磁共振成像常用专用术语缩略语解读(四)
前几期推文我们介绍了一些常用磁共振成像专用术语缩略语,了解这些内容无论是对于日常扫描工作还是学术交流工作都有很重要的价值。虽然本系列推文中讲述的是GE磁共振设备的专用术语,笔者希望读者能够与自己所使用的设备进行对照学习,因为虽然很多技术在不同厂商被赋予不同的商品名称,但这些序列背后的工作原理相同或类似。我们在学习磁共振成像相关知识过程中要逐步养成举一反三普遍联系的思维习惯,这样才可以更好的应对工作中所面临的各种挑战。
FIESTA
Fast Imaging Employing Steady State Acquistion,真正稳态自由进动快速成像,这是在GE磁共振成像设备上实现真正稳态自由进动成像的成像序列。真正稳态自由进动成像是一个非常特殊的梯度回波序列,该序列采用系统所允许的最短TR、最短TE并在三个方向上采用平衡梯度设计(可以理解为三个方向的流动补偿)。该序列的通用名称是True SSFP(Steady State Free Precession),但在不同的厂商对应的商品序列名称不同如True FISP, Balance FFE等。该序列获得的对比度是T2/T1,具有血亮、水亮、脂肪亮的对比特点。临床上心脏电影成像、内听道水成像以及非对比剂肾动脉成像等都是利用了真正稳态自由进动序列。该序列对于磁场均匀度、TR和TE时间的长短具有高度依赖性,如果局部磁场均匀度较差或TR较长都会导致稳态破环,这会导致图像中出现明显的Banding伪影。在心脏电影成像正确施加局部匀场以及确认中心频率准确无误都是确保扫描成功的关键。
FIESTA-C
即FIESTA-Cycling,是在射频激励过程中通过切换射频脉冲的相位来消除Fiesta序列所存在的带状伪影(Banding artifact)。在进行内听道水成像等扫描过程中为了实现更高的空间分辨率需要采集更高的频率或相位编码矩阵。当频率编码矩阵比较大时就会导致TR、TE的延长。当TR过长时会破环稳态形成并因此导致Banding伪影。Fiesta-C在射频激发过程中采用不同的射频脉冲相位,这样确保产生的伪影也具有相反的相位。与FIESTA序列相比,FIESTA-C需要进行两遍采集,因此即便界面上两个序列选择的NEX相同FIESTA-C的成像时间也接近于FIESTA的两倍。与FIESTA、FIESTA-C关系比较密切的序列是COSMIC,这个序列从成像原理上看和FIESTA相同,唯一的区别就是在COSMIC成像过程中不是等到达到稳态后才开始采集,而是在未达到稳态时就开始数据采集,且在采集后不是维持稳态而是去除稳态。COSMIC序列的目的是为了增加图像中T2对比度,但与MERGE相比其T2对比度明显逊色,这是该序列未被广泛临床使用的原因。
图片说明:当成像参数完全相同时采用FIESTA-C序列的成像时间约为FIESTA序列的两倍,这是因为FIESTA-C要采用不同相位的射频脉冲采集两遍。
图片说明:在进行内听道成像时选择FIESTA-C、FIESTA、COSMIC进行对比可以发现FIESTA和COSMIC在磁场欠均匀区域有明显的带状伪影,这里TR过长也是FIESTA出现伪影原因之一,在FIESTA-C相应区域未见伪影。
FLAIR
FLuid Attenuation Inversion Recovery,液体衰减反转恢复序列。通常所说的FLAIR序列指的是T2对比度的FLAIR序列。该序列的一个重要特点是通过反转脉冲和TI时间的选择实现脑脊液等自由水的信号抑制,这对于显示脑内病变特别是那些靠近脑沟区域的病变所引起的高信号更敏感。T2 FLAIR序列也能更敏感的显示脱髓鞘类病变。T2 FLAIR序列和DWI序列联合使用也用于醒后卒中的时间窗判定,这对于醒后卒中病人能否溶栓具有重要的指导意义。迄今为止,各个厂商都在2D成像FLAIR基础之上开发了相应的3D FLAIR序列,虽然商品名称不同但它们的成像原理类似,3D FLAIR序列在临床和科研工作中的应用也越来越广泛。虽然在GE磁共振设备也有T1 FLAIR序列,但这里主要是通过反转脉冲的作用来实现灰白质之间更大的对比度。
Flex
在GE磁共振设备中的一个水脂分离解决方案,首先强调一下Flex不是一个缩写术语,而是直接借用了Flex或Flexible“有弹性的、灵活的”这一词义。在FSE或梯度回波序列选择了Flex这个选项后就衍变成两点法水脂分离成像,一次成像可以同时生成水像、脂像、水脂同相位、水脂反相位四种不同的对比度图像。Flex是基于两点法的水脂分离解决方案,相比于IDEAL三点不对称回波水脂分离成像而言,Flex对磁场均匀度、组织成分构成有更高的依赖性。
FOCUS
FOCUS是在GE磁共振设备上进行小FOV成像的一个成像技术,可用于DWI成像或者CUBE成像,在界面中通过“Excitation mode”窗口中选择FOCUS这一选项实施。FOCUS这一成像方法最早用于DWI成像,此时FOCUS对应的全称是“FOV Optimized and Constrained Undistorted Single-shot”。在FOCUS DWI成像时采用特殊的射频激励模式,虽然很多时候这种激励模式被解读为二维射频(2D RF)激励,但笔者认为更准确的理解应该是“异面激励模式”更确切。通常在SE序列成像过程中激励脉冲和聚焦脉冲采用相同的层面选择梯度,因此属于“同面激励”;而FOCUS DWI成像是激励脉冲和聚焦脉冲的选层梯度方向相互垂直,这样等于激励和聚焦决定了两个相互垂直的层面,只有在两个层面交叉的区域才是有效的成像区域。这种方式的一个突出的优势就是可以避免通常的小视野成像过程中相位编码方向上的卷褶伪影。另外,把相位编码方向放在成像视野短轴方向我们也可以采用较小的相位编码步数但保证其像素边长和频率编码方向相同,因此具有相对高的空间分辨能力。在常规DWI成像为了减少相位编码过程中所累积的相位错误有时会人为减少相位方向的FOV,但这会导致明显的卷褶伪影出现,而且因为常规DWI成像会采用并行采集技术,这会导致图像信噪比明显变低。近年来,在CUBE扫描序列也有一个FOCUS选项,但此时采用的不是异面激励技术而是在成像视野周边施加精确饱和带从而避免卷褶伪影的发生。
图片说明:FOCUS DWI工作原理示意图及FOCUS DWI和常规DWI进行小视野扫描时的图像对比。因为FOCUS DWI不施加ASSET,所以常规DWI分别进行了不加并行采集和施加并行采集的扫描。图中可见常规DWI扫描直接减小相位方向FOV可以产生明显的卷褶伪影或信噪比降低,而FOCUS DWI没有卷褶伪影的产生。
IDEAL
Iterative Decomposition of water and fat with Echo Asymmetry and Least-squares estimation,利用不对称回波和最小二乘法评估的水脂迭代分解。这是在GE磁共振成像设备上所配备的一种水脂分离解决方案。从宏观原理上讲,IDEAL是一种三点法水脂分离解决方案,三点法的一个突出优点就是能更好的克服磁场不均匀对于水、脂分离的影响,因此较两点法水脂分离解决方案如Flex相比,IDEAL水脂分离成像的稳定性更好;从技术细节上来看,IDEAL采用了不对称回波采集和最小二乘法评估,这主要是为了克服传统对称回波三点法所面临的水和脂肪含量相等时所带来的信噪比低的问题。这里需要强调几点:其一,IDEAL不是一个单独的扫描序列而是序列的一个选项,既可以用于FSE序列也可以用于梯度回波序列;其二,IDEAL也不是简单的脂肪抑制技术,因为它是水和脂肪分离的一种成像方法。IDEAL序列对于磁场不均匀具有较好的克服能力,因此可用于大范围偏中性的剔除脂肪信号的成像。IDEAL一次成像可以提供四种对比度:水像、脂像、水脂同相位、水脂反相位。因为IDEAL要采集三个回波点进行成像,因此对于运动非常敏感,运动可以导致明显的图像模糊或运动伪影。
图片说明:纯水模测试时在Flex水像中表现为低信号(错误分离为脂像),而IDEAL水像上表现正常。图像右上角“W”标注提示为“水”像。
图片说明:纯水模测试时在Flex脂像中表现为高信号(说明把水错误分离为脂肪),而IDEAL脂像上表现为低信号(水模中不含脂肪,说明IDEAL分离正确)。图像右上角“F”标注提示为“脂”像。
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