脂肪抑制技术的精品课件解读

常用脂肪抑制技术解读（二）● 化学位移法脂肪抑制技术基于化学位移法的选择性脂肪信号抑制：水和脂肪中氢质子周围化学环境的不同导致了它们在进动频率上的微小差别，这个差别用无量纲的ppm表示就是3.5ppm。

无论所使用的磁共振成像设备场强是多少，水和脂肪之间这个无量纲差异都是不变的。

但到了不同场强的成像设备，根据拉莫尔方程计算出来的以Hz为单位的频率差异就不同了。

磁共振成像设备的场强越高，这个频率差异就越大。

水和脂肪中氢质子核这种进动频率的差别为化学位移成像奠定了成像基础。

利用这种频率上的差异也可以实现选择性的脂肪信号抑制，这就是所说的化学位移法脂肪抑制，通常简称为Fat Sat。

与STIR脂肪抑制技术相比，利用化学位移法的脂肪信号抑制具有以下特点：01化学位移法脂肪抑制技术的临床优点相比于短时反转脂肪抑制STIR序列，化学位移法脂肪抑制具有以下两个突出的临床优点：1）化学位移法选择性脂肪抑制适用于更多的成像序列：与STIR 技术相比，化学位移法脂肪抑制可以作为一个成像技术选项，既可以用于T1加权成像，也可以用于T2加权成像，在序列上也可以同时兼容自旋回波序列家族和梯度回波序列家族。

化学位移法脂肪抑制的这种广适性使得它在临床上具有更广泛的应用。

2）化学位移法选择性脂肪抑制属于选择性脂肪抑制技术：这种选择性脂肪抑制技术可以特异性地抑制脂肪信号，这样对于鉴别出血或脂肪具有重要价值。

另一方面，这种选择性抑制脂肪信号也确保了组织中水中氢质子信号免受损失，因此相比于STIR脂肪抑制技术，化学位移法脂肪抑制具有更高的信噪比。

02化学位移法脂肪抑制技术的局限性相比于STIR脂肪抑制方法，化学位移法脂肪抑制技术也具有几方面自身的局限性：1）化学位移法选择性脂肪抑制对主磁场强度具有高度依赖性：当主磁场强度很低时，水和脂肪中氢质子核的进动频率从具体的Hz数来看差别就很小，也就是二者的进动频率点相离很近，如在0.2T的磁共振成像设备上，二者频率差异约为29Hz，而通常的射频激励脉冲宽度在数百个Hz或KHz量级，显然，这么窄的频率差异很容易被频率域更宽的射频脉冲所淹没，这是低场磁共振无法实现化学位移法脂肪信号抑制的根本原因。

磁共振脂肪抑制序列意义磁共振成像（MRI）是一种非侵入性的医学影像技术，广泛应用于临床诊断和研究领域。

脂肪抑制序列是MRI中常用的一种技术，旨在通过抑制脂肪信号，提高对其他组织结构的可视化程度。

本文将详细介绍磁共振脂肪抑制序列的意义及其临床应用。

一、磁共振脂肪抑制序列的原理磁共振脂肪抑制序列的原理基于脂肪和水信号在磁场中的不同特性。

脂肪具有高信号强度，而其他组织如肌肉、骨骼和血液等信号较低。

通过特殊的脉冲序列和参数设置，可以有效抑制脂肪信号，使其他组织结构更加清晰可见。

二、磁共振脂肪抑制序列的临床应用1. 肿瘤检测与评估磁共振脂肪抑制序列在肿瘤检测与评估中具有重要意义。

脂肪抑制可以提高肿瘤周围组织的可视化程度，有助于确定肿瘤的大小、边界和浸润范围。

此外，脂肪抑制还可以帮助区分良性肿瘤和恶性肿瘤，提供更准确的诊断信息，对于治疗方案的选择和预后评估具有重要指导意义。

2. 骨关节疾病诊断磁共振脂肪抑制序列在骨关节疾病的诊断中也有广泛应用。

例如，在关节炎、关节滑膜炎和骨折等疾病中，脂肪抑制可以清晰显示关节腔、滑膜和软骨病变情况，有助于评估病变的严重程度和范围，指导临床治疗和手术决策。

3. 炎症和感染性疾病诊断磁共振脂肪抑制序列对于炎症和感染性疾病的诊断也具有重要意义。

炎症和感染性病变常伴随有水肿、渗出和血管扩张等特征，这些信号可以通过脂肪抑制来突出显示。

因此，磁共振脂肪抑制序列可以帮助医生确定病变的位置、范围和严重程度，指导治疗方案的制定和效果评估。

4. 血管疾病诊断磁共振脂肪抑制序列在血管疾病的诊断中也有重要作用。

脂肪抑制可以消除脂肪信号的干扰，使血管结构更加清晰可见。

例如，在肾动脉狭窄和颈动脉狭窄等血管疾病中，磁共振脂肪抑制序列可以帮助医生评估病变的程度和位置，指导治疗和手术决策。

三、磁共振脂肪抑制序列的优势与局限磁共振脂肪抑制序列具有许多优势，如高分辨率、多平面成像、无辐射等。

然而，也存在一些局限性，如对扰动敏感、扫描时间较长等。

MRI脂肪抑制技术的原理与临床应用在磁共振成像（以下简称MRI）中，由于人体内脂肪组织中的氢质子和其它组织中的氢质子所处的分子环境不同，使得它们的共振频率不相同；当脂肪和其它组织的氢质子同时受到射频脉冲激励后，它们的弛豫时间也不一样。

在不同的回波时间采集信号，脂肪组织和非脂肪组织表现出不同的信号强度。

利用人体内不同组织的上述特性，磁共振物理学家们开发出了多种用于抑制脂肪信号的脉冲序列。

下面对四种脂肪抑制序列的基本原理、特点及临床应用价值作一个简单的介绍。

一脂肪饱和序列1. 基本原理脂肪饱和(Fat Saturation，FATSAT)方法是一种射频频率选择性脂肪抑制技术。

它的基本原理是利用脂肪和水共振频率的微小差异，通过调节激励脉冲的频率和带宽，有选择地使脂肪处于饱和状态，脂肪质子不产生信号，从而得到只含水质子信号的影像。

在FATSAT序列开始时，先对所选择的层面用共振频率与脂肪相同的90°射频脉冲(饱和脉冲)进行激励，使脂肪的宏观磁化矢量翻转至横向(XOY)平面，在激励脉冲之后，立即施加一个扰相(相位破坏)梯度脉冲，破坏脂肪信号的相位一致性，紧接着施加成像脉冲。

由于回波信号采集与饱和脉冲之间时间很短(<100ms)，使脂肪质子无足够时间恢复纵向磁化矢量，没有信号产生，从而达到脂肪抑制的目的。

2. 脂肪饱和序列的特点及临床应用FATSAT技术是在常规成像脉冲序列之前，先用一频率和脂类质子共振频率相同的饱和脉冲对所选择的层面进行激励，因此，该技术可用在所有的MR成像脉冲序列中。

FATSAT序列的突出优点是只抑制脂肪信号，而其它组织信号不受影响，因此一般认为该序列对脂肪抑制具有特异性，可靠性较高，特别是在较高场强的磁共振成像系统中，只要饱和脉冲的频率和频带宽度选择合适，即可使脂肪组织的信号强度减低或消除，而非脂肪组织信号几乎不受任何影响。

脂肪饱和序列最适合显示解剖细节，如有脂肪的软组织病变的显示、骨与关节成像、眼眶内病变的显示等。

脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列（T2W-TSE-FS）是核磁共振成像中常见的成像序列之一，通过对脂肪信号的抑制，使得成像更清晰、更具对比度，对某些疾病的诊断具有重要的临床意义。

下面，我们将从不同的角度来探讨脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列的作用和意义。

一、技术原理1.1 T2加权成像原理在T2加权成像中，脂肪信号和水信号具有不同的自旋回波强度。

我们知道，脂肪信号具有较短的T2弛豫时间，而水信号具有较长的T2弛豫时间。

在T2加权成像中，脂肪信号将会呈现较暗的信号，而水信号将会呈现较亮的信号。

1.2 脂肪抑制原理脂肪抑制的目的是通过使用特定的脂肪抑制脉冲，使得脂肪信号被抑制，从而在图像中减少脂肪信号的干扰，使得水信号更为突出。

常见的脂肪抑制脉冲包括短T1脂肪饱和脉冲和化学位移饱和脉冲等。

1.3 涡轮自旋回波序列涡轮自旋回波序列（TSE）是一种快速序列，通过多个180°脉冲和回波信号的结合，可以加快成像速度，减少扫描时间，同时提高信噪比和分辨率。

综合以上原理，脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列通过抑制脂肪信号，加快成像速度，使得水信号更为突出，从而在临床应用中有着重要的意义。

二、临床应用2.1 骨髓炎的诊断脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列在骨髓炎的诊断中具有重要作用。

由于骨髓炎常伴有脂肪浸润，使用脂肪抑制T2加权序列可以更清晰地观察到水肿、骨髓增生、脓肿等病变，有助于早期诊断和治疗。

2.2 肿瘤的诊断对于肿瘤的诊断，脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列同样具有重要价值。

肿瘤组织中的脂肪信号常常会干扰水信号的观察，使用脂肪抑制序列可以有效地抑制脂肪信号，使得肿瘤的边界更清晰，有助于评估肿瘤的范围和浸润情况。

2.3 骨折的诊断在骨折的诊断中，脂肪抑制T2加权涡轮自旋回波序列同样有其独特的价值。

由于骨骼中含有大量的脂肪信号，如果不进行脂肪抑制，将会对骨折线的观察造成较大的干扰，而使用脂肪抑制序列可以减少这种干扰，有助于更准确地诊断骨折情况。

常用脂肪抑制技术解读（一）当以氢原子核作为探测对象来进行磁共振成像时，水分子中的氢质子和脂肪中的氢质子便成为磁共振信号的两大主要来源。

脂肪分子的分子结构远远较水分子更复杂，所以脂肪中的氢质子核周围的环境也更复杂。

因为水和脂肪中氢质子核的化学环境不同，导致二者间产生了化学位移现象，这种化学位移现象既可能是产生伪影的原因，也可以成为成像技术的切入点。

由于脂肪中氢质子的运动较水分子慢，这使得脂肪中氢质子具有相对短T1弛豫属性；而脂肪中氢质子核之间相对更“稳定”，这导致它们具有较自由水相对更短的T2弛豫属性。

但在FSE序列采集过程中，因为脂肪中氢质子核之间的J耦合效应减弱，导致在FSE序列中脂肪组织具有较高的信号。

很多时候因为脂肪组织呈现出来的高信号会在一定程度上降低病变与背景组织之间的对比，如水肿、病变本身等都可能因为脂肪组织的高信号导致它们与正常组织之间的对比变差，因此，在磁共振成像过程中很多时候需要把脂肪信号抑制或剔除，这样才能更好的突出病变所导致的直接或间接征象的改变。

当然，在一些部位的检查如盆腔检查时，有时也会保留脂肪信号，这样能更好地突出直肠或子宫等病变对周围的侵犯以及所引起的淋巴结转移。

图片说明：脂肪抑制技术能更好地反映病变范围。

骨关节磁共振成像脂肪抑制技术对于显示病变范围及骨折分期都具有重要的临床价值。

因为通常情况下骨髓内的脂肪会导致T1及T2上的高信号改变，特别是T2像上的高信号会掩盖病变的范围。

临床实际工作中对于脂肪信号的处理可以采用几种不同的解决方案，可以将脂肪信号抑制，也可以将脂肪信号剔除，当然也可能会保留脂肪信号。

常用的脂肪信号抑制技术解决方案有如下几种不同的方式。

● STIR脂肪抑制技术基于组织T1弛豫时间的短时反转STIR脂肪抑制技术：短时反转脂肪抑制技术（STIR）是较早用于磁共振成像的磁共振脂肪抑制技术，特别在低场磁共振成像中，它也是最主要的脂肪抑制技术。

STIR序列利用的成像原理是基于脂肪的T1弛豫属性，它根据脂肪组织在特定场强下的T1弛豫时间来确定成像参数中的纵向弛豫回零时间，从而实现脂肪信号抑制的目的。

MRI脂肪抑制技术意义:(1)减少运动伪影、化学位移伪影或其他相关伪影；(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。

方法（一）频率选择饱和法：最常用的脂肪抑制技术之一。

由于化学位移，脂肪和水分子中质子的进动频率存在差别，在成像序列的RF施加前，先连续施加数个预脉冲，如果预脉冲的频率与脂肪中质子进动频率一致，脂肪组织的将被连续激发而发生饱和现象，而水分子中的质子由于进动频率不同不被激发。

这时再施加RF，脂肪组织因为饱和不能再接受能量，因而不产生信号，从而达到脂肪抑制的目的。

特点：（1）高选择性。

主要抑制脂肪组织信号，对其他组织的信号影响较小。

（2）可用于多种序列。

（3）场强依赖性较大，在中高场强下使用可取得好的脂肪抑制效果。

（4）对磁场的均匀度要求很高。

（5）进行大FOV扫描时，因梯度场存在，视野周边区域脂肪抑制效果较差。

（6）增加了人体吸收射频的能量。

（7）预脉冲将占据TR间期的一个时段，因此会延长扫描时间，并有可能影响图像的对比度。

（8）运动区域脂肪抑制效果差。

（二）STIR技术：常用的脂肪抑制技术之一。

STIR技术是基于脂肪组织短T1特性的脂肪抑制技术。

由于人体组织中脂肪的T1值短，180°脉冲后其纵向磁化矢量从反向最大到过零点所需的时间也很短，此刻如果选择短TI则可有效抑制脂肪组织的信号。

抑制脂肪组织信号的TI等于脂肪组织T1值的69%，不同的场强下脂肪组织的T1值不同，因此抑制脂肪组织的TI值也应作相应调整。

在1.5T的MR仪，脂肪组织的T1值约为200～250ms，则TI=140～175ms时可有效抑制脂肪组织的信号。

在1.0T仪上TI应为125～140ms；在0.5T仪上TI应为85～120ms，在0.35T仪上TI应为75～100ms。

脂肪抑制和水抑制原理在磁共振成像中是非常重要的技术，主要是利用不同组织对射频脉冲的响应差异来区分脂肪和水分子。

具体原理如下：
当射频脉冲作用在一定频率的磁场中时，会使不同的原子核（如氢原子）发生共振。

由于脂肪和水的共振频率不同，它们在共振过程中会表现出不同的相位和进动频率。

通过选择适当的射频脉冲和回波采集时间，可以在磁共振图像中区分脂肪和水分子。

脂肪抑制技术主要是利用射频脉冲对脂肪分子的共振频率进行干扰，使其失去相位一致性，从而在图像中呈现出较低的信号强度。

而水抑制技术则是通过调整射频脉冲的频率和持续时间，使水分子在磁共振图像中呈现出较低的信号强度。

在实际应用中，这两种技术常常结合使用，以便更好地分离脂肪和水分子，从而获取更为准确的组织成分信息，帮助医生进行更准确的诊断。

MRI脂肪抑制技术的原理与临床应用在磁共振成像（以下简称MRI）中，由于人体内脂肪组织中的氢质子和其它组织中的氢质子所处的分子环境不同，使得它们的共振频率不相同；当脂肪和其它组织的氢质子同时受到射频脉冲激励后，它们的弛豫时间也不一样。

在不同的回波时间采集信号，脂肪组织和非脂肪组织表现出不同的信号强度。

利用人体内不同组织的上述特性，磁共振物理学家们开发出了多种用于抑制脂肪信号的脉冲序列。

下面对四种脂肪抑制序列的基本原理、特点及临床应用价值作一个简单的介绍。

一脂肪饱和序列1. 基本原理脂肪饱和(Fat Saturation，FATSAT)方法是一种射频频率选择性脂肪抑制技术。

它的基本原理是利用脂肪和水共振频率的微小差异，通过调节激励脉冲的频率和带宽，有选择地使脂肪处于饱和状态，脂肪质子不产生信号，从而得到只含水质子信号的影像。

在FATSAT序列开始时，先对所选择的层面用共振频率与脂肪相同的90°射频脉冲(饱和脉冲)进行激励，使脂肪的宏观磁化矢量翻转至横向(XOY)平面，在激励脉冲之后，立即施加一个扰相(相位破坏)梯度脉冲，破坏脂肪信号的相位一致性，紧接着施加成像脉冲。

由于回波信号采集与饱和脉冲之间时间很短(<100ms)，使脂肪质子无足够时间恢复纵向磁化矢量，没有信号产生，从而达到脂肪抑制的目的。

2. 脂肪饱和序列的特点及临床应用FATSAT技术是在常规成像脉冲序列之前，先用一频率和脂类质子共振频率相同的饱和脉冲对所选择的层面进行激励，因此，该技术可用在所有的MR成像脉冲序列中。

FATSAT序列的突出优点是只抑制脂肪信号，而其它组织信号不受影响，因此一般认为该序列对脂肪抑制具有特异性，可靠性较高，特别是在较高场强的磁共振成像系统中，只要饱和脉冲的频率和频带宽度选择合适，即可使脂肪组织的信号强度减低或消除，而非脂肪组织信号几乎不受任何影响。

脂肪饱和序列最适合显示解剖细节，如有脂肪的软组织病变的显示、骨与关节成像、眼眶内病变的显示等。