快速自旋回波序列FSE幾乎是臨床上最常用的脈沖序列,其實(shí)也是成像過程中涉及到參數(shù)優(yōu)化細(xì)節(jié)最多的一個(gè)脈沖序列。從硬件層面看自旋回波序列家族似乎是對(duì)硬件要求不高的成像序列,所以很多剛剛?cè)腴T到磁共振成像設(shè)備這個(gè)制造行業(yè)的廠商往往最先能夠提供給用戶的都是自旋回波序列家族。的確,根據(jù)接收帶寬、成像FOV等參數(shù)可以計(jì)算出通常在自旋回波序列家族所使用的梯度場強(qiáng)相比于基于EPI信號(hào)讀取方式的序列而言會(huì)明顯低一些。但實(shí)際上一個(gè)序列對(duì)于硬件的要求不僅僅是梯度場強(qiáng),譬如對(duì)于FSE序列而言需要考慮更多的細(xì)節(jié),如射頻場的均勻度、梯度場的保真度和穩(wěn)定度等。因此在FSE這一類成像脈沖序列會(huì)涉及到相位校正、細(xì)線偽影校正等等參數(shù)選擇,同時(shí),因?yàn)镕SE序列中采用多個(gè)聚焦脈沖進(jìn)行信號(hào)讀取,也就是通常所說的回波鏈采集技術(shù)?;夭ㄦ湶杉夹g(shù)大大提高了自旋回波序列家族在臨床上成像的可行性,但這里面臨一個(gè)問題:FSE序列信號(hào)采集過程中對(duì)不同回波時(shí)間點(diǎn)所采集的信號(hào)賦予不同的相位編碼梯度幅值并從而實(shí)現(xiàn)一次信號(hào)激發(fā)后采集多條K空間線,但因?yàn)槊織lK空間線對(duì)應(yīng)的回波時(shí)間不同,這就導(dǎo)致影響每條K空間線回波信號(hào)強(qiáng)度的不僅僅是相位編碼梯度的幅值,同時(shí)不同TE時(shí)間所帶來的T2弛豫衰減也是一個(gè)重要因素。事實(shí)上FSE序列中所存在的T2弛豫衰減是導(dǎo)致圖像模糊的一個(gè)重要原因。因?yàn)檫@個(gè)T2弛豫衰減會(huì)導(dǎo)致靠后的回波信號(hào)強(qiáng)度變低,如果對(duì)這些回波賦予更大的相位編碼梯度幅值就可能導(dǎo)致這些回波信號(hào)的幅值過低并可能淹沒在噪聲之中,從K空間維度看就是邊緣K空間線減少或者說有效K空間面積減少。而磁共振成像過程中的空間分辨細(xì)節(jié)能力和有效K空間面積呈反比。如何來減少FSE序列中的這種模糊效應(yīng)呢?增加接收帶寬、減少回波鏈長度等固然可以減少這種模糊效應(yīng),但這些選擇本身也會(huì)帶來一定的問題,如信噪比下降或掃描時(shí)間延長等。而對(duì)于FSE序列采集而言,還有一種去除模糊偽影的措施就是成像選項(xiàng)中的模糊偽影去除--Blurring cancellation。 Blurring cancellation是如何工作的呢?簡單的說就是從K空間水平所進(jìn)行的一種校正。對(duì)于同一條K空間線而言,是通過對(duì)不同TE時(shí)間的回波信號(hào)進(jìn)行相同的相位編碼幅值編碼,這樣每條K空間線的平均回波信號(hào)強(qiáng)度就能保持盡可能相同。舉個(gè)例子,如果在K空間最邊緣那條線第一次采集時(shí)采集的是15回波鏈中最后一個(gè)回波,那么第二次采集時(shí)就采集第一回波,這樣就在一定程度上解決了前一次采集回波信號(hào)過弱的問題。 圖片說明:FSE序列回波鏈采集及其帶來的模糊效應(yīng),注意越靠后的回波其信號(hào)幅度越低,這會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)K空間線能量過低而淹沒在噪聲之中,從而導(dǎo)致有效K空間面積減少圖像模糊。 圖片說明:成像界面中的Blurring Cancellation的選擇。需要注意的是,選擇了BC這個(gè)選項(xiàng)后第一個(gè)回波時(shí)間會(huì)向后移位,表現(xiàn)為第一回波時(shí)間延長1/3。此時(shí)最短TE時(shí)間乘以2/3代表回波間隔。上圖是未選擇BC時(shí)最短TE時(shí)間為8.9ms,下圖為選擇BC后最短TE時(shí)間為13.4ms。 很多磁共振使用者可能都在有意或無意使用著這個(gè)選項(xiàng),這樣一個(gè)選項(xiàng)到底會(huì)對(duì)圖像產(chǎn)生什么樣的影響?我想很多使用者無法直接給出很確切的回答。的確,當(dāng)在進(jìn)行常規(guī)臨床檢查過程中選擇或不選擇這個(gè)選項(xiàng)可能很難看出圖像中肉眼可見的明顯變化。為了說明BC這一選項(xiàng)的作用我做了一個(gè)很簡單的實(shí)驗(yàn):對(duì)于一個(gè)FSE序列,其他參數(shù)不變,選擇和不選擇Blurring Cancellation分別進(jìn)行一次質(zhì)控水模掃描,這時(shí)我們就可以很明顯的看到在空間細(xì)節(jié)顯示方面加不加這個(gè)選項(xiàng)有很明顯的區(qū)別: 這個(gè)簡單的對(duì)比可以充分說明Blurring Cancellation這個(gè)選項(xiàng)的重要意義,雖然它對(duì)于常規(guī)掃描圖像的影響可能我們?nèi)庋鄄灰欢芊直娉鰜?,但這一選項(xiàng)卻在潛移默化的影響著成像的空間細(xì)節(jié)分辨能力。事實(shí)上,了解這些選項(xiàng)的意義還不止如此,有時(shí)也是我們解決圖像質(zhì)量問題的一個(gè)切入點(diǎn)。 很久以前曾經(jīng)在場地遇到過一個(gè)很奇怪的偽影:該場地在進(jìn)行盆腔FSE T1加權(quán)像掃描總是出現(xiàn)莫名其妙的鬼影和Shading偽影。綜合分析這套掃描參數(shù),回波鏈長度為3,屬于非常合理的范圍。接收帶寬等參數(shù)也都在正常范圍。 圖片說明:FSE T1加權(quán)序列參數(shù)調(diào)整前掃描時(shí)的圖像,箭頭所示部分區(qū)域可見皮膚高信號(hào)鬼影,右側(cè)大腿區(qū)域可見明顯低信號(hào)區(qū)域。 為了解決這個(gè)偽影我在這個(gè)場地花了兩個(gè)中午的時(shí)間進(jìn)行測試掃描,嘗試了各種參數(shù)變化都沒有什么明顯改善。最后我嘗試選擇了Blurring Cancellation這個(gè)選項(xiàng),圖像質(zhì)量明顯改善,如圖所示: 圖片說明: 這里展示的是選擇BC前后的對(duì)比圖像。當(dāng)選擇了Blurring Cancellation這個(gè)選項(xiàng)后圖像質(zhì)量明顯改善,鬼影消失,低信號(hào)區(qū)域明顯減小。這里為了更清晰的顯示對(duì)比效果,采用相同的窗寬、窗位。這里需要注意選擇了BC后TE時(shí)間延長了5ms.這是序列設(shè)計(jì)過程中為了確保選擇BC后K空間的對(duì)稱性,第一個(gè)回波后移所致。 圖片說明: 這里展示的是另外一個(gè)層面選擇BC前后的對(duì)比圖像。同樣,當(dāng)選擇了Blurring Cancellation這個(gè)選項(xiàng)后圖像質(zhì)量明顯改善,鬼影消失,低信號(hào)區(qū)域明顯減小。這里需要注意選擇了BC后TE時(shí)間延長了5ms.這是序列設(shè)計(jì)過程中為了確保選擇BC后K空間的對(duì)稱性,第一個(gè)回波后移所致。 雖然這個(gè)偽影案例發(fā)生在多年以前,但對(duì)于這個(gè)偽影案例的解決我依然記憶猶新,因?yàn)閷?duì)于BC為什么能解決這個(gè)偽影我始終很困惑。按說對(duì)于一個(gè)回波鏈長度僅僅為3的FSE序列不會(huì)引起圖像太多的模糊效應(yīng),原有的偽影本身也是以鬼影和Shading偽影為主。這些都強(qiáng)烈提示更應(yīng)該是信號(hào)采集過程中是不是出現(xiàn)了相位方面的錯(cuò)誤?但為什么選擇了Blurring Cancellation這個(gè)選項(xiàng)后偽影會(huì)被明顯減輕呢?不久前,我又一次深入學(xué)習(xí)了BC的工作原理,但依然難以給出滿意的解釋。一次在和我的一位美國同事(他是我心目中最牛的FSE序列專家)討論學(xué)習(xí)有關(guān)相位校正方面的問題時(shí),我提到了這個(gè)偽影案例,也把解決的方案和我的困惑通過郵件發(fā)給他,他給我一個(gè)特別好的解釋:“你說的那個(gè)T1的問題,有可能是第一個(gè)自旋回波和后面的回波幅度差別比較大,然后當(dāng)你關(guān)掉BlurringCancellation(BC)時(shí),RetroPC(后處理相位校正)會(huì)打開,有可能反而使得偽影嚴(yán)重了。當(dāng)你打開BC模糊補(bǔ)償時(shí),后處理校正會(huì)自動(dòng)關(guān)掉,有可能會(huì)好點(diǎn)”??梢娫诖殴舱癯上襁^程中任何一個(gè)參數(shù)或選項(xiàng)都不是孤立存在的,參數(shù)或選項(xiàng)之間有著千絲萬縷的聯(lián)系,這給我們學(xué)習(xí)帶來了困難,但同時(shí)也帶來了深入探索的樂趣。 今天整理并分享這個(gè)案例是想和大家說:磁共振學(xué)習(xí)的過程就是一個(gè)日積月累的過程。對(duì)于任何一個(gè)參數(shù)或選項(xiàng)的理解和掌握可能都需要很多年的不斷思考和沉淀。當(dāng)然,在所有的學(xué)習(xí)方法中實(shí)踐是最好的老師。只有經(jīng)過不斷的實(shí)踐才能更深入的理解那句“學(xué)而時(shí)習(xí)之”背后的含義和艱辛的旅程。 |
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