射频脉冲带宽和采集带宽不同，该参数决定了激发质子的频率范围，实际上在成像中非常重要。
说起带宽（bandwidth, BW），大家并不陌生，特别是在MRI扫描中的相关参数。如果不做特殊说明，MRI中提到的带宽，一般是指接收带宽（receiver bandwidth, RBW）或者采集带宽。
采集带宽主要是指系统读出磁共振信号的频率，也就是单位时间内能够采集的采样点数。
在1.5T的磁共振中，根据拉莫尔方程，氢质子的进动频率为42.577MHz/T×1.5T≈64MHz。射频（Radio Frequency, RF）脉冲（写作RF脉冲）频率如果刚好等于64MHz，则可以激发氢质子产生共振。
然而再理想的射频脉冲其频率也不可能是单一一个，实际情况是射频脉冲的频率存在一个范围内，我们把射频脉冲的频率范围称为带宽。比如，射频脉冲的频率范围为63.5MHz~64.5MHz，它的带宽则为64.5MHz-63.5MHz=1MHz。
理论上讲射频脉冲带宽是一个参数，为什么不放在参数里讲或者写入磁共振参数的故事？这是因为大部分MRI操作系统并不允许用户直接修改射频脉冲带宽，因此这个参数被很多老师忽略了。
射频脉冲带宽对于MRI成像非常重要，大家最熟悉的就是射频脉冲带宽可以决定扫描层厚。
前文链接：磁共振扫描选层及层厚
射频脉冲带宽越大，理论上包含的频率范围就越大，激发的层厚就越厚。
上图中射频脉冲带宽决定扫描层厚主要是指2D序列，3D序列的话则是硬脉冲直接激发一个容积，然后再进行三个方向编码。当然，除了射频脉冲带宽，梯度场大小也会影响2D激发的层厚。
一个RF脉冲持续时间越长，经过傅里叶变换后，其频率范围越窄，也就是发射带宽越窄，这种脉冲我们称之为软脉冲。RF脉冲范围窄有什么好处呢？当然是激发的氢质子进动频率范围就少。结果就是激发的区域小，选层更薄，更能够进行高空间分辨率扫描。
一个RF脉冲持续时间越短，经过傅里叶变换后，其频率范围越宽，这种脉冲我们称之为硬脉冲。硬脉冲由于RF脉冲带宽大，激发的范围理论上比较大。比如，磁共振中的3D序列，其实是激发一个容积，然后在两个方向进行相位编码。所以，3D序列的RF脉冲一般是硬脉冲。
了解了RF脉冲带宽的知识当然不仅仅限于激发层厚，实际上很多图形质量都和RF脉冲带宽有关。
比如大家都知道在3T的MRI中，有时候即使采用3D STIR进行脂肪抑制也不一定压脂均匀，这一点在臂丛神经成像的时候尤为突出。而1.5T的STIR一般压脂均匀，这又是为什么呢？
其实还是射频脉冲带宽的问题。比如，在飞利浦3T的MRI设备上，3D STIR序列默认的180°反转IR脉冲的带宽为700Hz。这个带宽粗略一看比较大，实际上对于磁场不均匀或者飘变比较大的区域是不够的（其他厂家也是一样的）。
这个问题我原来讲过，有些老师可能还是不明白。为什么在1.5T中，STIR反转脉冲700Hz的带宽就足够了，而3.0T则可能不够。画一个图就非常好地说明这个问题了。
3.0T中，根据拉莫尔进动频率和水脂化学位移计算，水和脂肪组织的进动频率差异大概为440Hz。则我们来做个图看看什么情况。
图3：3.0T水-脂肪组织进动频率大概相差440Hz
以水的中心频率为0，则脂肪组织比水进动频率慢440Hz，为-440Hz。
STIR序列的IR脉冲的带宽为700Hz，一般都是找水的中心频率，则可能出现脂肪组织没有被IR反转脉冲覆盖而导致脂肪抑制不彻底的情况。如下图所示。
刚好以水为中心频率，IR反转脉冲带宽只有700Hz，则脂肪组织不能够被完全反转，压脂不彻底。
1.5T则由于水脂位移变小了，IR反转脉冲700Hz的带宽足够把水和脂肪组织都反转。
如图5所示，1.5T由于水脂化学位移频率变小，只有220Hz。STIR序列中，以水的频率为中心，IR反转脉冲700Hz的带宽足够把水和脂肪全部反转的，所以1.5T中进行颈部或者臂丛扫描压脂是均匀的。
因为这个原因，为了在3.0T上进行良好的脂肪抑制，比如飞利浦就采样了其独有的NerveView STIR序列。实际上该序列就是把IR反转脉冲的带宽调整为2500Hz。这么宽的带宽，即使局部磁场不均匀导致水和脂肪化学位移范围拉大，也能够保证IR反转脉冲可以把它们统统反转。
图7：采用3D NerveView做的不打药臂丛神经（图片由中南大学湘雅三院的廖云杰老师提供，特此感谢）
上图就是一个非常好的臂丛神经成像。怎么看出是打药扫描的还是非打药扫描的？前面有一篇文章专门说明了技巧。
一个RF脉冲带宽除了能够影响图形质量和脂肪抑制效果，还可能影响其他成像效果。
从上面的STIR序列的IR脉冲带宽我们可以看出，在RF脉冲配合梯度场的作用下，可以达到选择层面和层厚的效果，也就是空间选择。而如果RF脉冲激发的时候，不施加梯度场，则脉冲带宽包含一定频率范围，就可以进行频率选择，比如选择性的激发水或者脂肪。这种频率选择被称为精细选择。
大家可以思考一下，本来水和脂肪组织的化学位移差异就只有3.27ppm，在1.5T中换算为频率也就是220Hz。而如果施加了梯度场，空间位置不同，梯度场产生的频率差异可能都不止220Hz。所以，施加了梯度场后，RF脉冲带宽主要是进行空间选择。
例如我们熟悉的T2 FLAIR序列，其180°反转脉冲实际上就是把水和脂肪组织都反转，没有进行精细的频率选择，而其带宽主要决定反转的层厚范围（空间选择）。
知道了这一点，大家可能会理解有一个脂肪抑制序列叫做SPAIR，也就是180°选择性的反转脂肪组织，为什么其SPAIR TR定义不是两个180°IR脉冲的时间间隔而是一层到一层的时间间隔。因为180°IR脉冲选择性的进行了频率选择（脂肪组织），其空间选择就没有了，SPAIR序列的反转脉冲是所有层面都反转。
有老师思考了问题会问，你不是说选择了空间范围（加梯度选择层面）就不能精细选择频率。那STIR序列的反转脉冲怎么解释，2D的STIR脉冲选择了层面，那理论上不应该出现频率选择不够导致脂肪不能被彻底反转。
这个问题非常好，前面举的STIR的例子是在臂丛神经成像中。大家注意哈，臂丛神经成像我们用的一般是3D STIR序列。3D序列是硬脉冲，不存在空间选择（选层），所以因为3D序列的反转脉冲实际上如果带宽不够，是会导致频率选择不准的。而2D STIR不会有这个问题。
当然，说了这么多，还是补充一下，有没有射频脉冲既能够进行空间选择、又可以进行频率精细选择呢？答案是有的。在周晓洪教授主编的书籍Handbook of MRI Pulse Sequence中，提到了这种特殊的脉冲。这种脉冲叫做Spatial-Spectral RF pulses，简称SPSP脉冲。原书中对SPSP脉冲的描述是
SPSP RF pulses excite magnetization that has both a specified slice location and a specified spectral content.
当然要理解SPSP脉冲如何能够同时选择空间和频率还是比较难的，这里不深入讲解了。
讲这个是为了说明，学习MRI一定要深挖和深入思考。频率选择大家知道，空间选择大家也知道，但是大家真的思考过这个问题吗？
对于2D扫描序列，RF脉冲的带宽主要决定空间选择（层厚和层位置）。再举几个例子加深对于RF脉冲带宽的理解，比如在心脏黑血成像中，一般采用的是双反转黑血技术。
由于不同心动周期，心脏本身在搏动和跳动，心肌的位置可能不同。也就是在层厚固定的情况下，由于心脏本身会运动，导致采集层面心肌是不同的。所以进行黑血序列的时候，非选择性的黑血脉冲层厚（范围）必须要设置得厚一点。
如上图所示，A代表当非选择性的黑血脉冲层厚比较薄的时候，此时进行扫描则心脏由于搏动，心肌的位置可能会发现变化，导致黑血脉冲层厚和采集层厚不匹配，这样血液抑制效果可能会受影响。增加黑血脉冲层厚（C），则即使心脏搏动，采集层厚也在黑血脉冲层厚范围内，黑血效果得以保证。
非选择性黑血脉冲的层厚一般设置得大，则需要增加非选择性黑血脉冲的带宽。
和这个道理同理的在进行头颅T2-FLAIR序列的时候，一般会要求两次以上的分包采集，这是为什么呢？
考虑脑脊液流动，T2 FLAIR的反转脉冲为了保证充分反转流入的脑脊液，其反转脉冲层厚应该越大越好。
而如果分包越多，package越大，则系统会使得T2 FLAIR序列的IR反转脉带宽越大，层厚越厚。
图10：180°反转脉冲的层厚应该大，保证流入的脑脊液也被提前反转
为什么分包（或者叫分次采集）了，IR反转脉冲的带宽就可以变大，层厚和范围就可以变大呢？
这是因为，假设我们就使用一个package，一次采集完。180°反转脉冲带宽大了，效果的确可以使得大范围的脑脊液被反转。但是邻近层面的有用脑组织也被反转了，导致了层间干扰和信号饱和。因此，只有增加package，才能留出足够的空间，使得IR反转脉冲在大的范围的情况下不会对90°激发脉冲相邻层面产生层间干扰。
图11：package越大，T2 FALR序列脑脊液抑制越好
为什么分包（或者叫分次采集）了，IR反转脉冲的带宽就可以变大，层厚和范围就可以。
前面讲过，为什么没有把RF脉冲带宽列入参数的故事系列，是因为大部分MRI设备上，用户并不能够直接调整射频脉冲带宽大小。
需要知道RF脉冲带宽主要影响的是激发的频率范围，而这个范围在精细选择扫描的时候和水脂进动频率范围有关联。在非精细选择的时候则和层厚相关。
因此用户在选择扫描层厚的时候，实际上系统也在调整RF脉冲带宽和梯度场大小。这样也等于间接调整了RF脉冲带宽。
（此内容仅为医学影像专业人士提供学术技术交流和参考，不构成任何诊断或治疗建议。）
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Bernstein MA, King KF, Zhou Joe XH. Handbook of MRI pulse sequence [M]. Elsevier Academic Press, 2004.
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文章名称：《【懋式百科全书】射频脉冲带宽及其应用》
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