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正文开始

 脂肪抑制

  脂肪抑制是指在MR成像中通过调整采集参数而选择性的抑制脂肪信号，使其失去高信号变为低信号，以区分同样为高信号的不同结构，在临床诊断上具有重要的意义，主要表现在：

(1)减少运动伪影、化学位移伪影；

(2)抑制脂肪组织信号，增加图像的组织对比；

(3)增加增强扫描的效果；

(4)鉴别病灶内是否含有脂肪，因为在T1WI上除脂肪外，含蛋白的液体、出血均可表现为高信号，脂肪抑制技术可以判断是否含脂，为鉴别诊断提供信息。

一、频率选择饱和法

 频率选择预饱和序列(Spectral Presaturaton with Inversion Recovery：SPIR)。由于脂肪和水中质子的进动频率存在差别。因此，选择一个与脂肪组织的进动频率一致的预饱和脉冲，翻转角在120°~140°之间。这样脂肪组织被翻转到相应的角度。当脂肪组织被翻转到相应的角度后，脂肪组织进行纵向弛豫，经过一个非常短的时间TI，脂肪组织会刚好过零点。这个时候施加90°激发脉冲，则脂肪组织信号被抑制不产生信号，水则不受影响，从而达到了脂肪抑制的目的。如下图所示，SPIR序列频率选择法脂肪抑制的关键在于选择脂肪的进动频率，发射只针对脂肪组织的窄带预饱和脉冲，而水的信号则不受影响。

  频率衰减反转恢复序列(SPectral Attenuated Inversion Recovery：SPAIR)。首先针对脂肪组织的进动频率，选择一个带宽较窄的180°绝热脉冲(脉冲的精确性很强，偏转速度慢)，将脂肪组织信号反转。由于180°绝热脉冲是选择性激发，其他组织并不受影响。经过一个TI时间后，脂肪组织刚好过零，这个时候发射90°的激发脉冲，则脂肪组织不产生信号，水产生信号。

SPAIR与SPIR的区别

●SPAIR与SPIR都对静磁场B0不均匀性敏感；

小FOV扫描，磁场均匀性越高；大FOV扫描，磁场均匀性将下降；而且当太偏中心时磁场均匀性也下降。

●SPAIR选择180°窄带的射频绝热脉冲。对射频场的不均匀性不敏感。SPIR选择120°-140°窄带的射频脉冲对射频场不均匀性敏感；

SPAIR选择180°绝热脉冲，无论如何脂肪内质子的纵向弛豫都会从-Z轴恢复到+Z轴。因此，对射频场的不均匀性不敏感。

●适用于中高磁场。

在1.0T场强中：水脂的频差∆f＝3.5ppm×42.5MHz＝148Hz；在2.0T场强中：水脂的频差∆f＝3.5ppm×42.5×2MHz＝296Hz。场强越高，水脂进动频率分得较开，不容易出现混叠，频率选择越容易。场强越低，水脂进动频率靠得较近，容易出现混叠，频率选择越难。

●SPAIR的扫描时间长，预脉冲占据TR间期，图像质量高。

在工作中采取脂肪抑制时出现的异常信号。

解决方法：一个方法是优化体位，把检查部位置于检查区域的中心或用匀场框；第二个方法是选用STIR或DIXON序列。

解决方法：一个方法是只要不影响观察可以保留或通过图片裁剪把它裁掉；第二个方法是选用STIR或DIXON序列。

二、 STIR技术

针对不同组织具有不同的纵向弛豫时间，在负180°反转脉冲激励下，所有组织的纵向磁化矢量都反转至-Z轴。脉冲停止后，组织开始纵向弛豫。当纵向弛豫过零点值开始采集信号。由于脂肪在XY方向无磁化矢量分量，不产生MR信号，其他组织在XY方向有磁化矢量分量，产生MR信号。因此， STIR采集的图像脂肪呈低信号。

SPAIR与STIR的区别

通过前面所学我们知道SPAIR与STIR都是通过180° 的预脉冲使组织信号偏转到-Z方向。后面紧跟着90°和180°的脉冲。突然发现SPAIR与STIR的脉冲序列有点像。但实际上不然，二者还是有着明显的区别。

●SPAIR对静磁场B0的不均匀性敏感；STIR对静磁场B0的不均匀性不敏感。在大FOV扫描，磁场不均匀性容易导致MR图像异常。此时，可以选择缩小FOV或选择STIR。

●SPAIR和STIR都选择180°预脉冲激励。但是，SPAIR的180°预脉冲是具有选择性，STIR的180°预脉冲不具备选择性，是把所有组织的纵向弛豫全部反转到-Z方向。

●STIR抑制脂肪信号，信噪比低。

由于 STIR采用180°的预脉冲不具有选择性，是对所有组织的信号进行翻转。因此，STIR不仅仅能抑制脂肪信号，还能抑制与脂肪纵向弛豫时间相近的组织的信号，比如出血，粘液蛋白等。即把除脂肪组织以外的其他信号也一直抑制，这也是导致 STIR 信噪比较低的原因之一。另一个原因脂肪发生纵向弛豫快。当脂肪信号过零时，其他组织的信号还没有完全弛豫，从而采集的信号强度进一步降低。

●SPAIR脂肪抑制是基于水脂化学位移；STIR脂肪抑制是基于水脂的信号过零点的时间不同、

➢优点:

●场强的依赖性较低，低场强磁共振系统也能取得较好的脂肪抑制效果；

●对磁场的均匀度要求较低；

●大FOV也能取得较好的抑制效果。

➢缺点:

●对脂肪信号的抑制缺乏特异性，当某些液体或组织的纵向磁化矢量的绝对值与脂肪相近时,其信号也被抑制；

●扫描时间长(长TR)；

●不能用于增强扫描；

三、Dixon技术

由于化学位移效应，水质子较脂肪质子的进动频率稍快，因此，每过若干时间水质子与脂肪质子进动相位就会出现在相反的方向上，这种状态称为水-脂反相位。再过一定时间，水和脂的进动相位又一致，这种状态称为水-脂同相位。

场强不同，水与脂的频率差则不同，获取同相位和反相位图像的回波时间TE则不同。在1.0T场强中：水脂的频差∆f＝3.5ppm×42.5MHz＝148Hz；水较脂快一周时所用时间t＝1000ms/148＝6.8ms；同相位时TE＝3.4×2n；

反相位时TE＝3.4×(2n－1)。在1.5T场强中：水脂的频差∆f＝3.5ppm×63.5MHz＝222.25Hz；水较脂快一周时所用时间t＝1000ms/222.25＝4.5ms。因此，可以得到同相位 TE=1000ms/[150Hz*场强]；反相位 TE=同相位TE/2。

四、选择性水激发技术

水激发技术( Principle Of Selection Excitation Technique, PROSET)是选择带宽较窄，频率与水内氢质子进动频率一致的激发脉冲，只激发水质子不激发脂肪，产生纯水像。选择性水激发也是利用了水和脂肪中氢质子进动频率不同的原理。选择性激发脉冲是由若干个子脉冲组成一个90°的射频脉冲，如下图所示。

当射频脉冲发射之前，水和脂肪组织的宏观磁化矢量都是在+Z方向，如下图。其中，浅黄色的代表脂肪组织、浅蓝色的代表水。

首先发射一个45°的子脉冲，激发组织。脂肪组织和水受到45°脉冲激发，偏转到45°。此刻，脂肪组织和水的相位是一致的，如下图。由于脂肪组织和水中氢质子所处的化学结构不同导致进动的频率不一致。所以经过一段时间后，水和脂肪组织中的氢质子的相位会发生偏移。当脂肪组织和水中氢质子的相位差是180°，发射第二个45°子脉冲，如下图所示。水中氢质子受到脉冲激发偏转到XY平面，产生磁共振信号；而脂肪组织中的氢质子经过这个过程，恢复+Z方向的，在水平方向没有分量，不产生磁共振信号。从而达到抑制脂肪信号。

习题

1.关于水脂同相位与反相位的叙述，正确的是

A、同一场强下，水质子与脂肪质子的共振频率不同

B、同相位脂肪和水的频率相同

C、同相位脂肪和水的信号相减

D、反相位是指脂肪和水的质子进动的频率不同

E、反相位脂肪和水的信号相加

2.关于频率选择饱和法的叙述，错误的是

A、水质子与脂肪质子的共振频率不同

B、场强越高，频率选择饱和法越好

C、频率选择饱和法主要抑制脂肪组织信号

D、对运动区域的脂肪抑制效果差

E、采用宽带射频饱和脉冲激发水或脂肪的信号

3.关于水脂同相位与反相位的叙述，正确的是

A、水脂反相位是基于水脂相位相同

B、水脂反相位对水脂混合组织信号明显衰减

C、水脂反相位对纯脂肪组织信号有明显衰减

D、水脂同相位易产生勾边效应。

E、水脂反相位对软组织信号有明显衰减

4.关于水脂同相位的叙述，错误的是

A、水脂同相位通常出现在水与脂肪组织的界面

B、水脂同相位是指脂肪和水的相位相同时，信号相加

C、水脂同相位过后，信号就开始衰减

D、场强越大，水脂到达同相位时间越长

E、水脂同相位在中低场强容易采集信号

5.关于幅度选择饱和法的叙述，错误的是

A、液体抑制反转恢复即黑水序列

B、脂肪组织的纵向弛豫速度很快

C、反转恢复序列可以增加T2对比

D、选择不同的TI可抑制脑脊液或脂肪

E、幅度选择饱和法即反转恢复序列

6.关于水激励技术的叙述，错误的是

A、一个激励脉冲可由不同激励脉冲组成

B、水激励技术是通过抑制脂肪信号实现

C、水激励技术是只采集水信号

D、水激励技术是基于化学位移

E、水激励技术是基于水--水脂肪的化学位移

参考资料

公众号：懋式百科全书 ------脂肪抑制序列

公众号：CTMR技术园 ------为什么有时压脂图像黑了一块