临床磁共振成像序列设计与应用(第二版)

版前言
    2003年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了美国纽约州立大学的劳特伯(Paul c．Lauterbur)
和英国诺丁汉(Nottinham)大学的曼斯菲尔德(PeterMansfield)，以表彰他们30年前在MRI空
间定位方面等做出的贡献，也说明了MRI在科学研究与社会进步中起到的关键作用。早在
磁共振成像技术诞生之前，NMR就已经在生物领域得到了广泛应用。而成像技术的实现，
不仅使原有的应用得到了空间定位上的进步，也使得MRI在医学，在人类健康上发挥着日
益重要的作用。
    从MRI诞生开始，经历了基本成像技术发展、大体解剖形态影像学、功能影像学、分
子影像学时代的发展过程。MRI序列设计作为磁共振成像技术的*直接载体，伴随着其在医
学领域的不断深入发展，从*初的SE序列，到20世纪80年代中期的GRE，90年代的EPI。
MR序列设计无论是针对形态成像、功能成像，还是分子成像都是*基本的技术支撑平台。
同时，对于临床医师、技术员与科研人员而言，序列设计也是学习和掌握MR成像原理与实
战技术的*有效方法和途径。
    本书**版在2003年底出版。自2004年以来，我多次接到读者关于本书内容的来信、
来电，这种交流让我感受到他们在MRI成像序列设计方面的学习热情与更深入了解MRI技
术原理的愿望，也感受到了他们在序列设计理论与实践应用方面的快速进步。读者的热情与
进步是本书再版的主要动力。
    诚言，各个厂商在出厂前都会由序列设计师调整出各个机型的*佳技术参数，以说明书
和技术手册的形式附带于MRI机赠送给我们用户。我在与MRI研发基地的合作研究时，明
白了序列设计物理师们在出厂序列设计时对医学背景知识的盲区，没有相关的指导材料是他
们工作中面临的*大障碍。对于临床医师与技术员记住和列出这些推荐序列与参数不是我们
学习序列设计的出发点，总结各个机型的*佳参数与技术指标对临床实战来说也是合本求
末，事倍功半的无意义劳动。掌握序列设计基本原理与原则才是真正将MRI机在疾病诊断
中的作用发挥到极至的有效途径。实现对病人的个性化序列设计方案，实现对临床与基础科
研课题设计的个性化方案，知其然，并知其所以然，才是我们学习MRI序列设计的落脚点。
因此，本版更注重序列设计知识体系的整体性，也更加兼顾工科与医科双方面学员的背景知
识。当然由于读者群还是以医院的用户为主，因此，我们还是向临床与生物学背景相对倾
斜，而对工科方面只是给予序列设计相关生物学基本知识的介绍，比如各脏器组织的MRI相
关特性如T．、T．值、化学位移等。在MRI领域，搭建工科与医科的桥梁是我们再版时要努
力尝试的任务之一。
    鉴于全书以磁共振序列设计为主线，去掉了与序列无直接关系的部分内容，如原有的对
比剂章节，增加了序列设计临床应用的实例及各系统疾病诊断的章节。本书**章仍然是以
序列设计定义开篇，对序列设计示意图解析方法进行介绍。第二章以SE序列设计的技术特
点开始，对序列设计的基本概念进行复习与实践，并对SE序列图像对比度的设计进行介绍，
同时介绍应用预脉冲序列组合丰富图像对比度的方法。接下来，以SE序列为基础，介绍K
空间的概念与特性，为进一步介绍GRE、FSE、EPI等快速成像序列与技术原理奠定基础。
在掌握了所有基本的序列后，分别在第三章与第四章，对MRA、功能成像进行介绍，MRA

与功能成像是序列设计的高级应用，因此，这二章也是对各类序列设计方法与原则的复习与
实践。在第五章中，介绍了各类伪影的产生机制，补充了部分高场特有伪影的介绍，如介电
伪影等。在第六章中，分别对神经系统、骨关节运动系统、腹部、心脏、儿科疾病诊断的
MRI常用技术与序列进行举例介绍，以增加序列设计临床实践的实用性。第七章是对MRI
硬件的介绍，鉴于MRl日新月异的发展，增加了硬件进展的部分。在第八章中，我们对MRI
历史进行了回顾，并结合我们实验室应用MRI进行科研的经历，对MRI科学研究的基本原
则进行了介绍。NMR由于其对化学结构的可探测性，从其诞生开始注定与生物研究领域结
下不解之缘，在科学研究部分，也增加了关于NMR在植物学中的应用，旨在说明序列设计
应用的广阔领域与前景，并以此与前述临床序列设计并重，说明MRI技术在当代科学研究
中的重要作用。
    MRI发展历史是非常值得中国的管理与科研团队进行学习和总结的。对我国而言，目前
欧、美各大公司在MRI产业、科学研究领域形成的垄断“托拉斯”格局，不仅仅是产业阵
营的丢失，也对我国基础科研领域原创成果的产生造成了极其深远而不良的影响。在下一个
成像新方法与技术产业体系的诞生与发展过程中如何不再处于这种不利的被动局面是需要学
者与管理者共同思考、共同面对并解决的问题。
    可喜的是，国内已有部分企业和科研单位在努力改变这种现状，他们已经在低场MRI
生产方面有了突破性的进展。抛开这种努力的市场结果不说，其在改变我国MRI基础与应
用研究领域的尴尬现状方面具有非常重要的潜在意义。在此，也祝愿他们能够顺利发展。
    由于MRI序列设计的学习比较抽象，序列的标志符号较多、各个公司序列名称庞杂，再
版对序列的标志符号进行了全书统一，并将各大公司的序列名称在相应章节的附件中列表总
结。全书采用彩图设计，以便于工科背景(序列设计工程师)、生物或者医科背景的学生都
能够容易理解与学习。
    本书再版是在教育部新世纪优秀人才计划、北京大学医学部“985”二期学科建设项目
的支持下完成的，并被指定为国家级继续教育培训教材。冯义濂教授作为MRI发展参与者
为本书MRI发展历史部分进行指导，北大医学部高东红老师为本书的数学公式进行了校对，
李辉老师为本书物理概念进行了审校把关，郭顺林教授、李选教授、曾津津教授、刘爱莲教
授、高文清博士、张芳博士、研究生岳云龙等对序列设计在临床各个系统中的应用进行了系
统总结，我院医学工程处的工程师、实验室的高级访问学者以及研究生都为本书的再版付出
了辛勤的劳动，张若城医师为本书提供了整体风格与图画的设计，对他们的热情与帮助表示
由衷的感谢。
    尽管我们的编写团队进行了多次编委会交流与交叉审稿，但由于MRI序列设计相关学
科跨度大、学科门类多，还是难免会有错误与纰漏存在，敬请各位专家与同道批评指正。
    学海无涯．让我们共同学习  共同进步！
2007年6月北京

**版刘玉清院士序
    自20世纪80年代初磁共振成像应用于临床以来，由于其无射线、高对比分辨率等优势，
备受重视。尤其近年来硬、软件的提升和改进，使MR成像时间和空间分辨率进一步提高，
并形成了由形态学向功能、代谢成像发展趋势。从诊断效果和效率整体分析，磁共振成像现
已成了众多医学影像技术中的极为重要的组成部分，临床应用日趋普及。21世纪新一代分
子影像学的研究、开发，磁共振成像也占有重要地位。
    我国自20世纪80年代中期引进磁共振设备以来，由于专业人员的努力，磁共振成像临
床应用和物理、工程技术方面的研究均取得重要和相当的进展，但迄今尚缺少原创性成果。
众所周知，磁共振成像含频谱分析，包括医学、物理学、数学、电子学、计算机技术等多学
科的交叉领域。因此，医学和物理学、工程技术专家密切合作，协同研究，方能促进这一交
叉领域的深入发展。由于历史的原因，某些体制和机制问题，至今磁共振成像以至整个医学
影像学领域尚未找到适合我国国情的“医、理、工”结合，开展协同研究的途径。
    以磁共振成像的临床应用及研究为例，从事这方面工作的影像(放射)学医师和技师，
因缺少相应的培训，大多理工学功底不够深厚，一般只是按照设备厂家提供的脉冲序列开展
工作。另一方面理工学专家对磁共振成像临床应用研究也知之不多，或缺少深入了解的条件
和环境。这一现实情况，也是阻碍我国磁共振成像临床应用研究沿着正确方向发展的重要因
素。
    由韩鸿宾博士主编并组织多位医学、物理学和工程技术专家共同编著的《(临床磁共振成
像序列设计与应用)》一书，以磁共振成像序列设计为主线，进一步讲解磁共振成像的物理概
念、成像原理以及I临床应用的关键技术等，且配以多数临床实例。这一新的颇具创意的著
作，对临床和影像学医技人员深入学习、掌握磁共振成像的理工基础知识，同时对理工专业
人员进一步了解磁共振成像临床应用的现状及进展，均会大有助益。
    因此，我愿意向广大读者推荐这一新著，祝愿并相信它的出版对推动我国磁共振成像进
而医学影像学不断取得新的进展，包括探索“医、理、工”结合的有效途径，发挥积极作用。
2003年2月5日