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【基础理论】MRI脂肪抑制技术
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一 、化学饱和脂肪抑制基础：MR系统中心频率。在MR成像中以水的频率作为中心频率。前提：水和脂肪这两种组织中的氢质子的进动频率必须完全分开，这就要求较高的磁场。原理：化学位移现象，不同化合物中氢质子的进动频率不同，不用磁场中氢质子的进动频率也不同（见下图）。信号的主要来源是水和脂肪（含有—CH2—基团的化学物质）。在1.5T磁共振中脂肪的进动频率比水的进动频率低220Hz(有的文献是208Hz)。在激发脉冲作用前，系统首先发射一个比中心频率小220Hz的90度RF脉冲（此脉冲的频率正好与脂肪的进动频率一致），使得脂肪的磁化矢量都翻转到XY平面，发生失相位。当90度激发脉冲作用时，脂肪信号没有时间像其他组织一样得到恢复，纵向磁化矢量没有脂肪成分的存在，即在MR图像上不会产生脂肪信号，该技术被称为FatSat或者ChemSat。缺点：（1）要求非常均匀的静磁场B0，当MR系统磁场不均匀（金属异物。线圈边缘，磁敏感效应显著区域（空气/脂肪接触面））将导致脂肪的进动频率发生变化，脂肪达不到抑制的效果。（2）在低磁场中，水和脂肪的频率部分重合，所以采用此种方法时部分水也会被抑制掉，所以在低磁场中无法次用化学饱和法脂肪抑制。（3）只能针对较小范围的脂肪抑制。补充:为了增加磁场均匀性，通常在序列事件之前对B0磁场校准，使得化学饱和脂肪抑制得到更好的效果，当然这样做会增加SAR风险。化学饱和脂肪抑制技术结合STIR可以得到新的序列SPIR（spectral inversion recovery,Philips）。二 、STIR(short tau inversion recovery)脂肪抑制技术STIR(short tau inversion recovery)序列属于IR序列类型，一般采用很短的TI（小于300ms）。该序列一般用于T2序列，脂肪抑制中TI值（0点值）等于脂肪T1值的69%，在1.5T磁共振中为150ms-170ms，该序列是脂肪抑制技术中抑脂较好的序列，IR示意图如下：原理：首先施加一个180度反转脉冲，停止激发后，所有的磁化矢量从-Z轴开始T1恢复，由于不同物质的T1弛豫时间不同，经过0点的时间也会不同。所以选取适当的TI时间满足90度脉冲激发时，该组织在-Z轴的磁化矢量恰好恢复到0值，因此在XY平面没有横向磁化矢量形成，即在最终产生的信号也没有脂肪信号，如下图所示：运用：（1）主要用颈部，髋部，肩部冠状，骨髓，脊柱，腹部，眶窝等较大范围的脂肪抑制。（2）鉴别脂肪与非脂肪结构（如T2较长的病变和T2较长的脂肪病变）。（3）用于降低运动伪影。（4）去除T1较短的组织信号后，使得长T1，长T2的组织与组织之间对比度的积累效应，如肿瘤/肌肉，肿瘤/脂肪之间的对比度。STIR技术不足：（1）采集时间长，由于需要充分恢复纵向磁矩，所以TR较长。（2）T1接近于脂肪T1的组织的信号也会被抑制掉，例如出血性病变。（3）在低磁场中采用该序列，易受到噪声的影响。三 、Dixon序列及其衍生序列定义：采集两个时间点信号，而后对水和脂肪分别成像的技术，称作两点式DIXON成像技术。原理：基于脂肪与水之间的化学位移，RF激发后，位于XY平面的磁化矢量相位是一致的，随后将发生失相位，水中的氢质子比脂肪中的氢质子失相位快。如在1.5T磁共振，脂肪中的质子与水中的质子存在着208Hz的共振频率差，这两者会周期性的产生相位差，每隔T=1/2（W水—W脂肪）即2.4ms就会发生一次，其中W为质子的共振频率。对于每个切片进行两次采集：在脂肪和水中的质子同相位时，总的横向磁化矢量最大，第一次采集，记为SE1。第二次采集时，改变180度脉冲的施加时间，使得恢复和读出梯度的中心都滞后2.4ms，此时脂肪和水中的质子反相位，总的横向磁化矢量最小，第二次采集，记为SE2。这样SE1+SE2即得到抑脂的信号图像；SE1—SE2得到抑水的信号图像。应用：同于其他饱和抑脂技术，同时可运用于注射Gd—DTPA后提高含有脂肪组织病变的对比度；结合GRE序列，可以缩短扫描时间，在检查肾上腺疾病，肝脏脂肪浸润，腺瘤性疾病方面很有优势。不足：同样，对于磁场的不均匀性较敏感使得水脂分离不完全，所以现在大多采用三点式DIXON成像技术（即TE-t，TE，TE+t），使得水脂完全分离，不用考虑磁场不均匀，磁敏感效应,还可以运用于低磁场机器的成像。四 、水激励法(waterexcitation,WE, or&&PROSET)原理：和前面Dixon一样，水激励法利用的还是水和脂肪中相移的周期性，即选择性的激励水中的氢质子。施加一组时间间隔为T（T=1/2(W水—W脂)），幅度为1：1的RF脉冲。第一个脉冲,使水和脂肪中的氢质子同相位：翻转角为θ,使水和脂肪中的氢质子的磁矩翻转至XY平面，而后磁矩发生相散。第二个脉冲,使脂肪的磁矩翻转至纵平面：第一个脉冲后，隔时间T，作用第二个RF，翻转角为—θ，由于此RF只能对脂肪中的质子翻转至纵平面，对水中的质子无影响，所以图像中只有水中质子信号的信息。此技术也可以施加多组，多幅度的RF，达到这更好的脂肪抑制效果，但RF间隔的增加，将会导致成像时间的延长。优点：（1）对磁共振不均匀性不敏感。（2）成像时间较短。（3）可用于2D，3D成像中的脂肪抑制，，例如在显示关节软骨方面。（4）可减少SAR值。不足：在低磁场中，无法使用该技术。
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脂肪抑制技术
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历史上的今天
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blogTitle:'\t\tMRI - 射频脉冲与脉冲序列',
blogAbstract:'半傅里叶采集单次激发快速自旋回波序列半傅里叶采集单次激发快速自旋回波（half-fourier acquisition singo-shot turbo-SE，HASTE）序列是一个单次激发快速成像序列，并结合半傅里叶采集技术，使一幅256×256矩阵的图像数据在1秒内便可采集完毕。半傅里叶采集方式不是采集所有的相位编码行，而是仅采集正相位编码行、零编码以及少数几个负相位编码行的数据，然后利用Ｋ-空间的数学对称原理对正相位编码数据进行复制，最终由采集数据以及复制的数据重建成一幅完整图像。因为仅采集一半多一点的数据，所以扫描时间降低了近一半。',
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