Fast spin echo

단국대학교 영상의학과 유 동 수

Contents

FSE 의 원리와 특성 : (C)SE 와 비교

FSE 의 장점 , 단점

FSE 의 변형

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FSE

21

RARE (1986) (Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement)

FSE (Fast spin echo) TSE (Turbo spin echo)

FSE Spin echo 의 특성 : Image quality ↑, Artifact ↓ Fast scan Long TR (Multiple RF pulse, Slice number) - T2 강조

Conventional SE Fast SE

1 NEX 4 NEX

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9 min 28 sec 2 min 25 sec

Spin Echo, k-space

Fourier Transfor

m

k-space

주파수 (Frequency) 부호 축 ( Kx)

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256 개의 phase encoding 을 채울 경우 TR 256 번을 반복위

상(P

hase

)부호

축 (

Ky

)

+ 128

- 128

0

RF signal (Echo)

위상 (Phase) 부호화 경사 ( Gy )

주파수 (Frequency) 부호화 경사 ( Gx )

RF Pulse

90° 180° 90°

FSE vs CSE

18

90° 180° 90°

TE80

90° 180° 180° 180° 180° 90°

TE30 TE60 TE80 TE100

CSEFSE

TR

위상 (Phase)부호경사

RF Pulse

Multiple 180° pulse

TE 80

Time saving

K-space

TEeff 80

No time saving

FSE vs CSE (CPMG)

17

90° 180° 180° 180° 180° 90°

TE30

TE60

TE80

TE100

90° 180° 180° 180° 180° 90°

TE30 TE60 TE80 TE100

CSE (CPMG)FSE

TR

위상 (Phase)부호경사

RF Pulse

Multiple 180° pulse

TE30 (PD)

TE60 TE80 (T2WI)

Single image

Time saving

K-space

TEeff 80

Multiple image

No time saving

Fast Spin echo - 용어

Echo train length (ETL) : Number of 180° RF pulse : Scan time ∝ (1/ETL)

Echo train spacing (ETS) : Space between 180° RF pulse

Effective echo time (TE eff) : SE 의 TE 와 유사하게 사용되나 다른 개념 : TE of k-space mid-line ( 위상 (Phase) 부호화경사 = 0) : Echo ↑↑ : Contrast, SNR 에 주로 기여

16

180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180°90°

ETS

ETL

K-space

전반적대조도

세부묘사

+ 128

- 128

0 (Ky)

Fast Spin Echo

RF Pulse

Phase-encodinggradient

Echo

TE5

TE1 TE2 TE3 TE4 TE

6 TE7 TE8

ETS

90°

180° 180° 180° 180° 180° 180°

TE eff

15

ETL

(8)

Ky=0 SNR, Contrast 에 기여

+ 128

- 128

0 (Ky)

Effective TE

TEeff 40.36 msec 80.72 msec 96.86 msec 137.22 msec

14

T2 effect ↑, SNR ↓Blurring ↑

TE 40 TE 100

TEeff 40 TEeff 100

Echo Train Length

ETL 4 ETL 8 ETL 16 ETL 32

TR 5000msec, NEX = 2

10 min 45 sec 5 min 25 sec 2 min 45 sec 1 min 25 sec

13

ETL ↑ : Time ↓

문제점 : Slice number ↓

보정 : TR ↑, Slice thickness ↑

Scan Time(SE) = (TR)(Ny)(NEX)

Scan Time

Scan Time(FSE) = (TR)(Ny)(NEX) /ETL

NyNEXETL

:::

Phase-encoding stepsNumber of excitationEcho Train Length

12

예제 : TR 이 5000 msec, 1NEX, 512 X 512 의 해상도로 CSE 와 ETL 을 16 으로 했을 때 FSE 에서 영상을 얻는 시간은 ?

CSE

5000(TR) * 512(Ny) * 1(NEX)

= 2560 초 (42.7 분 )

FSE

5000(TR) * 512(Ny) * 1(NEX) / 16

= 160 초 (2.7 분 )

Advantage

Scan time↓: ETL∝

Image quality ↑ : Scan time saving 단계를 trade off – NEX ↑, resolution ↑

Spin echo 와 유사한 contrast, imaging parameter

Artifact (motion, susceptibility) ↓ : by 180° refocusing pulse

Shimming magnet ↓

11

Disadvantage

Bright fat signal : J-coupling↓, diffusion mediated susceptibility ↓, MTC effect

: Fat suppression image

10

Conventional SE Fast SE

Fat suppression

Fast SE

Disadvantage

Magnetic transfer contrast effect ↑ Magnetic susceptibility ( Hmr, Ca+ ) ↓

Conventional SE Fast SE

9

Disadvantage

ETL ↑ ↑

: Reduced coverage (slice number ↓)

Dual TE image :Time consuming

Incorrect TEeff

: Use multiple TE

8

FSE 의 변형

3D FSE (+ 3D)

GRASE (+ GRE)

Fast IR (+ IR)

HASTE, SSFSE (+ Single shot) (+ Half fourier acquisition)

7

3D FSE

Phase encoding : z 방향 (Nz) 을 추가 Multiple slices → Slap Scan time = (TR*NEX*Ny*Nz)/ETL More scan time Thinner image

2D Image

3D Image

6

GRASE (Gradient and Spin Echo)

FSE + GRE Spin echo 를 일부가 GE 로 대치 FSE 와 유사한 대조도 GRE - Susceptibility ↑ (hemorrhage)

Faster

90°

180° 180° 180°

Gradient echo Spin echo

FSE

GRASE

5

Fast IR (Inversion Recovery)

180° inversion pulse + FSE Fast STIR, Fast FLAIR

FSE

90° 180° 180° 180° 180° 90°180°

IR

TI

Fast STIR Fast FLAIR

4

HASTE, SSFSE

FSE (Single Shot) + Half fourier acq. Single shot : 매우 긴 하나의 echo train(64-128 개 ) 를 이용 Partial fourier technique

: K-space 의 일부에 date 를 채움

Frequency encoding ( Kx)

Phas

e en

codi

ng (

Ky)

Partial fourier technique

K-space

90° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180° 180°

3

64-128

HASTE, SSFSE

Ultra-fast : 1-2 초 (single breath hold) Abdomen, chest imaging

MRCP Liver MR

2

Summary

Spin echo 의 특성

Fast scan ∝ETL

Advantage : Image quality ↑, Artifact↓

Disadvantage : Fat signal ↑, Slice number ↓

ETL, ETS, TE eff

Advance of HW, pulse sequence – better image quality

1

감사합니다 .