從部分K空間到並行採集，再從並行採集到CS、AI成像，我們對於MRI掃描速度的追求從未停止過。隨著MRI軟硬體的提升和眾多新技術在MRI上的應用，MRI的掃描速度已獲得了巨大的提升。對於常規基礎序列而言，即使再怎麼最佳化，無論是掃描時間還是影象質量跟目前新機型配置的最新快速成像序列比起來都是極其有限的。但不可否認的是，這些新序列都是由基礎序列衍生而來，我們對於基礎序列的瞭解和認識是至關重要的。
哪類序列掃描的快？
要想做到高效率的掃描，就必須熟悉各類序列的優缺點。常用序列成像速度大體為如下情況：
SE序列：一個TR填充K空間一條相位編碼線，每採集一次需等待TR長的時間再進行下一次激發，掃描時間最慢，但其信噪比最高，該類序列目前很少使用了。
FSE序列：引入了回波鏈（如N），一個TR填充K空間的N條相位編碼線，極大的縮短了掃描時間，這類序列是目前應用最多的一類序列。
FRFSE序列：使用一個翻轉恢復脈衝快速地將組織的磁化向量由激發態恢復至平衡態，以達到加快掃描速度，增加對比度的效果，該序列常用於T2WI成像，但該序列不能用於T1WI成像。
SSFSE序列：一個TR時間內填充完K空間的全部相位編碼線。通常採集相位編碼矩陣一半多點的K空間線，再利用K空間的共軛屬性重建另一半的資料，該類序列常用動態和快速成像中。
GRE序列：與FSE序列相比極大的縮短了TR，使用不同的TE和FA可得到不同權重的對比度影象。GRE序列信噪比不及FSE序列，但由於GRE序列掃描速度非常快，成為了一些快速成像和功能成像的首選序列。
EPI序列：EPI序列是在一次RF激發後，採用正反梯度連續切換來讀取採集訊號，該類序列掃描速度最快，但其信噪比最差，該序列常用於功能成像。
圖△，對於易運動部位的掃描，如胸部、腹部、胎盤等，使用一些快速序列掃描雖然加快了掃描速度，但肯定會犧牲一些其它的指標，如信噪比、對比度、解析度等。
圖△，在肝臟掃描時有的醫院為了提高效率，使用如SSFSE、FIESTA等快速成像序列替代橫軸位的T2WI壓脂序列，作為常規的掃描序列。這樣做雖然節省掃描時間，但並不利於一些小病變和短T2病變的檢出。
MRI序列眾多，在實際掃描過程中應該充分認識到每一個序列的優缺點，合理利用每一個序列，不能盲目的追求一個“快”，“魚和熊掌，不可兼得”。
與掃描時間密切相關的幾個引數！
為了加快掃描速度常更改的幾個引數如回波鏈（ETL），頻寬（BW），激勵次數（NEX），相位編碼數（Phase），相位FOV（Phase FOV），最短重複時間（TR）等。
激勵（重複）次數：減少掃描時間最簡單，直接的一個引數。激勵/重複/訊號平均次數：指每一條K空間線資料填充的重複次數。
圖△：激勵次數為1時，time=01:23；激勵次數為2時，time=02:08。
1。激勵次數越多，信噪比越好（SNR∝激勵次數的平方根），掃描時間越長。
2。激勵次數越多，可以有效改善一些運動偽影，如上圖中的頸髓部位。但激勵次數過多，時間則越長，產生運動偽影的機率會越大。
3。部分序列的激勵次數可以小於1，實則是部分K空間填充。
如在一些快成像序列或3D薄層掃描中NEX常設定為小於1以縮短掃描時間。
部分K空間填充技術與其原理類似，在實際的掃描中會根據具體的部位、具體的序列而最佳化K空間的填充方式。
頻寬：為MRI成像中在頻率編碼（讀出梯度）方向上的訊號頻率範圍。
（注：GE介面給出的頻寬為半頻寬值，畫素頻寬需要計算得出）
圖1，BW為31.25時，time=1:53，圖2，BW為15.63時，time=2:41。
1。頻寬增加，掃描時間減少，但信噪比會降低（SNR與接收頻寬的平方根呈反比）。
2。頻寬直接影響回波間隙和最短TE值。頻寬減小，其駐點時間增加，回波間隙延長，最短TE會延長；
3。不要盲目的追求信噪比設定過低的頻寬，否則將會導致影象明顯的偽影（如模糊、對比度下降、化學位移偽影等）。
如圖△，該化學位移偽影的寬窄會隨著頻寬的改變而改變。根據磁場強度，利用掃描矩陣和頻寬值可以計算出其位移的具體畫素值。
4。DWI序列為了減輕化學位移偽影，常採用系統允許的最大接收頻寬。
5。在調整頻寬時，應注意回波鏈的長短，二者對回波間隙和TE起到決定性作用。
回波鏈：很多人有個誤區，認為更改回波鏈可以節省掃描時間，但不會影響信噪比。其實不然，你得明確回波鏈-回波間隙-回波訊號三者的關係，詳解參考：
MRI引數最佳化中的回波鏈！
圖△，在PDWI序列中，回波鏈設定較長（圖中為回波鏈16），雖然節省了掃描時間，但會導致影象的模糊偽影，銳利度降低，細節分辨不清。這一點可能就是你膝關節總是做不好的原因所在。
圖△，如果將回波鏈縮短（圖中為回波鏈8），不僅能更好的顯示一些細微結構，也能更好的顯示骨質、關節軟骨、液性訊號等情況。
1。更改回波鏈鏈時，一定要保證TE、TR在合理的範圍內。
2。更改回波鏈時必然會導致其他引數的變化，第一個TE和最後一個TE的變化顯得至關重要。
3。寧可減小採集（激勵）次數，也不要過長的增加回波鏈長度。
4。只有在TR有冗餘的情況下，回波鏈的延長，才會縮短掃描時間。
5。需要說明的是回波鏈也不是越短越好，在很多序列中需要使用較長的回波鏈鏈來突出T2對比，如需要突出長T2的組織訊號時。
掃描矩陣：掃描矩陣是決定影象解析度的一個重要引數，也是決定掃描時間的一個重要指標。
相位編碼 圖1，Phase為224時，掃描時間為1:52，圖2，Phase為192時，掃描時間為1:36。雖然相對信噪比由圖1的100% 變了圖2的108%。
1。不只是相位編碼數會影響掃描時間，頻率編碼數同樣會影響掃描時間（ESP），只是相位編碼直接影響到掃描時間，而頻率編碼是間接影響掃描時間。
2。FOV不變的情況下，矩陣越小，掃描時間會越短，信噪比越高，但解析度會越低，容積效應和截斷偽影越明顯。
圖△：FOV 24cm；掃描矩陣為320*192；time=0:52;空間解析度不足導致的截斷偽影（常出現相位編碼方向）。
FOV 24cm；掃描矩陣為384*320；time=1:31;增加掃描矩陣偽影明顯減少；
3。在保證足夠的信噪比和對比度的情況下，矩陣越大掃描時間會越長，解析度相對也會越高；但如果矩陣設定的過大（頻率編碼），由於回波間隙的延長，會增加影象的模糊偽影，反而會使解析度降低。
4。並不是FOV小或矩陣大就是高解析度掃描，對於影象解析度的評價要基於體素的概念去評價。
與相位相關的另一個引數就是Phase FOV，在一些快速成像中常更改的一個引數。
圖1，Phase FOV為1時，掃描時間為2:41，圖2，Phase FOV為0.7時，掃描時間為2:02。選擇為1.0時，在相位編碼方向上採集全部的訊號；選擇0.9時 ，為採集90%訊號，周邊作填零處理；選擇0.8時，為採集80% 訊號……這樣做的好處就是節省了掃描時間，幾乎不犧牲信噪比及解析度。矩形畫素與其類似。
從圖中可以看出為了節省掃描時間，採用的部分Phase FOV（16.8/24）掃描。但需要注意的是使用並行採集技術時，Phase FOV不宜過小，否則將會導致明顯的並行採集偽影，尤其是採用較大的加速因子時。
採用較大的加速因子和部分phase FOV同時使用時，會出現圖△中並採偽影，最常見於腹部的掃描中。
TE或TR：MRI序列的採集時間跟TR的長短密不可分，FRFSE使用一個了恢復脈衝使TR時間明顯縮短，使得成像速度比FSE序列更快；GRE序列的成像時間比SE序列快得多就是因為GRE的TR比SE的TR短得太多。在GRE序列中TE與TR是相互影響的，如縮短TE或TR值則可加快掃描速度。當然TE或TR能縮短的程度取決於MRI系統本身的效能。
為了縮短掃描時間，MRI中很多序列使用的是系統的極限引數，也就是系統允許的最短TE與TR值，如快速成像的3D序列、自由穩定進動序列等。改變最短TE或TR值，則可以縮短掃描時間。同時，當改變某一些引數導致TE延長時，由於TE的延長則會導致TR的延長，最終導致掃描時間的增加。
修改成像選項：在進行MRI成像時通常會新增一些成像選項來改善影象質量，如新增飽和帶抑制某些偽影，使用MTC抑制背景等。但在使用了這些技術後基本上都會增加掃描時間。
如最常見預飽和技術中的飽和帶的使用，特別是在短TR成像序列中尤為明顯。T1WI：圖1，加了S和I飽和帶後，TR延長了，掃描時間為3:40。圖2，去除飽和帶後，TR縮短了，掃描時間為2:10。
在實際的掃描中我們為了節省掃描時間，常常在T1WI中儘量少的使用飽和帶來換取更快的掃描速度，但這樣做往往會帶來一些明顯的偽影。
從上述的引數介紹可以看出，MRI的引數間是相互制約，相互影響，有的更是相互矛盾的。更改某一引數，必會引起其他的引數的變化，最終也會導致影象質量（信噪比、解析度、對比度、均勻度、偽影）的改變。所以在臨床的掃描中一定要有“度”、要“合理”，不要一味的去追求掃描速度而犧牲了解析度、信噪比、對比度等一些重要的東西。更改引數並不是節省掃描時間的唯一途徑，也不是做好的途徑，如果你確實需要快，可以：
1。使用更高的主磁場，如獲得同等SNR的影象，3。0T肯定比1。5T快。
2。提升軟硬體的效能， 如提升梯度的切換率可縮短成像序列的最短TE及TR，從而獲得更快的掃描速度；
3。使用更新的成像技術，如採用壓縮感知技術可以成倍的縮短掃描時間。
4。使用多通道線圈，優良的線圈是獲得高質量影象的關鍵。通常線圈單元密度越大，獲得的影象SNR更高；掃描線圈加速因子越大，掃描時間越短。
掃描技師希望掃描時間越快越好，診斷醫師希望影象越清晰越好，但對於MRI目前的軟硬體而言，掃描時間和影象質量永遠都是相互制約的矛盾體。可以預見的是，隨著CS技術、AI成像和MRF在MRI中應用，MRI成像即將步入一個全面革新的時代，掃描速度不再是我們擔心的問題。
參考文獻：
楊楊，曾軍，範文亮，雷子喬，餘建明。磁共振指紋成像技術及其臨床應用［J］。放射學實踐，2020，35（12）：1629-1634。
B。Kastler。 深入瞭解MRI基礎［M］。 人民軍醫出版社， 2012。
張英魁，黎麗，李金鋒。 磁共振成像系統的原理及其應用［M］。 北京大學醫學出版社， 2021。
蔣方方，王敏傑，張永良，金愛國。 MR並行採集技術的臨床應用［J］。 生物醫學工程學進展，2009，04：232-237。
楊正漢， 馮逢， 王霄英。 磁共振成像技術指南［M］。 人民軍醫出版社， 2007。
靳二虎， 蔣濤， 張輝。 磁共振成像臨床應用入門（第2版）［J］。 中國臨床醫生雜誌， 2015（4）
夏春潮，李真林。醫學影像技術研究進展及展望［J］。中華放射學雜誌，2020，54（2）：89-94。
END
【版權宣告】本平臺屬公益學習平臺，轉載系出於傳遞更多學習資訊之目的，且已標明作者和出處，如不希望被傳播的老師可與我們聯絡刪除