看横轴位。3D扫描，体素各项同性，各个方位可以任意重建。

修改参数后，做的图像，扫描时间节约了1分钟，图像也非常清楚，灰白质对比，信噪比也十分好。

可以发现，颅底结构非常清晰，没有前面的勾边了，而且鼻咽部，咽后间隙、咽旁间隙都非常清晰。

而这样调整之后，也不会影响到头颅里脑灰质-白质的对比，对比非常理想。

通过这种方式优化参数，达到了缩短扫描时间，提高了颅底结构显示及清晰度的效果。这种方法是不是非常实用。

飞利浦参数多，开放度大，对于有些用户来说很头疼。如果有心自己研究参数，可以发现好多可以再调整，再优化的地方。

磁共振系统是一个平台，而参数调整给了大家发挥的空间和能力的展示。

可以发现这个参数是一个典型的T1WI，TR=500ms（参数里设置的TR范围为500~699ms），TE=17ms。

这个时候，我尝试了一个修改，觉得TE=17ms有点大，想把它略微降一点。

这个时候，奇怪的事发生了，如果大家留意的话，就能发现有什么奇怪。

通过把TE缩短，发现相对信噪比Rel. SNR也有变化。相对信噪比是和修改前以后相比的一个相对比值，不是一个定理的值。

我们传统认知上，TE缩短了，也就是回波时间缩短了，如果其他参数不变，则信噪比会升高，也就是相对SNR会增加。

然后，将TE从17ms缩短到15ms之后，看到信噪比，不升反降。相对信噪比变成原来的93%，也就是降低了一点。

传统上，其他参数不变，TE越短，SNR肯定越高。随着TE的延长，信号衰减，则图像的SNR肯定降低。

说明，在我们修改TE后，肯定还有其他参数跟着变化，否则无法解释。

我们仔细比较一下这前后参数，看大家看出来有哪些不同没有？

刚开始，用飞利浦设备，可能很多老师不太熟悉，因为参数太多了，经常看得眼花缭乱。

Philips磁共振操作之扫描卡片。Philips磁共振操作之参数 Contrast。Philips磁共振操作之参数 Contrast（2）。Philips磁共振操作之参数 Contrast（3）。如果，大家只看参数栏左边，肯定找了半个小时，都没发现除了TE之外，还有什么不同。

一定要请注意，在修改参数的时候，不要只盯着参数栏左边看。注意参数栏右侧！

参数栏右侧，是信息栏，一般会详细的显示各种参数细节。

在想想，除了传统的TE、TE、空间分辨率等参数，还有哪一个参数会影响信噪比呢？

飞利浦的带宽是以WFS来表示的，其中在右侧参数栏列出了水-脂位移的程度（大概有多少个体素），而后面BW（Hz）则是采集带宽信息，表示每一个体素占多大的带宽。

修改前，采集带宽为205.3Hz，这是每一个体素占的带宽。

注意看，修改之后，采集带宽变成了每个体素占250.8Hz。也就是每一个体素占的带宽增加了。

而我们的空间分辨率信息没有变化，频率编码方向的矩阵不变，则总的采集带宽是增加了的。

也就是，修改前和修改后相比，除了TE缩短，采集带宽增加了。

眼尖的老师可能还注意到，除了采集带宽不同，还有参数有区别。

在这个T1WI序列中，TR固定，TSE factor回波链固定，TSE es回波间隙为8.5ms。

修改之后，TR不变，TE缩短了，回波链还是3个，而TSE es回波间隙已经缩短了，从8.5ms自动降成7.5ms，shot也缩短了。

原因还是在于，我们并没有把采集带宽给锁死（取一个固定值），而是设置为最大或者最小。系统会跟进参数设置，优化一个采集带宽。

当TE缩短之后，TR还是500ms，回波链也不变，这个时候，不需要这么长的TE，势必需要让采集速度加快。采集带宽越大，其实采集的速度越快。

而且由于TE缩短了，回波间隙也会发生变化，缩短。除非把回波间隙设置一个固定值。

有老师要问，我就想只缩短TE，其他参数，包括采集带宽，回波间隙都不变呢？

那也可以，就是在设置参数的时候，把这两个条件定死。则修改TE之后，这几个条件不变。理论上，SNR会升高。

磁共振参数的故事系统是深度剖析磁共振参数，将一个个复杂的影响图像质量的参数进行详细解析：

在磁共振的序列参数中，几个非常重要的参数都十分清楚，包括：TR、TE及翻转角Flip Angle。

本章要讲的这个参数，或者说一个特征值，叫做Ernst Angle，也就是恩斯特角，它是以著名的科学家，诺贝尔奖获得者Ernst恩斯特来命名的。

Richard Ernst恩斯特，1933年生于瑞士，他和磁共振现象的发现者布洛赫是同胞。

由于恩特斯对磁共振成像的贡献，他首先引入傅里叶变换对二维磁共振图像进行重建，这种突破使得磁共振成像应用临床成为可能。恩斯特也因此获得了1991年的诺贝尔化学奖。

磁共振信号的产生和本身组织的特性（T1、T2、氢质子密度等），磁共振序列扫描参数及磁共振成像设备都有关。

由于要获得一副图像，需要多次射频脉冲激发（单激发除外），所以每一次激发之前，可能组织的纵向磁化矢量都不同，这取决于TR长短。

如果一个序列TR比较短并且是个固定值，那么对于任意一个已知T1值的组织来说，都存在一个最佳翻转角，使得该组织的信号强度最大。

试想一下对于某一组织其T1值固定，序列的TR固定，当翻转角在0~90°之间时，随着翻转角增大，该组织被偏转到水平方向分量越大，得到的信号强度越大；随着角度进一步增加，虽然该组织在水平方向的分量越来越大，然而在同样的TR时间里，该组织的纵向恢复并不充分，下一次激发的时候其磁化矢量被部分饱和，随着角度变大，得到的信号强度又逐渐变小。

这个时候存在一个最佳的翻转角，使得该组织在这个角度得到的信号强度最大，这个最佳翻转角又叫做恩斯特角（Ernst angle），或者叫做恩斯特最优角 optimum flip angle。

根据公式计算这个角度，Ernst angle=arccos(e ^-TR/T1)。对于一个已知的TR和T1，都有一个固定的Ernst angle。

θopt=arccos（e^-TR/T1）。

可以看出，组织的T1值越长，采用最佳翻转角后信号增加的幅度越大。对于不同T1值的不同组织，最佳翻转角大小也是不同的。对于T1WI序列，最佳翻转角针对的是某一具体T1值的组织，如果需要突显该组织，可以采用该组织的最佳翻转角。但是对于T2*WI图像或者PDWI图像，最佳翻转角并不一定是最适合的翻转角，这一点需要注意。

对于TR比较长的情况或者TR＞＞T1，则恩斯特角并不适用，此时肯定采用90°的翻转角得到的信号强度最大。

这也是梯度回波序列采用小角度激发的理论依据，因为一般梯度回波序列为了加快扫描速度，TR都比较短。而TR短，那么就可以采用Ernst angle来设置合适的翻转角。

在飞利浦的系统上，说明书了给了一个最优（或者最佳）翻转角的表格。但是这个表格没有说明是针对那种组织（具体的T1值）。

系统推荐的值是以颅脑为例。一般脑白质的T1值大约为800ms。

根据恩斯特角的公式，假设T1=800ms，TR=3000ms（长TR，T2WI中的TR设置），则计算出来Ernst角为89°，差不多是90°。

而如果TR=500ms，则计算出来此时的Ernst角为57.6°。

而如果TR再缩小，比如仅仅只有100ms，则算出来的Ernst角只有28°。

同样采用SE序列进行头颅扫描，TR均为560ms。左边的翻转角为90°，右边为69°，可以发现明显右边的图像灰白质对比度好于左边。

这是因为按照颅脑组织在1.5T下的平均T1值（700ms）计算，当TR为560ms时，其最优的翻转角差不多为69°。

注意观察自旋回波的T1WI序列，有时候翻转角并不是90°，就是这样来的。

而对于SE中的T2WI序列，由于为了保证足够的T2权重，一般TR都比较长。所以当TR特别长的时候，或者TR>>T1的情况下，此时翻转角采用90°可以保证得到最大的信号强度。

2. 磁共振参数的故事：TE

本章磁共振参数的故事，讲一个基本上操作过磁共振的技师和医生都知道的参数--TE。

有老师可能会说，李老师你怎么越讲越简单，TE是多基础的一个参数啊，怎么突然讲这个。

越简单的东西，越容易犯错或者混淆。TE确实简单，但是有很多点可以讲。

回波时间TE和重复时间TR是控制序列权重，影响图像对比度最重要的两个扫描参数了，在很多公司都把这几个参数归到对比度栏里。我们首先来看看传统的磁共振序列中对于TE的定义：

回波时间（Echo Time, TE）是指从射频脉冲激发到形成最大回波的时间。TE有时候也表示为Time of echo。

这个定义是比较清楚的，简单来讲就是从90°（也不一定必须是90°）激发脉冲开始，到形成磁共振信号（回波）的最大的时间间隔。

经典的自旋回波序列又叫对称自旋回波序列，可以看到180°重聚脉冲刚好位于90°激发脉冲和自旋回波信号中点的中心，90°射频脉冲到180°重聚脉冲的时间间隔和180°重聚脉冲到回波信号中点的时间间隔相等，都是τ，这种时序上的对称性确保了当TE=2τ时，水平方向上每一个质子的相位都刚好保持一致，得到的信号强度最大。

在经典的自旋回波中，一次激发只采集一个回波，对应唯一的一个TE。延长TE，等于信号的采集时间往后推迟，信号会随着时间衰减，所以信噪比会下降。TE越长，组织的横向弛豫越充分，其T2值对图像的影响越大。TE越短，得到的信号强度越大，图像的信噪比越高。假设TE无限短（接近于0），则信号刚产生还没有进行横向弛豫就被采集了，则组织的T2值对图像基本上没有影响，T2权重被消除了。

在经典的自旋回波序列（SE）和梯度回波序列（GRE or FFE）序列中，TE的定义是非常明确的。因为在每一个TR内，每一次射频脉冲（激发脉冲）只产生一个磁共振信号（回波），获得一个固定TE的回波，填充K空间相位编码线。这些序列的对比度是比较容易确定的，TE的定义也是简单明晰的。

TE越长，图像的T2（或T2*）权重越大；TE越短，图像的T2（或T2*）权重越弱。

TE越长，得到的磁共振信号就越弱（因为采集时间延后，信号衰减更大了）。

TE在磁共振序列中，主要决定图像的T2对比度，这一点应该很好理解。如果TE远远大于某种组织的T2时间，则在采集信号的时候，该组织的信号已经完全衰减了，采集不到。

正是由于不同的组织的T2值不同，才能够使得图像产生对比。

和上表所示，T2值越短的组织，横向驰豫越快，同样时间残留的磁化矢量越少，得到的信号强度越小。通过控制TE则能够使得不同T2值的组织得到显示。

都觉得TE的定义非常简单明了，但是实际上不是这样的。以上的TE对于经典SE序列和梯度回波序列是非常固定的，就是一个TE值，而对于其他序列则不同。

对于经典的自旋回波序列和梯度回波序列，一次激发，只采集一个信号，也就是一个TR内，一个回波只对应一个TE，非常方便体现序列的权重及对比度。

而对于快速自旋回波序列，一次激发采集多个信号，在一个TR内，有多个回波对应了多个TE，所以需要清楚到底是哪一个TE决定图像对比。由于K空间中心的数据主要决定图像的对比，所以把填充K空间中心相位编码线的回波对应的TE叫做快速自旋回波序列的有效TE（Effective TE, TEeff）。在用户进行参数设置的时候，调整的TE即为有效TE。

不同颜色表示不同TE的回波，第三个回波也就是红色的回波信号刚好填充K空间中心，所以该序列的有效TE就是红色回波对应的TE。

一般对于TSE序列，一次射频脉冲激发会采集多个回波信号，每个回波信号其本身的TE都不同，系统不可能把所有的TE时间列出来。磁共振系统怎么显示TSE序列的相关TE呢？当然就把决定对比度的TE，也就是有效TE（TEeff）列出来就可以了。

比如一个TSE序列，回波链（TSE factor）是20，一次射频脉冲激发就会采集20个回波，那么系统显示的TE=100ms，可以认为这个100ms就是有效TE，主要决定这个序列对比度的TE。

主要是根据TR时间，回波链以及K空间的填充顺序。

如果一开始就把第一个回波或者前几个回波填充到K空间的中心，那么有效TE时间就比较短，这种图像一般由于短TE，比较偏向T1权重。

如果是回波链比较多，顺序填充，把采集的中间回波填充到K空间的中心。则有效TE时间一般比较长，这种图像一般由于长TE，比较偏向T2权重。

除了传统的TE，有效TE，在有些序列中还存在等效TE这个概念。

比较特殊的是3D的自旋回波序列，该序列主要采用小角度的射频脉冲进行重聚，其中重聚角度对于序列的对比度影响是比较大的。此时，决定图像对比度的不是有效TE，而是等效TE（equivalent TE, TEequiv）。该等效TE值是系统根据有效TE大小及重聚角度进行计算的，等效TE才是真正的反映3D自旋回波序列对比度的参数。一般的磁共振界面除了显示有效TE值，还会显示等效TE值，方便用户通过该值判断图像的对比度。

表示一个3D自旋回波T2WI序列的参数信息栏。TEeff代表有效TE，显示为232ms，这个值是非常大的，理论上如果是该值决定对比度则得到的图像是类似水成像的重T2。TEequiv才是代表该序列对比度的TE值，该值为105ms，说明这个序列还是T2权重。

小角度的重聚角对不同对比度的序列影响也是不同的，主要是对T2WI影响较大，而对于T1WI则影响有限。对于3D自旋回波的T1WI，可以近似的认为TEeff≈TEequiv。

为什么很多3D序列中，有效TE和等效TE差距这么大呢？这还是由于重建脉冲的角度并非180°，而是小角度。重建脉冲的角度越小，那么等效TE（TEequiv）就越提前，相对于有效TE（TEeff）差距就越大。

在2D的快速自旋回波序列中，决定图像对比度的TE是填充到K空间中心的TE，被称为有效TE，TEeff。而在3D的序列中，决定图像对比度的TE不再是序列的有效TE，而是一个计算的等效TE。这是因为3D序列一般采用非180°的小角度重聚脉冲产生信号，而非180°重聚脉冲会使得部分磁化矢量被保存在纵轴方向，这一部分磁化矢量没有经历完整的T2衰减，因此得到的采集信号经历的实际T2衰减要小于回波时间TE。另外非180°脉冲使得纵向产生磁化矢量，也引入了T1对比。

（a）、（b）、（c）三个序列均是3D的自旋回波序列，TR都为2500ms，其中（a）重聚脉冲采用可变的小角度组合，TE=585ms；（b）重聚脉冲均采用180°，TE=585ms；（c）同样重聚脉冲均使用180°，TE=140ms。可以发现在（a）图中，TE=585是非常大的，然而图像显示的是一个普通T2权重，究其原因是由于采用小角度重聚脉冲，产生了受激回波信号，该信号包含了T1对比度，所以影响了图像的对比，而实际上决定对比度的TE时刻此时不再是填充K空间中心的有效TE，而是等效TE（equivalent TE），简称TEequiv，这个TEequiv并不是显示的585ms，而是通过计算得到的140ms。（b）中都采用180°重聚脉冲，信号完全重聚，则TEequiv=TE=585ms，所以第二幅图中TE值非常长，大部分信号都衰减了，表现为一个重T2权重的水成像；（c）中都采用180°重聚脉冲，而TE=140ms，则TEequiv也是140ms，显示的对比度和（a）是相同的。

在3D自旋回波序列中，重聚脉冲角度对TWI和T2WI影响是不同的。对于T2WI，也就是TEeff比较大的时候，有以下关系：重聚脉冲角度均为180°的时候，TEequiv=TEeff；而如果重聚脉冲角度小于180°，则TEequiv＜TEeff；重聚脉冲角度越小，则TEequiv和TEeff差距越大。而对于T1WI，由于TEeff比较小，所以重聚脉冲角对于其对比度影响很小，基本上可以认为TEequiv=TEeff。

在飞利浦的系统中，TE在参数对比栏Contrast里，用户可以通过下拉菜单选择相应的设置。

使用的比较多的设置是：shortest、user defined。

shortest，采用这种模式，系统会计算一个最短的TE，此时由于要使TE最短，所以会采用半回波或者叫部分回波技术。

当然user defined是用得最多的，设置这个之后，用户可以自己输入自己需要的值。

在有些梯度回波序列中，我们系统得到同相位的图像，则可以选择in phase这个设置，系统会给你算一个同相位时间对于的TE值。

TE这个参数是大家最熟悉的，然后大家思考了没有，到底对TE把握了多少。

①对于SE序列和梯度回波序列，一次激发只采集一个回波，TE就决定图像对比度

②对于2D的TSE序列或者多回波序列，一次激发采集多个回波，决定图像对比度的是有效TE

③对于3D TSE序列或者回波链非常长的TSE序列，一次激发采集非常多的回波，并且重建脉冲角度比较小，决定图像对比度的则是等效TE。

这个参数是最基本也是最简单的一个参数，那么这个参数有必要单独讲吗？

越简单的东西，越容易犯错或者混淆。TR确实非常简单，在自旋回波序列SE和快速自旋回波序列TSE中，TR可以决定图像的对比度。TR也可以决定决定图像的信噪比SNR和扫描时间。TR越长，图像扫描时间越长，理论上信噪比越高。

重复时间（Repetition Time, TR）是指相邻两次射频脉冲激发的间隔时间。具体到自旋回波序列，就是相邻两次90°射频脉冲激发的时间间隔。

要得到完整的图像，射频脉冲就不可能只激发一次。假设TR >>TE，也就是下一次射频脉冲激发的时候，上一个90°激发产生的信号已经完全衰减了，不会干扰到后面的信号。

在腹部扫描中，为了冻结运动伪影，很多时候会采用一些抗运动的技术和手段，比如呼吸触发。

很多厂家在使用呼吸触发扫描的时候，显示的Act. TR或者TR不是真正意义上的TR，而是指采集信号的时间窗。用户可以根据这个时间来判断是否超过了呼气末平台期。而对于呼吸触发序列，真正的两个脉冲之间的间隔时间（TR）其实是两次呼吸之间的间隔时间。对于一个普通人，10秒钟如果3个呼吸波，则一次呼吸的时间是3.3秒，实际上真实的TR大约为3300ms。

系统在探测到曲线变化（一般是从吸气到呼吸的下降阶段），变化主要是通过呼吸曲线最高点的阈值来判断（不同厂家不同，飞利浦是呼吸曲线最高点的中点；西门子是呼吸高度的20%）。当系统探测到呼吸曲线变化（由吸气变向呼气的时候），根据触发延迟时间的设置系统才触发施加射频脉冲。

在采用呼吸触发技术的时候，两个射频脉冲最短的时候间隔也是两次呼吸之间的时间间隔。这样的话，呼吸触发序列的TR实际上是不固定的，两次射频脉冲激发的时间间隔取决于患者的呼吸节律。

系统上显示的TR又是什么呢？实际上系统上显示的TR在参数的右侧栏又表现为Act. TR。Actual TR。

这个Act. TR不是两次射频脉冲之间的时间间隔（重复时间），而是在呼吸触发序列采集过程中，信号采集的持续时间窗。

这个TR可以决定一次射频脉冲激发的采集效率。设置得短，那么采集的信号时间窗短，这样的话更稳定，但是扫描时间慢。在呼吸触发序列中，用户选中TR，可以自定义TR或者设置一个shortest，系统计算的最短TR（实际上是采集时间）。可能有老师问，我设置的最短shortest也达不到我要求的最短，如何再把实际上采集的时间窗（也就是TR）设置变短？

这种情况，可以通过分包（增加）序列的package来让系统调整最短的TR。

在飞利浦的序列中，用户可以在参数对比度一栏进行TR的设置和自定义。

这里需要注意，不同的序列，可能TR的设置情况有所不同。对于一个常规的序列（不是呼吸触发或者mDIXON），TR的设置灵活度非常大。

普通序列，用户可以选择自定义（user defined）、shortest、range。

user defined就是用户可以自己输入一个值，单位是ms。shortest的时候，系统根据图像权重自动算一个最短的TR。

选择range（范围）后，需要输入一个最小值和最大值。这样的话，系统根据最短原则在这个范围内自动调节TR。这样做有什么好处呢？

比如，如果你把TR固定，在扫描的时候增加了层数，很可能导致这个TR内采集的层数变少了，这样就等于增加了package（分包），扫描时间会大大增加。

而如果用户设置TR为shortest，那么层数增加，TR也会逐渐增加，以保证package不变。

而采用range，只要固定好范围之后，那么增加层数后，系统会在这个范围内保证首先不分包，略微延长TR。而如果对于T1WI的序列，TR延长太多又会影响对比度，所以设置一个范围之后，把TR固定在一个范围内调整，也不会导致shortest的情况下，层数增加太多，TR延长很大，影响了图像的对比度。

在设置的时候，只允许用户选择自定义和shortest。

这种也比较好理解，因为呼吸触发序列的TR实际上是指信号采集持续时间，所以需要固定，不能设置一个范围。

而还有一种特殊的就是mDIXON序列，这种序列的TR设置也不能使用范围。

这是由于飞利浦的mDIXON序列采用的是灵活两点法采集，对于TR有一定要求。

TR这个参数是大家最熟悉的，但是实际上不同序列TR的定义是不同的。

对于SE或TSE序列，TR可以决定图像的对比度；对于短TR的梯度回波序列或者磁化准备的梯度回波序列，TR决定对比度的作用不大。

除了对比度，TR还直接影响扫描时间，也会影响图像的对比度。

不同序列的TR定义不同，比较特殊的就是单激发序列的TR和呼吸触发序列的TR。

在磁共振扫描中，快速成像技术是非常重要的，合理的扫描速度才能使得磁共振成像广泛的应用于临床。在快速成像技术中，利用K空间的特性进行加快扫描速度的技术是非常多的。比如我们熟悉的半扫描（半傅里叶技术）。

所谓的K空间的共轭对称就是K空间在频率编码方向及相位编码方向以及斜线角度都是对称的。

共轭对称的意思是：当一个函数，它的实部为偶函数，虚部为奇函数的时候，并且满足f（x）=f（-x），这个函数就叫共轭对称函数。简单的说就是，把K空间分为四个象限的话，每个对角线都是对称的。

传统来说，我们要重建磁共振图像，得把K空间数据填满，特别是相位编码方向（因为相位编码步级决定扫描时间）；如果我们只填充一半相位编码线，这样的话，扫描时间就节约了，在利用K空间的共轭对称性，利用数学算法，算出K空间的另外一半，这样也可以重建图像。

飞利浦公司把这种技术叫做部分回波技术（Partial Echo），可以在回波下面选择是否开启该技术。如果开启了，还可以通过选择部分回波因子（Partial echo factor）来确定采集回波的占比。最新版本的，半回波技术，只有选择yes开启和no，不能设置采集占比。西门子公司，这种技术被称为非对称回波技术（Asymmetric Echo），通过调整参数可以选择是否使用。GE公司可以通过调整TE来选择是否使用这种半回波技术，当把TE设置为minimum TE，则使用了半回波技术，在采集信号的时候不会采集所有的采样点。

联影（United Imaging）公司，这种技术叫做部分回波采集重建技术（Partial Read Out）。read out在磁共振成像里代表信号的读出。

日立公司，该技术其实是属于AMI（Asymmetric Measurement Imaging）非对称采集成像技术的一种，叫做半回波（Half Echo）。

半回波技术采集的是后面那一半回波，5所示。这样的话，如果本身读出梯度和回波还是不变的话，只采集后面的回波意义就不大。这样信噪比下降（采集数据少了），又没有起到其他作用。启用了半回波后，整个回波会提前，这样可以在一个相对比较短的TE及TR内，只采集后半回波。

需要注意的是半回波技术一般用于梯度回波或者超快速梯度回波等TR比较短的序列，因为对于SE或者TSE序列，其TR本身比较长，即使采用半回波技术也不能缩短TR。

在飞利浦的参数中，半回波在参数栏的contrast对比度栏里。

在回波Echoes里，找到下面的子选项，在partial echo里通过下拉菜单可以选择yes，也就是开启半回波。

还是需要注意，有些序列，即使使用了半回波技术，扫描时间也没有下降。这是因为TR没有缩短，所以即使你使用半回波，也没有起到加速的作用。

上面的例子里显示，即使使用了半回波，但是由于TR保持不变，整个序列的成像时间还是不变的。但是信噪比下降了，因为采集的数据点少了。

要想使用半回波来加速，一般是针对TR非常短的序列或者动态序列。比如磁化准备超快速梯度回波序列等。

上面的序列是一个3D T1-TFE序列，也就是磁化准备超快速梯度回波序列，类似于西门子的MP-RAGE。在没有使用半回波的情况下，扫描时间是4:18min。

使用了半回波技术以后，可以发现TR缩短了，从6.0ms缩短到4.7ms。而TE当然也缩短了，从2.7ms缩短到1.35ms。

这里注意，如果用户没有把TE、TR固定为一个固定值，那么使用了半回波技术之后，理论上TE是肯定要缩短的，TR根据情况。而如果用户把TE固定了，比如经常把TE固定为2.3ms（同相位）时间，那么TE是不变的，TR根据情况。

上面这个例子中，大家肯定会有疑问，你不是说TR缩短了，扫描时间下降了？TR缩短了1.3ms，扫描时间只少了1s。

一般在进行透视触发或者动态快速序列的时候，这种需要要求时间分辨率高，扫描速度快，一般是加了半扫描技术的。

是一个透视触发的序列，这种序列一般非常快。右侧显示一个动态扫描时间是0.516s。可以发现这个序列是默认使用了半回波的，TR=4.0ms，TE=1.2ms。

把半回波关了，同样的序列不使用半回波。注意，TE=2.4ms，翻了一倍；TR=5.2ms，增加了1.2ms，增加的1.2ms正是多采的TE的1.2ms。一个动态扫描时间从0.516s增加到了0.669s。

由于使用半回波的主要作用是加快信号采集速度，所以都会把TE设置为shortest，不会把TE固定为某一个值，否则设置半回波就没有意义了。而TR一般也会设置为shortest，否则设置半回波也没有起到加速作用。

通过这两个示例，相信大家应该了解了半回波的作用、效果及使用场景。

采集效率与扫描时间

本来想落地北京后，再写本章，但是一看昨天北京大雨，大部分航班延误，今天的航班还多还没有起飞，100%延误，所以这又是一篇在CTU成都双流机场完成的文章。磁共振参数的故事系列前面工程实践中已经写到了第十三部分。细心的各位老师可以发现，磁共振参数的故事，前面（一）~（八）是以参数对磁共振图像的影响，对参数进行分类描述，是一种方法论。后面的（九）开始，就讲具体的案例和如何一步一步修改参数，达到我们理想的成像目的，是一种实践论。磁共振参数系列前面文章见下面链接：

3D各向同性序列，对于普通的磁共振临床检查可能使用的频率不算太多，但是对于放疗模拟定位或者术中磁共振来说，应用相当广泛。由于扫描层数多，分隔的层厚薄，所以扫描时间的控制，图像质量的平衡尤为重要。

对于这样一个病例，其实图像质量还是很不错的，考虑到采用的是放疗模拟定位方式（使用的不是专用的头颅线圈）。

在磁共振参数的故事十三中，我带着大家一起一步一步修改参数，解决这个3D T1WI序列在颅底部显示勾边等问题。

可能是把默认的原始序列，矢状位采集的，直接修改为横轴位，没有检查回波时间TE的变化。针对这个问题，我已经给各位老师修改方法了，通过设置TE时间shortest，尽量接近2.3ms（@3.0T），然后注意检查回波采集长度，shot length，尽量不要让它太长，或者干脆直接修改为single-shot或者default。

大部分放疗科如果采用3D T1WI做头颅扫描，大概会扫描180层，这个扫描时间并不短，好多医院这一个序列需要扫描7分钟，有没有办法把时间缩短，又提高图像质量呢？

上面两个图像，使用的序列参数大致如下，扫描时间7:20min，扫描层数虽然多，但是这个时间还是慢了，而且颅底显示并不完美、结构不清晰，对于需要观察颅底结构或者鼻咽癌的病例，并不理想。

这两点看起来是矛盾的，你又要降低扫描时间，图像质量居然想提高。但是这个前提是，参数设置得已经非常合理了，没有优化空间了，那么扫描时间和图像质量肯定是矛盾的。

但是很多时候，我们反思一下，我们是否把每一个参数都吃透了，掌握熟练了，每一个参数设置都是最合理的吗？不见得吧，所以，我才会深挖每一个参数的更深层次的含义，通过修改比较，来发现对图像质量的影响。

是最初的参数，可以看到扫描时间是7:20min。

在修改参数前，我们简单的先浏览一下，在Geometry里，发现并行采集用得太保守，1.1和1.1，等于加速了1.1*1.1=1.21倍。要加速可以在这方面入手，适当把SENSE factor提高。

在来看看对比度里面，采用multi-shot多激发，115个TSE factor，显然问题在这里，这个太小了。

为什么这个序列要扫描7分钟呢？简单检查一下参数，会发现，TSE factor也就是回波链长度115，太短了。对于一个3D序列，其编码方向为两个维度，而115的回波链不算长。我们有的序列的TSE factor一般都是200以上。

第一个思路，先把TSE factor提高，那么我们修改shot mode，从multi-shot改为single-shot。

发现，修改了之后，扫描时间不变。为什么不变，因为TSE factor没有动。

别着急，我们还记得前面第十三部分如何修改参数吧。我们先把shot interval从2100ms降到2000ms，发现扫描时间从7:20min下降到7:00min。

还是不够，我们通过修改shot interval可以缩短扫描时间，但是不可能把这个值降得太低，否则图像的对比度会受非常大的影响。

为什么前面的3D T1WI序列扫描180层，时间是3:40min，这个序列改为single-shot之后，扫描时间还是7:00min，TSE factor无论怎么修改都不变呢？

通过修改TFE序列中的turbo direction，把方向从Z方向变为Y之后。可以发现，扫描时间瞬间下降了。

这个3D序列的turbo direction到底有什么意义呢？下一期重点介绍，3D序列的K空间填充顺序。

而选择不同的turbo direction对于图像的对比度，扫描时间等都有影响。

将3D序列的turbo方向优先从Z改到Y之后，扫描时间缩短了一半，并且注意看TSE factor也从原来的115（一直升不上去），升高到了209，所以扫描时间显著下降。

将并行采集Z方向修改为1.4（加速1.4倍），这样扫描时间进一步下降。因为SENSE factor加大了，信噪比是原来没有修改的88%，这个基本上影响不大。

注意到我们前面做的这些修改，并没有对序列的对比度做大的调整，TR和TE都没有变化。TE为3.5ms，并不是同相位时间。可以修改TE，让TE尽量满足同相位时间要求。

将TE修改为系统默认的shortest，这个时候，TE刚好自动调整到2.3ms，恰好是3.0T中的同相位时间。这个时候，我们就不需要再调整了，如果系统的TE不是2.3ms，我们还可以通过修改WFS这个参数进行调节。

同理，TR，我们设置为shortest，系统自动给了一个4.6ms，刚好是TE时间的两倍。

经过几步参数修改，调整后的序列，扫描时间为3:02min。相对于最开始的7:20min，时间缩短了一半。

通过使用修改后的3:02min序列扫描出来的3D T1WI图像。无论是头颅的灰白质对比，还是颅底结构的显示，都非常好。而且最重要的是，扫描时间缩短了一半多！

以上参数的优化完毕，其中最重要的一步是将3D序列的turbo direction从Z修改为Y。针对这个例子，这样修改带来了很好的收益。当时并不是所有3D序列，都要把turbo direction设置为Y的，很多血管序列都设置为Z。

不仅缩短了扫描时间，提高了扫描速度，还优化了图像质量，使得颅底结构显示得更好、组织对比更清楚。

2019. 07.30 于 CTU-PEK空中

在contrast对比栏里，有一个Halfscan，这个选项就是半扫描，下拉菜单有3个选项：no，yes，default。选择no就是没有开启半扫描，选择yes和default则是启动半扫描技术。

在飞利浦中factor代表因子，因数，表示加速倍数或者加速程度。在这里的语境中，Halfscan factor代表半扫描填充因子，从图中可以看出这个值的范围在0.6~1之间。

如果选择1，则代表填充K空间的100%（1=100%），实际上是没有使用半扫描的。如果是0.6，则表示填充K空间的60%，差不多加速了接近2倍。

这里有些老师会问，既然是半扫描，为什么不设置0.5（50%），刚好一半呢？这是因为决定K空间对比度的数据在中间，为了重建良好的图像，还是需要将K空间中心数据填充完毕。

Halfscan factor越小，代表所采集的K空间数据百分比越少，扫描时间越快。

如果是3D的序列，已知是有两个方向的相位编码，则可以在两个方向同时设置半扫描因子。

3D序列在两个方向设置半扫描，则加速倍速会加倍。

3D序列，可以在两个方向采用半扫描技术，其中一个方向设置为0.6，另一个方向为0.875，则扫描时间为原来的0.6×0.875=0.525，差不多扫描速度提高了一倍。

左边没有使用半扫描，需要把K空间填充完整；右边使用半扫描，白色区域为不需要填充的。

半扫描主要就是通过减少K空间的填充步数来达到加速的目的，大家看了之后肯定觉得简单吧！

从飞利浦原始序列中找到一个头颅的横断位T2WI序列。

这个序列在不使用半扫描的时候，注意看扫描时间是多少？1:48min，对比对？好的，我们下一步开启半扫描，理论上扫描时间肯定要缩短对吧？

使用了半扫描后，并且将半扫描因子设置为0.6，理论上扫描时间应该为原来的0.6倍，也就是1:48min乘以0.6约为1分钟4秒。

但是大家看看，扫描时间居然不降反升了，变成2:12min了，这到底是怎么回事呢？不是说半扫描能够缩短扫描时间吗？

大家记得吧，磁共振参数是千变万化的，并且不是孤立的，牵一发而动全身。这个时候聪明的读者应该找找，在使用了半扫描之后，还有那个参数变了。

可能细心的老师发现了，在使用了半扫描之后，扫描的Package从3变到了4。也就是说原来3个包能把整个22副图像扫描完，现在需要分成4个包，所以扫描时间变长了。

原来没有修改前，本来Package是2。修改后，Package变为4，所以扫描时间延长了。

来计算一下，原来扫描时间是1:48min，也就是108秒。Package翻倍后的时间应该是108s×2=216s。然后使用了0.6的半扫描，则变为216s×0.6=129.6s≈2:16min。

为什么这个Package会变呢？在磁共振参数的故事（九）就已经讲过，注意看Min TR这个参数。

如何保证时间缩短呢？因为这个序列是T2WI，TR=3000ms是固定的。如果适当的把TR延长到3500ms，或者设置一个TR shortest，系统自动算一个最小最优的TR，则可以保证只需要2个Package就扫描完成，扫描时间自然下降。

信号采集次数是指一个序列填充每一条相位编码线需要重复的采集次数，不同公司该参数名称不同。

GE公司叫做激励次数（Number of Excitation, NEX）。飞利浦公司叫做信号平均次数（Number of Signal Average, NSA）。西门子公司则叫平均次数Average。佳能公司信号采集次数叫做Number of Acquisitions，简称NAQ。

信号采集次数越多，则扫描时间越长，图像的信噪比也越高。具体的量化关系是，信号采集次数增加N倍，扫描时间也相应增加N倍，而图像的信噪比提高根号N倍。为什么信号采集次数增加了N倍，信噪比并不是也增加N倍，而是N^1/2倍。这是由于增加信号采集次数，采集的不光是信号，背景噪声也会增加。举例来说，信号采集次数从原来的1增加为2，则扫描时间翻倍，图像的信号强度也增加了两倍，但是背景噪声同时也增加了根号2倍，所以图像信噪比增加了2÷1.41=1.41，也就是1.41倍。

从左到右，信号采集次数从1增加到3，其他扫描参数均相同。最左边，NSA=1的时候，相对信噪比（Rel. SNR）为基准信噪比，即100%；当NSA增加一倍的时候，相对信噪比提高到倍（141%）；当NSA增加到三倍的时候，相信噪比提高到倍（173.2%）。

在扫描参数完全相同的情况下，3.0T得到的图像信噪比是1.5T的两倍。如果想要通过增加信号采集次数使得1.5T的信噪比和3.0T相同，则需要将采集次数提高到4倍而不是2倍。在一般的扫描中，1.5T由于信噪比相对不如3.0T，所以很多序列信号采集次数会设置为2或者3次以提高信噪比。而3.0T由于本身图像信噪比很高，一些常规序列采集次数设置为1就可以了。

理论上，信号采集次数是一个整数，其参数设置为1、2、3….的整数。然而不少厂家该参数可以设置为小数，比如飞利浦公司、GE公司、联影公司均可以设置为非整数，这种非整数的信号采集次数技术又叫做Partial NSA。非整数信号采集次数，比如1.5次，第一次采集填充所有K空间相位编码线后，后面0.5次代表下一次采集只填充50%的K空间相位编码线。

NSA设置为1，图像质量一般。将NSA设置为2，信噪比上升，但是扫描时间翻倍。把NSA改为1.5，则信噪比上升，扫描时间相对只增加1.5倍，这样增加了调整参数的灵活性，能够保证扫描时间和信噪比得到一个相对合理的权衡。

信号采集次数有没有可能小于1呢？也就是还没有采集完1次，意思就是没有填充完K空间的全部相位编码线。

当然是可能的，信号采集次数如果小于1，则类似于使用了磁共振的半扫描（半傅里叶技术）。

在GE公司，NEX＜1则是开启了半扫描技术。

飞利浦公司可以使用half scan，调整比例，则NSA是小于1的。

同样，西门子也是使用半傅里叶技术，将Average次数小于1。

信号采集次数大于1次的时候，可以选择信号平均的模式，有连续平均（又叫长程平均）和非连续平均（又叫短程平均）。（这一部分长程和短程写的有问题）。一般的多次信号平均采用的是非连续平均技术，即第一次采集就把整个K空间相位编码线填充完毕，然后再进行第二次采集，将整个K空间相位编码线信号进行平均。由于一次采集时间相对比较长，这样两次或者多次（根据信号重复采集次数来决定）采集中，相同的相位编码线获取间隔时间就会比较长。如果扫描部位大部分组织静止，则还可以取得比较理想的去除运动伪影效果，增加信噪比；但是如果扫描部位组织运动幅度大，生理运动很剧烈，这样的话两次采集由于同一条相位编码线间隔时间长，可能相位编码位置不一致，进行信号平均之后，反而会导致模糊。

为了解决这个问题，引入了长程平均技术，也就是对同一条相位编码线的多个信号进行连续平均。在第一次采集完第一条相位编码线后，接着就重复采集同样的相位编码线，而不是把第一个K空间填充完毕，再开始重复第二次K空间填充，这种方法就叫是长程平均技术或者长间隔平均法。

飞利浦公司，这种技术叫连续运动伪影消除技术（Serial Motion Artifact Reduction Technique, SMART）。NSA＞1才能够使用。由于可以选择非整数信号采集次数，所以为了使用该技术，不需要NSA设置为2，可以设置为1.5即可。这种技术用在头颅扫描中非常好，特别是有些老年人对T2WI序列运动敏感。

在motion栏里，NSA下面，当NSA＞1的时候，这个SMART才会显示。如果NSA=1，那就没有所谓的长间隔平均法了。

把SMART选择，下来菜单从no，改成yes，则开启（使用，启用）了长程平均法。

把医院的序列，头颅T2WI全部加上SMART后，再次扫描了15个头颅老年人，只有2个在T2WI上面有一点很轻微的伪影，其他图像非常好，所以采用这种方法，能够解决问题。

西门子公司，这种技术就叫长程平均技术（Long-Term Averaging Method, LOTA）。在Averaging mode平均模式中，通过下拉菜单，选择。有两个模式：Short term（短程，即常规的先用1次重复填满一个K空间，再开始重复一次）和Long term（长程）。使用Long term即开启了长程平均技术。

西门子操作界面中，在序列里面，一般是SE或TSE序列里面，可以在Averaging mode平均模式中，通过下拉菜单，选择。

有两个选择：Short term（短程，即常规的先用1次重复填满一个K空间，再开始重复一次）和Long term（长程）。

在快速自旋回波序列中，回波链是一个非常重要的参数，该参数代表一次射频脉冲激发能够采集多少个回波。

GE磁共振系统中该参数叫做回波链长度（Echo Train Length, ETL）。飞利浦磁共振这个参数被称为TSE factor，也就是TSE因子。西门子系统用Turbo factor来表示回波链。联影公司，回波链也是用ETL来表示。

讲了回波链的意义，不如两幅图说明，~2表示快速自旋回波中的回波链。

回波链这个定义，广义的来讲，不单指快速自旋回波中，连续的重聚脉冲产生信号的回波，还可以指超快速磁化准备梯度回波序列或者EPI序列中快速读出信号的一组回波。

对于磁化准备的超快速梯度回波，在完成了磁化准备之后，后面的信号采集部分会采用小角度翻转射频脉冲，配合最短的TR、TE来采集信号。而一次磁化准备，能够采集多少信号（回波）的数目也被定义为回波链。

由于磁化准备超快速梯度回波序列在飞利浦公司叫做TFE，所以这种序列的回波链又被叫做TFE factor。

对于常规的EPI序列，其利用梯度场的切换来产生信号，所以在EPI序列中回波链的定义同样是一次射频激发之后通过连续的梯度场切换能够采集的磁共振信号数目。

由于是EPI序列，所以在西门子和飞利浦系统中，EPI序列的回波链又被称为EPI factor。

回波链或者回波链长度这个概念是指一次射频脉冲（或者磁化准备完成后）通过连续的方法采集得到的磁共振信号数目。它是一个表示数目的概念，不是长度概念，这一点需要注意。

回波链反映的是快速自旋回波序列中一次射频脉冲激发后采集的回波个数，也代表了其采集效率。

回波链越多，理论上扫描速度越快。然而在考虑多层扫描（multi-slice imaging）的时候，还应该注意，回波链太多之后，一个TR内剩余的时间就非常少，就没有足够的时间去激励下一层，这样有时候反而扫描时间会延长。

当回波链增大后，扫描时间缩短，然后后面的回波由于TE的延长，回波信号非常弱，这些回波填充到一个K空间后会产生对比度的相互干扰，引起图像模糊。回波链越大，图像的模糊效益越重。

对于T2WI序列，回波链越大也会导致脂肪组织的信号增高，在图像上表现为高信号。回波链越大，脂肪组织在图像中相对信号越高。

在TR固定的情况下，回波链越大，则相邻回波之间的回波间隔Echo Spacing会变小。回波间隔的越小，代表采集的回波速度越快，这样图像对运动伪影变得不敏感。可以利用增加回波链的方式来减少回波间隔，起到削弱运动伪影的目的。

两个图像其他参数都相同。左边的图像回波链TSE factor为7，回波间隔为25ms；右边的图像回波链TSE factor变为15，回波间隔缩小为12.5ms。可以发现右边图像对腹壁的呼吸伪影不敏感（黄圈所示）。由于回波链显著增加，脂肪组织信号变高，右边图中腹壁、背部及盆腔内脂肪组织信号高于左边。

回波链越长，图像的对比度下降，模糊效益加重，如果是需要精细扫描的部位则回波链不宜设置过大。而对于一些对运动敏感的部位并且不需要太好对比度，则可以增加回波链，提高扫描速度，减少运动伪影。

有些系统可以直接去设置回波间隔，这样就比较方便了。

对于EPI序列来说，缩短回波链EPI factor也是非常重要的，因为EPI factor越小，则图像的形变和伪影越少。

由于临床常用的DWI序列是SE-EPI single shot序列，单激发的，所以要降低EPI factor用到的方法就是固定的。

1. 可以降低分辨率（矩阵），这样的话相位编码步级少，EPI factor就低（这也是为什么DWI序列分辨率不高的原因）

2. 使用并行采集技术，SENSE技术，这样可以减少相位编码线采集

3. 使用半扫描技术，Halfscan技术，这样可以减少相位编码线采集。

对于回波链这个参数，基本上大部分厂家的磁共振系统可以直接设置回波链的数目和大小。

对于快速自旋回波，一般是可以直接在参数界面设置回波链数目的。是飞利浦系统中回波链的设置，如果是一个TSE序列，则在参数栏contrast栏里，会出现TSE factor，然后用户可以自定义多少。

而如果是单激发的TSE序列，则回波链的数目就是系统自己来计算，因为单激发序列是一次射频脉冲激发要采集完所有信号，所以系统会跟进TR，TE，相位编码矩阵来计算。此时的回波链数目用户是不能够自定义的，但是可以在右侧参数信息栏里显示多少。

同样的，对于磁化准备超快速梯度回波序列，飞利浦系统也可以直接设置回波链TFE factor的数目。

对于TFE序列，其实最重要的是关心一个磁化准备采集的信号时间，也就是TFE acq，这个参数可以在右侧信息栏里显示。

而EPI序列大部分情况下是单激发，所以不能直接设置EPI factor。用户可以根据矩阵，TR，调整EPI factor。

这个序列扫描时间4分钟，因为扫描66层，不像放射诊断只扫描20多层。这个序列不是我设置的，但是图像还是很不错的，粗略一看序列是没有问题的。

图像不错，为什么我要优化呢？因为看到了一个小问题。

原来这个序列，TR、TE都很好。有人可能要问，李老师，你TR设置12000ms，是不是太长了。不是，因为这个序列得扫描66层，TR越长，TR和TE的配合才能使得T2 FLAIR图像对比度好。

这个序列的主要问题是大家看我标的采集体素。本来设置的采集体素是1.2mm，结果实际上采集体素是1.59mm。1mm和1.59mm差距比较大，为什么设置的体素是1.2mm而系统给的是1.59mm。

很多刚使用飞利浦设备的技师，甚至是刚参加工作的飞利浦职业培训工程师可能都没有注意这个现象。就是系统实际上的采集体素和你（用户）设置的采集体素并不一致。那这个案例来说，本来设置的是1.0mm1.2mm，实际上的采集体素是0.99mm1.59mm。

看回波链48，这个回波链已经很长了，可能大家要问为什么设置这么长。如果要把相位编码的体素降到你设置的1.2mm，就必须增加回波链或者把回波链减半（可以在自己的设备上试验）。

好的，发现问题了之后，我就要开始优化了。在优化这个序列之前，用户都没有发现有什么问题，但是看了一眼参数，觉得还是可以优化，并且可以把时间缩短。

把回波链从48减少到了25，采集体素就从1.59mm下降到1.22mm了。扫描时间延长了，因为TSE factor下降了。降低TSE factor肯定是有好处的，因为回波链太长了，对比度下降。回波链少，时间又长。现在要考虑怎么把时间给缩短回去，否则就不叫优化了。

原来4分钟的序列，NSA是2，我由于降低了TSE factor，时间又延长了。要缩短时间，我首先把NSA减少。NSA从2变成1，时间也变成3分36，比原来4分钟的序列短。由于NSA减半了，信噪比直接变为原来的63%。

下一步我要解决的就是，怎么把信噪比给拉回去。看，改参数是不是很难，你调了这个，这个好了，另外一个问题又出来了，又得调，要保证扫描时间，图像对比度，信噪比，甚至空间分辨率都比原来的序列要好，这才叫优化！

我想了半天，看到一个参数ultrashort，把这个关了，信噪比从原来的63%直接升回了99%。基本上在不影响时间的情况下，解决了这个问题。

原来的序列采集带宽是346.9Hz，化学位移是1.2个体素。

把ultrashort关了，采集带宽变小了，信噪比当然变大了，但是化学位移程度就大了。

这样我们通过几步，把原来4分钟的T2 FLAIR，优化到了3min36s，而且空间分辨率提高了。

要记住，唯一的不足是，采集带宽减少了，化学位移增大了。

应该加脂肪抑制，加了脂肪抑制，化学位移就不用考虑了。这也是为什么好多T2 FLAIR加脂肪抑制的原因。这个是放疗，可能考虑到要看脂肪，所以没有给抑制。

在这个案例中，有一个大家非常少见的参数，就是这个参数解决了信噪比和时间平衡的问题，就是ultrashort。来看看这个参数。

这个参数是什么意思呢？可以回忆一下，为什么在TSE factor是48的时候，这个参数打开了。

这个参数就是缩短回波间隔，加快采集，在回波链大的情况下，系统要保证能采集这么多，所以就提高了采集带宽，缩短了回波间隔。

当把回波链从48下降到25的时候，实际上由于回波链变短了，就没有必要使用这个参数，所以信噪比就上去了。这刚好就是一个闭环答案。

本章的沉浸式阅读就到这里，可以在自己的设备上试试。

MRI中常用的扫描时间，实际上是指MRI信号采集时间Acquisition Time。这个时间是非常好计算的，根据不同序列。

磁共振基本序列及图像对比度（权重）。磁共振中的弛豫：纵向弛豫和横向弛豫及T1、T2值。相位对比血管成像技术原理及临床应用。磁共振前列腺规范化扫描方案及临床应用讲座。磁共振扫描参数决定不同的磁共振序列，而不同的磁共振序列体现不同的图像对比度。磁共振参数的故事系统是深度剖析磁共振参数，将一个个复杂的影响图像质量的参数进行详细解析：

1978年，达马迪安实验组得到了人体第一幅胸部横断面质子加权图像，成像时间是4小时45分钟；磁共振成像的发展、临床应用及推广离不开快速的成像技术。试想一下，如果完成一幅图像还需要几十分钟，今天它也不会越来越广泛的应用于全身各个系统、各个部位的检查。

随着硬件系统及软件系统的更新和发展，磁共振成像速度越来越快，也逐渐形成了很多专门的快速扫描或者快速成像技术。要了解这些加快成像速度的技术之前，我们首先需要知道是哪些因素决定了磁共振扫描的时间。

来讨论不同序列的成像时间，由于序列的扫描模式及采集模式不同，所以必须分开来论述。

严格意义上来讲，扫描时间应该用采集（信号）时间来定义更准。我们书上说的扫描时间是指采集MRI信号所需要的时间，不包括图像重建的时间。

英文的定义，扫描时间为Acquisition Time，解释为：Time take to acquire an MR image. 完成一幅MRI图像的总时间（用时），其实包括以下几个部分：

用扫描时间也是可以的，代表我只管前面采集（扫描）的部分，从K空间到图像重建这部分时间属于重建时间，没有涵盖在里面。

不同文章或者书籍描述Acquisition Time不同，里面出现的时间概念有：扫描时间、采集时间、成像时间、序列时间。

MRI采集中，由于2D和3D模式不同，所以分开来讲。

在前面序列的部分中，对于一个没有回波链的序列，也就是一次射频脉冲激发只采集一个信号的序列来说，扫描时间。其中，NSA为激励次数或者又叫信号采集次数，Np为相位编码步级（数），TR则是扫描序列的重复时间。

而对于一个有回波链的序列，扫描时间。Tacq=NSA×（Np÷ETL）×TR。这个公式中ETL代表回波链，也就是一次射频脉冲激发采集的信号数目。这两个公式基本适用于磁共振的所有2D序列。

对于自旋回波类序列来说，快速自旋回波序列由于具有回波链，所以扫描速度会加快。相比于传统的自旋回波序列，快速自旋回波序列扫描速度加快的倍数就是回波链的个数。对于梯度回波序列来说，由于TR都非常短，没有回波链的概念。

而在梯度回波序列中有一类特殊的序列，也就是磁化准备超快速梯度回波序列中，除了这个因素，还要考虑每次磁化准备所需要的时间。

而在扫描模式中，又有单激发序列和多激发序列的区别。多激发序列都需要反复重复采集过程直到K空间数据填充完毕，所以对于多激发序列来说，TR是非常重要的。

而在单激发序列中，理论上是没有TR这个概念的，因为一次射频脉冲激发，就需要采集完所有信号。因此单激发序列的成像时间并不满足以上公式，而是采用另一套计算方式。其中 ES 代表回波间隔时间，ETL 表示回波链。

现代的快速MRI成像技术都会加上并行采集技术，使用了并行采集技术后，还要除以并行采集的加速因子R，如果使用了半傅里叶或者半回波技术，还要再除以这两个加速因子。

这是一个基本的单激发采集模式结构，主要就是一个射频脉冲后面跟随一串回波链。回波链的形成可以依靠多个连续的重聚脉冲或者梯度场的交替切换方向。所以单激发模式可以和快速自旋回波序列结合形成单激发快速自旋回波序列（ssh-TSE），也可以和梯度回波序列结合形成EPI相关序列（ssh-EPI）。对于单激发序列成像因素取决于回波间隔时间ES和回波链个数ETL。回波链个数和图像的空间分辨率有关，而最短的回波间隔时间则是由磁共振的硬件系统决定的。

3D序列由于在两个方向存在相位编码，所以其成像时间和2D序列有明显的不同。

Np是相位编码方向的步数，Ns是另一个相位编码方向或者叫做层编码方向的步数。

对于3D的自旋回波序列，一般都会有很长的回波链，其成像时间可表示为 Tacq=NSA×（Np÷ETL）×Nz×TR。对于3D的自旋回波序列来说，由于需要尽量减少时间，所以一般回波间隔会非常短，回波链会很长。而最短回波间隔取决于磁共振系统的硬件性能以及合理的设置序列结构。影响成像时间的因素除了公式里直观的几个参数指标，还和硬件性能是直接相关的。

总结一下，磁共振扫描时间和信号采集次数NSA、TR及相位编码步数Np成正比，与回波链数目ETL成反比。要想缩短扫描时间，就要想方设法地降低NSA、TR及相位编码步数或者增加回波链数目。

磁共振硬件系统也很重要，它决定了射频、梯度的性能，并且侧面影响着最短回波间隔时间以及最大回波链数目。提高磁共振硬件系统性能也能加快扫描速度。

昨天2022年北京冬奥会开幕了，中国队的冲金点我都预测了，大概有7个，但是比较稳的金牌点有4~6个。

这个参数出现在右侧参数栏的信息里，但是并不是每个都显示，比就不显示。给大家看几个显示了扫描百分比的右侧参数图。

磁共振基本序列及图像对比度（权重）。磁共振中的弛豫：纵向弛豫和横向弛豫及T1、T2值。相位对比血管成像技术原理及临床应用。MRI基本原理的难点突破--K空间。磁共振前列腺规范化扫描方案及临床应用讲座。磁共振扫描参数决定不同的磁共振序列，而不同的磁共振序列体现不同的图像对比度。磁共振参数的故事系统是深度剖析磁共振参数，将一个个复杂的影响图像质量的参数进行详细解析：

如果激发（扫描）顺序方向，和血流方向相同。到了后面层，同样的血流受到前面多次激励脉冲的激发，到了后面就越来越趋于饱和，血管远端就没有信号，这个是我们不希望看到的。

在不分包的情况下，为了避免相邻层面之间的干扰，可以设置为interleaved隔行扫描。

无论设置为升序还是降序，都是顺序扫描，相邻层面容易产生干扰。

设置为defalut之后，会间隔一层扫描，但是如果层间距太小，也有可能产生干扰。

为了避免层间距太小，甚至是负间距（飞利浦是比较喜欢使用负间距的），可以设置扫描顺序为interleaved，这样能够最大程度的拉大相邻层面的激发顺序，避免交叉干扰（伪影）。

这也是为什么飞利浦设备，能够非常灵活地做到扫描层间距负间距的设置。

图像均匀性、校正与特殊技术

越靠近线圈信号越强，离线圈越远信号越弱。这种现象使敏感度不均匀，这种不均匀敏感度会随着人体相对于线圈的位置关系以及线圈结构的变化而变化。为了图像显示均匀就需要用到敏感度矫正。

均匀性（Uniformity）或者均匀性校正（Homogeneity Correction, HC）正是为了解决这个问题。

均匀性校正，基本上是我们必须用到的。特别是进行脊柱扫描，目前脊柱扫描一般都是采用隐藏在扫描床下的后部线圈进行扫描，很少覆盖前部线圈。如果没有均匀性校正，则得到的图像肯定是后部信号偏高，前面偏低，图像不均匀。

在飞利浦系统中，均匀性校正在参数栏的Geometric里的Uniformity里进行修改，具体的均匀性校正又分了很多，比如：Classic、CLEAR、Synergy、Body-tuned CLEAR。

GE公司里，这种技术叫做表面线圈信号纠正（Surface Coil Intensity Correction, SCIC）和线圈均匀性增强（Phase-array Uniformity Enhancement, PURE）。

西门子公司，这种技术叫做Prescan Normalize。

飞利浦中在参数栏几何里可以找到Uniformity，一般都会打开这个参数。下拉菜单给了很多选项。

这里，下拉菜单里的CLEAR、Body-tuned、Synergy和Classic都是均匀性校正的方法，具体他们有哪些区别和应用于哪些序列呢？

选择Classic之后，系统还会要求你选择两种模式：Weak和Strong。这两种模式的区别就是线圈敏感度校正的作用范围不同。

Weak是对靠近线圈1/2的FOV范围内的信号强度变化进行校正。Strong则是对靠近线圈1/5的FOV范围内的信号强度变化进行校正。

使用Classic之后，不能联用并行采集，并且这种均匀性校正方式有时候效果一般。这也是为什么这种方式在飞利浦中使用非常少的原因。该技术主要是通过后处理对信号均匀性进行校正。

基本上现在都不使用这种方式了。介绍第二种在飞利浦中用得最多的均匀性校正技术--CLEAR。

Clear这个单词，都知道，这个技术全称很复杂。Contrast Level Appearanc，简称CLEAR。该技术主要是通过检测每个检查线圈的敏感度信息，然后生成一份敏感度图，再整合的一种敏感度矫正方法。

使用该技术，在进行正式的序列扫描前，首先需要进行一个参考扫描（Reference Scan）。参考扫描通过内置正交体线圈检测敏感度信息。

目前飞利浦R5版本的参考扫描速度非常快，一般4~7秒即可完成，不需要用户再单独定位，系统自动扫描。如果后面的序列，扫描中心变化不大，则可以利用最开始的参考扫描信息。

一般来说CLEAR的均匀性校正是比较好的，在飞利浦系统中，大部分序列都采用这种方式。如果没有特殊说明，很多序列也是默认这种方式。

Synergy是另外一种均匀性校正方法。该方法和CLEAR一样，同样需要进行参考扫描，探测线圈单元的敏感度信息。

CLEAR的信号校正范围比Synergy大，但是范围越大，带来的周边的一些噪音也越多。

Synergy这种均匀性校正方法适合用于一些Miro微小线圈或者腔内线圈，使用该方法，整体图像的均匀性可能不如CLEAR，但是图像中心感兴趣区信号非常均匀，并且噪音可能低一点。

最后介绍Body-Tuned这种方法，大家看名字Body，也大概猜到这种方法应用的范围了。

最早飞利浦没有推出多源射频的时候，在3.0T上做腹部扫描是比较痛苦的，因为有介电伪影，而且这种伪影很难消除。

采用Body-Tuned这种方法和CLEAR相比，对介电伪影不敏感。

Body-Tuned这种技术多用于3.0T中的腹部扫描和乳腺扫描。

在3.0T中，有时候B1场不均匀，在行腹部的时候，采用这种方式偶尔会取得比CLEAR更好的效果。

不管是什么技术，均匀性校正的目的是尽量消除线圈在图像中的近线圈效应，使得整个图像均匀度更高，显得信号强度更一致。

均匀性校正有很多技术，我们不需要一一记住，只需要知道在飞利浦系统中，一般情况下都使用CLEAR这个技术。

对于体部扫描，有时候B1场不均匀，可以采用Body-tuned。

局部扫描或者使用微型线圈扫描，可以尝试使用Synergy。

所以我还是用它的原称英文flyback，相信大家看完本章就理解这个参数了。

看到这个flyback，我想起游戏《侍魂》里，橘右京的一招，燕返。进入正题，来说一下这个参数。

该参数只能在多回波的梯度回波序列中出现，说明这个参数和梯度回波采集信号是相关的。而仅仅一个回波也不会出现，说明这个参数会和回波的读出相关。

我们先简单复习一下梯度回波序列信号是如何产生的，主要是依靠读出梯度场的正反切换产生的。

梯度场改变方向（或者又叫极性）则会产生梯度回波。

对于一个TR只采集一个回波来说，读出梯度场就切换一次。要不然就是先负后正，要不然就是先正后负，所以对于这个回波没有影响。

而要是多回波序列呢？则情况会有所不同。比如，最常见的EPI采集就是读出梯度极性反复改变，通过不停的正反切换产生回波。

这是因为每个回波产生经历的读出梯度不同。第一个回波经历的是先负后正，第二个回波则是先正后负，第三个回波又是先负后正.....。

产生每个回波的读出梯度极性不同，对于回波有什么影响呢？

此时对于回波信号大小影响不大，主要是影响化学位移方向。已知在梯度回波序列中，由于没有180°重建脉冲纠正主磁场不均匀性，根据不同的TE，水和脂肪的相位不一定一致，此时会产生化学位移效应。

如果每个回波的读出梯度极性不同，那么这些回波信号之间的水-脂化学位移就是不同的，每次都是交替变换方向。

对于多回波序列mFFE来说，最后是要把所有回波信号叠加在一起，如果每个回波的化学位移方向都在不停的交替，那么最后叠加在一起的图像会产生模糊。

flyback这个参数的作用就是强制使得多回波序列中每个回波的读出梯度极性相同，这样它们的化学位移方向都是一致的。

不采用flybakc，梯度场正反交替切换，不停的产生梯度回波，而每个回波的极性都不相同，化学位移方向也交替变化。

这样的缺点显而易见，但是这样做难道没有优势吗？一般这种多回波读出序列，系统都是默认这样才有。

可以看出，这样采集信号效率最高，并且回波间隙最短。中间的梯度会同时对两侧的回波产生进行作用。

对于不使用flyback这个参数，回波的读出效率最高，采集时间最短，这样能够保证最短TE更短，提高信噪比，而且回波间隙短也对抗运动伪影有好处。

唯一的缺点就是不太回波的化学位移方向不同，在进行回波融合的时候会产生模糊。

如果多回波序列结合了脂肪抑制，那么脂肪信号被抑制掉了，也不存在化学位移方向不一致的问题了。这是最完美的解决方法。

如果必须要不压脂的序列，而且要融合多回波，那么此时就需要使用flyback，让它强制把每个回波拉到一个极性。

采用flybakc，则系统强制要求每个回波极性相同。回波1是先负后正，回波2也是先负后正，回波3还是....。

这样做一个缺点就是回波采集效率降低，回波间隙延长，最短TE延长。

对于mDIXON FFE序列，主要看脂肪抑制，此时一般不推荐使用flyback，主要可以尽量缩短TE保证图像质量更高。

关于磁共振扫描序列和参数的基本知识，大家也可以看我的讲课视频。

在讲这个参数前，来看看自旋回波序列的基本结构，这个都已经非常熟悉了，在讲序列的时候也是讲过很多次。

这个结构大家已经非常熟悉了，要对图像进行空间定位则依赖于梯度系统。在二维图像中，分别采用相位编码梯度和频率编码梯度对两个方向进行编码，则可以进行磁共振信号的空间定位。

是我自己手动做的一个图，其中Gs代表层面选择梯度，该梯度是配合RF射频脉冲进行工作的，这样能够保证精准的选层。

Gf则代表频率编码梯度，注意一般是在180°脉冲的两侧分别有频率编码梯度，这样刚好在信号采集的中心达到最大信号强度。而两个（叶）梯度的方向是一样的，因为180°脉冲会交换质子在XY平面的位置。

GΦ则是相位编码梯度。在采集信号填充K空间的过程中，相位编码梯度大小改变，则填充的信号在K空间中相位方向会有变化。

注意，一般的SE序列，相位编码梯度都是在180°脉冲之前的。也就是90°射频脉冲激发之后，先打开相位编码梯度，完成好相位编码，再采用180°重聚脉冲获得自旋回波信号。

的参数就是这个，该参数在飞利浦参数contrast栏里。

这个参数有什么作用呢？如果是第一次注意（留意）这个参数的同学，想要知道这个参数的作用，在飞利浦系统里很简单。将鼠标悬停在这个参数上面，然后按F1快捷键，就会弹出该参数的解释（一般是英文）。

选择重点说，上面的解释基本上说明了参数的适用范围，使用后的作用和功能（效果）。

该参数用于SE序列，只有SE序列可以使用这个参数。如果是TSE序列或者FFE序列则不会出现这个选项。

该参数主要作用是减少短TR的（适用条件）SE序列（适用范围）中的受激回波产生的伪影。而使用这个参数后，可以将SE序列的TR设置在100ms以内。

我随便加载了一个飞利浦原始的T1w SE序列（注意是SE序列不是TSE）。注意，把TR改为shortest，系统显示的TR为510ms。这是一个T1权重的序列，TR差不多500ms比较合理。

将TR修改到100ms，这个时候还没有冲突，序列可以扫描。注意，由于TR缩短，序列的信噪比也大幅度下降。

这个时候我并没有开启Modified SE功能。

我强制把TR设置到100ms以内，比如90ms。此时产生了冲突，系统不让我这样设置。因为注意，这个时候系统允许的TR范围是100ms~10000ms。而我要让TR小于100ms是不行的。

打开Modified SE功能后，我再自定义TR为90ms，此时就可以了。

Modified SE的一个主要功能是使得自旋回波序列的TR可以短到100ms以内。

然后，为什么我说大家很少注意这个参数。因为这个功能我们用得太少，或者几乎不用，甚至完全没有用。

试想一下，一个自旋回波序列，我们很少把TR设置得非常短。因为TR太短了，信噪比太低，组织没有时间进行纵向驰豫和恢复。即使是梯度回波序列，很多序列的TR也比100ms长。

有同学突发奇想，觉得可以把SE序列的TR设置得这么短，想看看扫描出来的效果。大家感兴趣可以去测试一下这个参数。

除了这一点，在我6年多的飞利浦磁共振培训生涯中，我几乎从来没有用到过这个参数。但是我怕那天下个版本更新，有可能这个功能参数就被取消了，大家再也见不到了，所以特此写了本章。

对于任何一个磁共振参数，都可以这么详细和深入的挖掘，相信你一定能慢慢提高自己磁共振水平。

飞了快600次，今天凌晨第一次飞了一下京沪航线，从上海虹桥飞北京首都。现在上海、北京、成都都是双机场城市了，以后的飞行线路选择就多了。可以上海浦东-北京大兴、上海虹桥-北京首都。

这些参数平时在扫描操作中可能几乎不会去修改或者使用，但是在很多情况下它也是有作用的。本章通过一些示例进行说明。

我们都知道，磁共振成像过程中，通过射频脉冲激发产生信号，中间经过梯度编码进行空间定位，采集的信号填充到K空间，然后经过傅里叶变换，最后重建出图像。很多老师想问，在飞利浦系统中是否能够查看采集的原始数据Raw Data和K空间。

实际上这是可以的，另外，磁共振扫描和CT不同的是，大部分序列扫描后，系统就自动重建出图像了，很少需要我们进行操作再重建图像。然而，在有些科研或者序列比较研究中，如果我们想手动重建出图像，怎么实现呢？

在飞利浦繁多的参数栏里，有一列叫做Post Process的栏，也就是后处理类。的参数就是在这个栏下面。

如果想要保存原始数据Raw Data或者进行K空间查看，必须在扫描这个序列前，先在Post Process参数栏下进行修改。

找到Save raw data下拉列表，选择yes就启动保存原始数据功能。此时，对于一个序列，启动这个功能后，一般扫描时间会略微增加几秒到十几秒不等。

然而对于一些希望做数据处理的科研工作者，或者查看原始数据调试序列的人，则需要使用这个功能。

在飞利浦的扫描列表Scan List里，一般一个普通序列，扫描完后是浅蓝色填满进度条，如果完成图像重建则深蓝色填满进度条。大部分序列，扫描完后，系统自动重建，很快就出图像了。以上是常规情况。

发现11.1列表的T1W_FFE+C并没有出图，因为后面的序列都已经出图了，它还是浅蓝色条。

这种情况的出现只能同时满足两个条件：①保持了Raw data数据；②重建模式设置为延迟重建Delay了。

这是因为，理论上系统不会让用户扫描完得不到图像。如果用户选择了保持原始数据，则扫描完后，还可以用原始数据继续重建，重复这个操作。这种就类似于CT扫描完，后面可以继续加序列进行重建更改。而用户如果重建模式选择延迟重建，则扫描完后，系统不自动重建图像，必须用户手动选择才出图。

此时，如果要出图，用户必须点击鼠标右键，选择Reconstruction，然后再选择Delayed Reconstruction。

这个时候出现了下面的小列表，10.3下面出现了一个延迟重建列表。由于用户还没有选择重建的一些参数，所以系统自动是一个暂停符号。如何选择重建参数呢？双击这个条目进去，就打开重建参数了。

由于扫描已经结束，也就是原始数据保存了是不会变的。重建参数对于图像的影响是有的，但是不大。用户能修改的重建参数包括：重建的矩阵；图像的均匀性校正。此时，用户可以选择自己想要的重建参数，选择后，点击接受。然后把暂停符点掉，系统就开始重建图像了，这个过程很快，一般1~4秒。

去掉暂停符，系统就开始重建图像，非常快。深蓝色进度条满了就代表图像也重建完成了。用户可以不停更改设置进行重建。

这个功能有什么用呢？就是在测试序列的时候，扫描完一个序列，保持完原始数据，不用再扫描了（太浪费时间了）。直接，手动延迟重建，可以看看一些重建参数对图像影响，进行对比。比如，我要比较不同的均匀性校正参数（CLEAR，Body-tune、Classic等）对图像的影响。可以不停的重建不同条件，然后得到图像进行比较分析。

保持了Raw Data就可以允许我们手动重建。如果不想系统自动出图，用户得修改重建模式。

重建模式Reconstruction mode很多，包括：immediate立即，delayed延迟重建（系统不自动重建），on the fly，realtime。

除了不选择dalayed，其他模式扫描完系统都会自动重建图像，区别是重建顺序和快慢。

选择immediate立即，也就是图像还在扫描的时候，即可开始重建。

选择on the fly，运行中，则如果已在多个包或某个动态研究中采集扫描（如屏息模式下的 M2D 或 MS），则会在包或动态采集之间的短时暂停期间重建图像。

比较特殊的是immediate reconstruction of the first dynamic scan，此模式只能用于涉及手动启动的第二次动态扫描的动态研究中。第一次动态扫描将立即重建，以便进行检查（例如，通过自动显示观察）。在第一次动态扫描重建完成后，可以开始第二次动态扫描。

重建模式及手动重建说清楚了，有老师问，我想看K空间怎么办。同样在飞利浦后处理参数栏里，有一个参数可以实现。在手动重建参数里，不仅可以重建图像，还可以重建raw data以显示raw data数据。

需要注意的是这里的raw data和K空间数据还是有一些区别的，中间需要经过处理。

选择这个以后，同样接受，然后去掉暂停符，K空间数据就呈现了。查看K空间有时候可以判断图像伪影的来源。

看到这里可能说，怎么缺了一半。仔细看不光缺了一半。

K空间数据不同，这个就和K空间知识相关了。由于K空间具有共轭对称的特性，可以在相位编码方向和频率编码方向实现欠采样。所以为了节约时间，有时候使用半扫描技术，有时候使用半回波技术。

使用了半扫描，则相位编码方向K空间不全。使用了半回波，则频率编码方向不全。两个都使用则都不全。

进入传图管理界面，可以发现保存了raw data的数据，这里有原始文件数据，以R显示。

既然决定图像对比度的是有效TE，为什么还会有startup echo这个参数，让用户选择从第几个回波（后）开始采集信号。

这是因为，对于T2衰减（打开读出梯度后，信号的衰减是T2不是T2，也就是远远快于T2）随着TE延迟（时间推进），磁共振信号强度下降非常大，特别是刚开始的几个信号强度下降幅度特别明显。

MRI的T2及T2*衰减满足指数衰减的形式，一开始信号强度下降幅度特别大，到了后面，信号强度下降幅度趋于平稳。

MRI信号的这种衰减方式决定了在磁共振采集信号的时候，前几个信号之间的差异是最大的，而后面采集的信号差异逐渐变小。

已知快速自旋回波序列，一次射频脉冲激发，采集多个信号，填充到一个K空间，如果信号之间差异过大，会造成模糊效应和对比度的干扰。

在纵坐标是每个回波的磁共振信号强度，横坐标则是时间（ms）。每个回波对应时间为TE15，而纵坐标相对的信号强度为SI15。可以发现在每个回波间隔相等的情况下：

TE1TE2：信号衰减是从SI1SI2。TE2TE3：信号衰减是从SI2SI3

（SI1-SI2）＞（SI2-SI3）＞（SI3-SI4）＞（SI4-SI5）。前面几个回波信号差异非常大，回波信号强度衰减幅度大，后面的回波信号衰减幅度逐渐变小，回波之间的信号差异变小。

对于有些回波链比较长的序列，或者权重偏T1的序列，如果回波间隔不太短，则前几个回波信号强度差异特别大，填充K空间后重建的图像势必会存在部分模糊效应。

而对于一些T2对比度的图像，本来的有效TE就比较靠后，而前面的回波信号太高，和后面回波信号强度差异大，也会造成模糊效应。

一个解决方案就是舍弃（丢弃）前面的一些回波，直接采集后面信号差异不是太大的回波，则可以改善图像的模糊效应，提高图像质量。

另外一个作用则是，已知在TSE序列中回波间隔越短，图像之间采集的信号越密集，之间信号的差异越小，而且采集时间快，不容易产生运动伪影。

一般的TSE序列，回波间隔缩短，意味着回波链要增加。回波链增加又会带来一些问题。假设你既不想增加回波链，又想缩短回波间隔，看起来好像有点矛盾，此时startup echo这个参数能够收到奇效。

我们固定一个序列的TR，该序列回波链为5，回波间隔ES。

如果我们此时缩短回波链，从5缩短为3，则情况变成。

同样的序列，把回波链从5缩短为3，则回波间隔会延长。

如何保证既缩短了回波链，又不延长回波间隔呢？这样就可以用到startup echoes。

骚操作来了，实际的回波链是3，大家看看回波链的定义，是采集的有效回波数。此时回波间隔ES并没有延长，因为使用了startup echoes=2，设置为2，从第（2+1）三个回波之后才采集信号，前面两个回波信号丢弃，这样达到既缩短了回波链，又没有改变回波间隔ES的效果。你们说，这个方法聪明不聪明。

startup echo这个参数只有在TSE序列或者TFE序列的时候才会显示，在回波链TSE factor下面。如果设置为0，则代表不丢弃任何一个回波，每一个回波的信号都采集。

看看很多3D TSE序列，就会发现startup echo一般都不是0。特别是3D序列，有时候startup echoes会设置为大于5。

为飞利浦原始序列3D T1WI TSE，其中的startup echoes设置的是3，也就是从第四个回波开始采集信号。

为飞利浦原始序列3D黑血T1WI，这个序列可以用来看血管壁，其中的startup echoes设置的是4，也就是从第五个回波开始采集信号。

另外需要注意，采用TSE的DWI序列也可以设置startup echo。

理论上对于有回波链的序列，特别是TSE结构，都可以设置startup echo，不管这个序列是用来做什么。

磁共振基本序列及图像对比度（权重）。磁共振中的弛豫：纵向弛豫和横向弛豫及T1、T2值。相位对比血管成像技术原理及临床应用。MRI基本原理的难点突破--K空间。磁共振前列腺规范化扫描方案及临床应用讲座。心脏MRI扫描技术及高级临床应用。磁共振扫描参数决定不同的磁共振序列，而不同的磁共振序列体现不同的图像对比度。磁共振参数的故事系统是深度剖析磁共振参数，将一个个复杂的影响图像质量的参数进行详细解析：

在连续多个非180°射频脉冲作用后，其产生的回波比较复杂。因为非180°射频脉冲会把部分磁化矢量打到纵向上，这个时间组织只有纵向弛豫（T1弛豫），没有横向的弛豫（T2弛豫）。由于T2弛豫远远快于T1弛豫，因此等于延缓了组织的信号衰减。下一个射频脉冲再作用的时候，可以把纵向磁化矢量又打到横向，形成了回波信号。

对于非180°射频脉冲，其还会产生储存磁化矢量的作用。和180°射频脉冲相比，其产生的回波信号，实际上要提前。这是需要知道的第三个知识点。

在连续多个重聚脉冲的作用下，回波信号的演进和射频脉冲角度是有关系的。

对于回波链特别长的序列，比如3D的TSE，如果都采用180°射频脉冲重聚信号，则最开始的信号强度最高，后面呈指数衰减（a）；而如果采用比较小的角度，比如60°重聚，则一开始回波信号就低，然后又一个小幅度上升阶段（这是纵向储存的作用），随着回波链延长，回波信号逐渐衰减，衰减幅度没有这么大（b）；还有一种方式，就是一开始采用180°射频脉冲重聚，然后后面采用小角度，这种情况回波的演进和（a）比较类似（c）；最优的解决方案是采用可变翻转角的方式，一开始采用120°重聚脉冲，角度逐渐变小，然后随着回波链数目增加，角度逐渐变大，这种方式的回波演进，在经过了几个回波后，可以达到一个暂时的稳定状态，这就是稳态（d）。

对于3D的TSE/FSE序列，由于采集的K空间是三维的，需要进行相位编码的步数是相位编码方向矩阵乘以层间编码方向矩阵。因此3D TSE序列一般回波链非常长，达到100~200。这么长的回波链，为了保证信号的稳定和SAR值的控制，基本上主流厂家的3D TSE序列都采用可变翻转角的技术。

由于系统采用了可变翻转角技术，用户在3D TSE/FSE序列的参数界面，一般是无法去调整或者控制翻转角（重聚角）大小的。

对于一个2D TSE/FSE序列，由于回波链相对没有3D长，因此大部分厂家不会在2D序列中采用可变翻转角技术。但是部分2D TSE序列，特别是单激发序列，回波链比较长，此时采用的翻转角一般是小角度。而如果能够像3D TSE序列一样，控制一下重聚角，则可以改善图像质量。

在Philips的MRI中用户是可以控制重聚角大小的，在对比栏里的Refocusing control里。

用户如果选择constant，就是默认回波链中所有重聚角为一个角度，然后输入大小，比如输入180°或者120°。

一般不推荐采用固定180°重聚，因为这样回波间隔会比较大，而且SAR值会比较高。

需要记住，SAR值的大小是和重聚角的平方呈正比的。也就是如果采用60°重聚角的序列和采用180°重聚角的序列相比，前者的SAR值是后者的1/9。

如果采用固定120°角度重聚，则SAR值显著减少，但是回波提前了。

注意看TE，TE为80ms，是代表填充K空间中心的有效TE，TEeff=80ms。由于采用的是非180°重聚脉冲得到的信号，回波的等效时间会提前。因此系统显示的等效TE，TEequiv实际上是72ms。

在Refocusing control中，选择T2-optimized或者T1-optimized，系统就自动激活了PSS选项。用户根据序列的权重，来选择调整翻转角优化对比。此时，用户可以发现，选择了后两项，系统会要求用户输入三个翻转角的值。

分别输入min. angle最小翻转角度数，mid. angle中间回波翻转角度数和max. angle最大翻转角度数。系统根据用户输入的这几个值，随着回波演进，合理的安排翻转角，以达到最优的图像对比和SAR值控制。

三个翻转角分别代表最小的翻转角度数，最大的翻转角度数和中间回波翻转角度数。通过系统合理地安排翻转角，使得回波信号的演进达到类稳态的效果。

一般采用了PSS，特别是T2权重的序列，修改参数后一个显著的变化是相对信噪比上升了。达到了143%，为什么相对信噪比上升，这是由于等效TE提前了，注意看TEeff=90ms，而TEequiv=56ms，所以信噪比上升了。此时，如果要达到好的T2对比，用户需要适当延长TE。

临床应用中，PSS这个参数只有在2D的TSE序列中可以修改，也就是2D有回波链的序列。3D TSE序列系统都是默认采用可变翻转角，用户无需自己设置PSS。

PSS可以用于T1权重和T2权重序列，用在T2权重上的序列比较多，可以显著地降低SAR值，提高信噪比和减少等效TE。使用了PSS后，为了维持良好的T2对比，用户可以适当增加TE。

使用了PSS后，有效TE=90ms，等效TE=56ms。这个等效TE比较低了，为了维持更好的T2对比。可以适当的增加TE。将TE从原来的90ms增加到117ms，等效TE延长到72ms，此时注意相对信噪比已经和原来差不多了，但是SAR值显著降低了。

在脊柱矢状位和盆腔横轴位成像的T2WI序列中，PSS由于采用可变翻转角，还可以减少流动伪影的产生。

一个颈椎矢状位的T2WI，回波链都是25，层厚均为3mm，0.3mm间距。左边Refocusing control=no，默认180°重聚角；右边采用PSS，三个角度分别为：100°、140°、160°。左边TE=100ms，右边TE=119ms，等效TE=100ms。

可以发现右边采用了PSS后，脊柱及椎管内的流动伪影显著减轻了。PSS中三个不同翻转角的目的也是不同的：

①min. angle最小翻转角：可以减少流动伪影，使得流动的质子相位无法一致；可以减少运动伪影；小翻转角也可以减少MTC效应；还可以减少TR和缩短回波间隔

②mid. angle中间回波翻转角：该翻转角的回波用于填充K空间中心，也就是K0，因此该翻转角的回波对于对比度的影响比较大，也觉得了等效TE。

③max. angle最大翻转角：最大的翻转角的目的是保持足够的信号强度，也就是保持信噪比。

在序列名称中，如果看到原始序列中带有PSS，则是代表使用了该技术，希望大家能够注意。

PSS主要用于2D的TSE序列，以T2权重为主，当然也可以用于T1WI。如何设置这三个角度才能够达到更好的效果呢？不同用户根据经验和部位，设置的角度不同，下面是一些经验的推荐值，方便大家去尝试。

PSS用于T2WI：角度推荐80°-120°-160°或者80°-110°-160°。K空间填充顺序可以是Linear，也可以是采用low-high。

PSS用于PDWI：此时可以减少中间回波翻转角和最大翻转角，使得等效TE缩短，达到PDWI。角度推荐60°-90°-120°。K空间填充顺序采用asymmetric。

PSS用于T1WI：由于是需要得到T1加权像，因此等效TE应该短，K空间填充顺序采用low-high。角度推荐50°-80°-110°。

关于K空间填充顺序对图像对比度的影响，以往的参数文章有详细介绍。

磁共振扫描参数决定不同的磁共振序列，而不同的磁共振序列体现不同的图像对比度。磁共振参数的故事系统是深度剖析磁共振参数，将一个个复杂的影响图像质量的参数进行详细解析：

梯度非线性是造成图像边缘变形的原因之一。梯度的非线性是一个可以量化的不随时间变化的常数，通过特定的补偿，可以校正。

西门子提供了2D/3D的梯度非线性校正技术，保证图像精准性。

3D自旋回波序列SPACE在头颅扫描中应用很多，如何优化好参数，得到高质量的图像，实际上是不容易的。

1. TE值与流动伪影。已知在SE/TSE序列中TE时间对流体信号影响较大，在一定的流速下，180°重聚脉冲时刻，即TE/2越大，流体流出扫描层面的概率越大，流空效应越明显。另外TE越大也会进一步增加流体中质子的散相，使得流体的信号更低。所以适当的增加TE有助于流空效应，并降低血管内的伪影。分析：从对比可以看出随着TE值的增加，可以更好地消除血管附近明亮信号。因为更长的TE增加了ETD（echo train duration），有更好的饱和效果，实现流动伪影的减轻。

\2. TF和ETD的降低会导致伪影产生 分析：TF的增加也使ETD增加了，更长的ETD导致更好的饱和效果，从而减少了流动伪影。

\3. Radial 和 Linear两种K空间填充方式不同造成的伪影改变。上面的例子来自于颅脑，除了填充方式不同，伪影是否会受到血管流动的影响呢。因水膜是静止的不产生脉动，若还产生伪影，则可证明伪影的来源与脉动无关。分析：在进行K空间填充时，K空间中心区域决定了图像的对比，外周部分决定了图像的细节。对于TSE序列来说，一次90°激发后，跟着多个180°重聚脉冲产生回波信号，但是这些信号随着时间的延长，信号强度越来越低，这就是我们常说的T2衰减。

如果将这些逐渐减弱的信号按顺序填充到K空间中，中间部分的回波填充到K空间中心，这样在整个K空间中的信号都是渐变的，不会产生很明显的伪影。但是如果我们改变K空间填充顺序，不将中心的回波填充到K空间中心，这样在K空间外周部分区域会有信号强度差别较大的回波信号填充到一起，这种填充方式将会造成信号的离散跳跃，从而产生明显的伪影。

在SPACE数据采集时K空间的填充顺序是非常重要的，我们尽量使用中心回波时间填充在K空间中心的方式，避免或减轻伪影。是一个扫描参数修改的案例。

\1. 增强后T1W SPACE序列出现的拖尾状伪影主要与k空间的填充顺序和涡流有关。

\2. 如果以更合适的TE为中心进行优化序列，并使用normal或者 whisper梯度模式来减少涡流，可以看出图像的重大改善

\3. 选择适当的TF（Turbo factor），可以在缩短采集时间的同时减少图像的伪影。

空间参数与分辨率

本章参数的故事，聊一个可能都想不到我会讲的参数。因为这个参数太过于简单，简单到大家平时都可能忽略，这个参数就是层间距。

虽然CT和MRI常规成像都是断层扫描，都有层间距的概念，中文这三个字一模一样。但是其实CT和MRI中的层间距的意思是不同的。

磁共振扫描中的层间距（gap）和CT扫描的层间距（spacing或者slice interval）是有明显区别的，其定义也是不同的。CT的层间距是指每一层中心到下一层中心的距离，假设扫描层厚是10mm，层间距也是10mm，实际上连续两层之间是没有缝隙的。

而磁共振的层间距是真正的有缝隙，存在没有扫描到的遗漏地带。本身英文单词gap这个词，就是表示有间隙、有缺口。有interval这个单词表示间隔、间距。间隙和间隔是有明显区别的，这一点大家仔细品一下就应该清楚。英文的gap和spacing/interval分别用来描述MRI和CT的层间距是比较准确的。

MRI层间距有缝隙是因为在进行2D扫描的时候，层选择脉冲不可能这么精准，刚好是矩形，在层的两侧边缘可能会呈弧形。如果相邻层面间没有间距，则两层边缘会被重复激励，产生交叉干扰伪影，信号丢失。为了避免这种情况，可以设置层间距，这样相邻两层之间就有缝隙，两层交界部分不会有重叠激发的可能。

现代的磁共振设备都比较先进，大部分公司的磁共振系统对层间距没有明显的限制。比如飞利浦的设备，用户可以自由设置层间距，甚至是0间距和负间距扫描。

负间距扫描对于一些需要稍微通过厚层增加信噪比，又不想遗漏病变的检查是比较理想的，比如胎儿的T1WI序列和B-TFE序列，通过厚层负间距扫描可以达到一个良好的平衡。

理论上来讲，在2D扫描中，磁共振序列应该保持必要的层间距，这是由于选择性的层面激发射频脉冲不可能是非常均匀的矩形。

射频脉冲经傅里叶转换后理想的信号波形是矩形波，但实际上它是一种钟形的信号波形。这样的话，激发的这个层面也不是完全保持水平。

相邻层面频谱域有一部分的重叠，这样会导致重叠的层面被两次激发，产生饱和现象从而导致信号减低，这种情况称为串扰(cross-talk)。

为了避免层与层之间的串扰，也就是类似的交叉伪影产生，一般来说进行2D序列扫描都会留有一些层间距。传统的序列，比如常规的头颅，颈椎，一般层间距设置为扫描层厚的10%就可以了。比如头颅常规扫描，层厚为5mm或者6mm，层间距可以设置为0.5mm，0.6mm或者1mm。

然而随着磁共振技术的发展，临床对磁共振要求越来越高。临床很多检查需要得到比较精细的图像和很高的层间分辨率。这就要求得到的磁共振图像最好没有间隙，甚至采用负间距。

但是如果没有层间距，2D序列容易产生串扰，怎么解决这个问题呢？

想要使得一个2D序列层间距为0，甚至为负值，可以采用间隔扫描或者交叉采集。

在飞利浦系统中，首先可以把Slice scan order层面采集顺序设为隔行扫描（interleaved）。这样，比如要进行扫描的时候，采集顺序不是按照1,2,3,4,5.....来进行的，而是1,3,5,7,9；2,4,6,8,10，甚至可以是1,4,7,11....。这样每次激励的时候相邻两层就不是1和2层，而是1和3层，甚至是1和4层，即使层间距为0甚至是负值，而间隔了几层后，层厚也足以保证连续激发的这两层不会有重叠。

一个序列设置了间隔采集后，则至少会分成两个采集包完成，这样成像时间也会增加。

这也是为什么有时候，你修改了层间距后，比如把默认的10%层厚的层间距修改为0甚至负值之后，扫描时间会翻倍。因为，系统检测到层间距太少，可能会产生串扰，强行的把这个序列拆分成两个包以达到避免串扰的目的。拆分成两个包后，扫描时间当然会翻倍。

在飞利浦的系统中，给予了用户非常大的空间设置层间距。在Summary参数栏或者几何里，找到层间距gap，用户可以随便输入想要的数值，敲回车就可以。

如果要设置负间距，也非常简单，就是打一个负号，然后输入数值就可以了。

层间距越大，在相同的层数下，覆盖的范围越多。层间距越大，漏扫的区域也就越多，也就可能增加漏诊的风险。

3D序列和2D序列有本质的不同。

理论上来讲，3D序列是没有层间距这个概念的。用户在飞利浦的3D序列中，可以发现Summary栏里，层间距gap这个位置是灰色的，用户无法直接调整。

有时候在进行3D序列扫描的时候，是可以通过内插进一步提高层间分辨率的。比如，扫描的2mm，可以内插1mm，也就是扫描的2mm（3D序列的层面编码方向2mm），层间距-1mm（内插1mm）。

如果一个3D序列，层面编码方向层厚为4mm，想要使得层间距（所谓的3D层间距为一半，达到内插效果），则可以设置重建体素为2mm。这样采集体素为4mm，重建体素为2mm，层间距为-2mm。

空间分辨率决定图像细节及显示能力，对于一些精细部位的扫描则必须要满足高空间分辨率。像素是组成一个二维图像最基本的元素单位，其尺寸大小直接决定了图像的空间分辨率；而体素则是一个三维图像的最基本元素。根据方向又可以将空间分辨率分为层面内空间分辨率和层间空间分辨率。在磁共振扫描中直接影响空间分辨率的扫描参数不多，主要包括：FOV、矩阵数目、像素大小以及层厚。

对于一个二维图像，影响层面内空间分辨率的扫描参数主要是：FOV、矩阵（Matrix）及像素大小（Pixel size）。其三者的关系是：FOV（mm）=Matrix×Pixel size（mm）。而这三者都对应两个方向，频率编码方向和相位编码方向，所以在描述这几个参数的时候需要指明方向或者以两个数值相乘的方式来表示，比如，FOV大小一般用FOV（phase）×FOV（frequency）来表示，256mm（phase）×256mm；矩阵数目也是同样，512（phase）×256（frequency）。一般需要强调相位编码方向，这是因为相位编码方向决定了扫描序列的成像时间。

这样修改只不过是将扫描视野大小扩大了，由于相位编码方向的矩阵也加倍了，所以扫描时间翻倍，扫描范围扩大。如果要调整空间分辨率，可以直接修改像素大小。上面这个例子也说明一个问题，那就是矩阵变大或者相位编码方向的步数增加，并不一定代表空间分辨率的提高。空间分辨率是否变化，本质上就是看像素大小是否发生了变化。

而西门子和GE公司则一般通过改变矩阵来控制空间分辨率，矩阵如果不变的话，调整FOV大小，等于间接修改了像素大小，空间分辨率是会发生变化的。所以西门子和GE的磁共振系统是通过改变矩阵或者FOV大小来间接调整像素大小影响空间分辨率。

上面这个例子需要说明一点，就是像素不变的话，即使FOV和矩阵发生了变化，组成这个图像的基本体元（像素或体素）大小不变，那么基本上空间分辨率不变。

人眼的话，没有这么精细，在同样体素的情况下，小视野FOV扫描和大视野FOV扫描，即使体素和像素一样，但是对于图像的把控和感觉是不同的。

这也是为什么，如果体素不变，把FOV做得小一点，可能大家觉得图像更清楚，因为类似图像被“拉近了”。

类似西门子和GE系统的空间分辨率调整，在FOV不变的情况下，将矩阵从6×6调整为3×3，则像素变大了一倍，空间分辨率下降一半。像素大小相比原来增大了一倍，单个像素提供的信号也就更多了，图像信噪比也加倍了。

空间分辨率越大，相同FOV下的矩阵也就越大，采集像素的尺寸越小，图像的信噪比也就越低。相位编码方向的矩阵大小也直接影响序列的成像时间，所以相位编码方向的空间分辨率越高，扫描时间越长。而一般频率编码方向的空间分辨率并不会影响扫描时间。有时候可以采用只增加频率编码方向空间分辨率的方式来提高层面内空间分辨率，这样做的优势在于并不延长扫描时间。

而由于相位编码方向矩阵并没有变化，所以扫描时间不变。

①层面内空间分辨率主要和像素大小相关，像素越小，空间分辨率越大，反之亦然。

②矩阵增加并不能保证空间分辨率提高，只有直接影响到了像素大小才会改变空间分辨率。

③有时候提高空间分辨率不一定增加扫描时间，比如在频率编码方向增加矩阵或者缩小像素在频率编码方向上的尺寸大小空间分辨率提高但是扫描时间不变。

层面间的空间分辨率主要由扫描层厚决定。对于影像图像来说，一副图像反映的是整个断层里面组织信号强度的平均值，所以扫描层厚越厚，图像的部分容积效应也就越大，层间的空间分辨率就下降。

层厚越厚，包含的不同组织越多，这些不同的组织呈现在同一个体素内（成像容积），则该成像容积的反应的图像灰度（信号强度）是所有这些组织的平均值。部分容积效应的主要表现就是图像轮廓变得模糊，不同组织被平均显示。

采用更薄的层厚扫描可以减少部分容积效应，提高层间空间分辨率，但是图像的信噪比会下降。这是由于，层厚越厚，每一个层面的组织越多，提供的信号强度越大。层厚和图像信噪比是呈正比关系的，在提高层面间空间分辨率的同时，也要考虑权衡图像的信噪比。

从左到右，其他扫描参数不变，层厚依次为2mm、4mm、8mm，可以发现图像信噪比越来越高，但是部分容积效应也越来越重，表现为图像模糊，细节显示能力下降。

3D序列由于采用的是容积采集然后进行三个方向的编码。严格意义上讲是没有层厚这个概念的。用户可以在扫描参数中通过调节层方向的FOV、层方向的矩阵数目及层数来确定重建层厚。同样重建层厚越薄，则层面间的空间分辨率越高。

在磁共振显示的参数界面中，有时候发现系统会显示两种体素或者两种矩阵数目。这里显示的两种体素大小或者两种矩阵数目分别代表：采集体素（采集矩阵数目）和重建体素（重建矩阵数目）。

采集体素由扫描FOV和采集矩阵决定，采集体素决定系统的采集分辨率（Acquisition Resolution），也就是扫描的时候系统实际采集的矩阵数目。一般用户调节的空间分辨率就是系统的采集分辨率。

重建体素由扫描FOV和重建矩阵（Reconstruction Matrix）决定，在系统的重建过程中，可以通过一些插值算法，增加矩阵数目从而达到增加重建分辨率（Reconstruction Resolution）的目的。一般情况下重建体素大小都是小于采集体素大小的，通过重建可以提高一像的显示分辨率。通过内插算法提高显示分辨率也是有一个极限的，一般重建体素大小不能小于采集体素的一半。

ACQ voxel MPS代表采集体素的大小，其中M、P、S分别代表三个方向：M代表频率编码方向（信号读出方向Measurement）、P代表相位编码方向（Phase）、S代表层面选择方向（Slice）。REC voxel MPS代表重建体素在三个方向的大小。

一般在描述图像空间分辨率或者论文中表示参数信息的时候，还是以采集分辨率为主。

重建分辨率肯定是高于采集分辨率的，这一点大家应该比较容易理解。

CT图像中，会采用扫描水模来测量CT系统实际上的空间分辨率，比如我们熟悉的测量高对比度分辨率。

MRI图像的空间分辨率理论上取决于系统硬件和扫描参数，扫描参数是可以确定的，但是硬件系统性能需要进行质控和测试。

MRI图像的空间分辨率也可以通过质控程序扫描来测试。一般采用ACR的方法来测试。

高对比分辨率又叫做空间分辨率（spatial resolution），是反映扫描仪能够分辨最小物体的能力。在高对比度分辨率测试中，人们可以直观地评估密集小孔阵列中单个小亮点的可分辨性。这些小亮点是在一小块塑料上钻的里面充满水（液体）的小孔，又被称作分辨率插件。

在观察时，必须设置唯一的窗宽（window width, WW）和窗位（window level, WL），以达到至少一行的四个孔能辨别目的，在信号强度上孔应比孔之间的间距更亮。纪录最高可分辨的那一组，一般情况下，现代的磁共振系统在平面内（X-Y方向）的空间分辨率至少应该为1.0mm或者更好。

天天被好多朋友催，问书什么时候出来，我想8月前应该完全出来了。去年10月份，我和王教授就早已经完成了书稿，当时大概写了20万字，图片有230多副。

后面经过各种讨论，删减，增补，从开始写到完全出版，这个过程真的是太不容易了。可能很多大家想不到的问题，包括太多不可控因素。

是飞利浦的MRI参数界面，显示当前序列3D_Brain_View的体素是1.2×1.2×1.3mm。

是西门子的MRI参数界面，显示当前序列的体素是0.5×0.5×3.0mm。

和CT不同，磁共振可以进行任意方位的扫描。常规解剖部位主要还是采用传统的三方位扫描：横轴位（transverse, TRA）或者轴位（axial, AX）、矢状位（sagittal, SAG）及冠状位（coronal, COR）。有些特殊复杂部位扫描，可能采用斜方位，比如心脏扫描，采用的短轴位、四腔心方位。

一个序列除了进行一个方位扫描，还可以同时进行多方位扫描。一个扫描叠块（Stack）只能进行一个方位的扫描，所以要在一个序列同时进行多方位扫描需要增加扫描叠块，也就是多叠块扫描。多叠块多方位扫描常见于定位像扫描、椎间盘扫描及心脏首过灌注。

同时扫描多个叠块的情况见于：定位像（三方位扫描）、椎间盘（多叠块）、心肌首过灌注、运动监测多方位。

在MRI参数设置中，扫描框Stack一般都是在几何参数栏里，不同厂家可能位置不同，名称不同，但是意义差不多。

西门子的MRI系统中，扫描框被叫做Slice group，断层组，可以设置1或者多个断层组。直接输入数字或者点旁边的箭头+-即可。

飞利浦磁共振中，扫描框叫做Stack，在几何参数栏里。同样的用户可以设置扫描框个数。

联影MRI，扫描框叫做片层组，同样是先设置数目。

设置了扫描框个数后，下一步逻辑是要确定扫描方位。

当技师完成某个序列定位之后，系统都会显示该序列在该扫描框下的具体角度。这个也就是我们说的扫描框的角度信息。

以西门子系统距离，在Orientation方位参数栏中，会显示扫描方位的具体信息。在这个例子中：S在前说明主方位是矢状位；C-41.7：代表虽然是矢状位，但是定位框与标准正冠状位有一定角度，其偏向冠状位41.7°（如果偏向大于45°就变成斜冠状位了）；T-代表还偏向轴位一定角度。

在进行斜位扫描的时候，如果角度大于45°，可能会改变方位，注意观察扫描参数栏几何信息中的变化。

定位的时候，注意斜位的角度和定位后，几何参数中扫描方位的信息是否有变化！

设置好了扫描框数目和方位后，下一步就是要确定扫描框类型。有人问扫描框有什么类型？

一种是平行扫描，也就是一层接着一层，每一层之间有一个固定的层间隔gap。另一种是放射状扫描，也就是一层扫描完后，下一层按照一定角度和一定方向旋转，再扫描。

飞利浦的扫描框类型就是Stack下面，有一个type，用户可以选择parallel平行和radial放射状。

联影的片层组类型在类型里设置，可以选择：平行状和放射状。

比如：MRCP单激发的放射状扫描，髋关节盂唇放射状扫描。

放射状扫描一般需要设置间隔角度（或者设置层数，系统根据360°均匀分配）和方位。冠状位就是在冠状面旋转，矢状位就是在矢状面旋转。

完成了这些基础设置，扫描框还有几个重要的参数，比如：扫描层数、层间隔。

实际上扫描框虽然简单，但是关于扫描方位、扫描类型还需要说明。

最后就是要说一下，多叠块扫描，不同叠块可以设置不同的方位、不同的层厚、不同的间隔。因为每一个扫描框Stack是独立的，但是不同扫描框可以进行不同修改。

这种修改见于椎间盘，比如前几个椎间盘都扫描4层，3mm，最后一个椎间盘扫描5层，-1mm。

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