2024年4月8日发(作者：酆影)
磁共振零回波时间成像技术在临床应
用的研究进展
【摘要】人体中存在很多横向弛豫的时间（T2）比常规序列回波时间（TE）
短的组织结构，当接收到射频脉冲激励以后，其横向磁化矢量迅速衰减至零，这
么短的时间以至于常规序列无法采集到该组织的信号，从而在图像上表现为低信
号。为了使这些组织能够更清晰更直接的显示出来，技术人员研究发现了一种可
以采集短横向弛豫时间（T2）信号的磁共振成像技术——零回波时间（zero
echo time，ZTE）成像技术。随着在临床中不断地运用发展，ZTE技术已经广泛
应用于全身多系统疾病检查中，比如神经系统、骨骼肌系统、呼吸系统的一些疾
病。本文主要针对ZTE技术的原理以及在全身多系统中的应用的最新进展研究进
行综述。
【关键词】 零回波时间；磁共振成像；横向弛豫时间
[Abstract] there are many tissue structures in human body whose T2
relaxation time is shorter than that of conventional sequence echo
time (TE). After receiving radio frequency pulse excitation, the
transverse magnetization vector attenuates rapidly to zero, so that
the conventional sequence can not collect the tissue signal, so it
shows low signal on the image. In order to show these tissues more
clearly and directly, technicians have discovered a magnetic resonance
imaging technique-zero echo time (ZTE) imaging, which can collect
short T2 signals. With the continuous development of clinical
application, ZTE technology has been widely used in all multi-system
examinations, such as nervous system, skeletal muscle system, teeth,
lung diseases and so on. This paper mainly summarizes the principle of
ZTE technology and the latest progress of its application in whole-
body multi-system.
[Keywords] Zero echo time; magnetic resonance imaging; T2
relaxation time
序列原理
1.1．ZTE序列分为常规ZTE序列与非常规ZTE序列；ZTE序列之所以可以采
集到短T2组织的信号，是通过缩短线圈发射／接收模式切换时间及滤波时间，
从而缩短了数据采集接收的延迟时间，在一定程度上实现了回波时间为零的可能
[1]
。 ZTE序列采用投影重建法，建立一维K空间数据采集系统，去除了常规序列
中相位编码的延时及常规序列中射频脉冲后的梯度切换，消除了信号产生与采集
之间延迟时间，以最快速度完成对信号空间编码和数据采集。
[2]
。
1.2．随着对ZTE序列认识的加深，人们为了尽可能地减少接收信号的延迟
时间，通过增加翻转角度，来优化图像的质量
[3]
。从而开发出了多种非常规的
ZTE序列，主要包括通过傅里叶变换扫描成像、逐点编码时间减少与径向采集、
水和脂肪抑制质子投影成像三种技术，通过改变射频脉冲类型，优化填补Ｋ空间
中心数据的方式来实现
[4]
。（1）傅里叶变换扫描成像（SWIFT）序列是一种绝热
脉冲，采用经过振幅和频率调制的射频脉冲，对比组织进行激励，后通过分时方
法对激励后几微秒的信号进行采集，数据的采集是通过依次对不同频率进行扫描
而获得的，最后通过3D反投影重建或者标准网格化的方法对采集到的数据进行
转换处理，从而得到最终的图像
[3]
。 （2）逐点编码时间减少与径向采集
（PETRA）序列：将常规ZTE序列同傅里叶变换扫描成像两种方法相互结合，虽
然其中心信号采集时间稍长，但图像具有较好的均匀性和信噪比，对于常规ZTE
序列，它在图像质量上具有优势，而且对扫描设备要求不高，一般临床的磁共振
扫描仪器都可以完成
[5, 6]
。（3）水和脂肪抑制质子投影成像（WASPI）序列：利
用其抑制水和脂肪信号的功能，可以实现只保留短T2信号；并通过调节投影的
角密度，来提高时间分辨率
[7]
。
无论常规ZTE序列还是非常规ZTE序列，它们都各有优势，常规ZTE序列具
有很好的稳定性，但其对射频系统及线圈要求较高；逐点编码时间减少与径向采
集序列图像具有较好的均匀性和信噪比，但中心信号采集时间稍长；水和脂肪抑
制质子投影成像序列可以明显提高时间分辨率
[8]
。
成像技术在临床中的应用
2.1 在中枢神经系统中的应用
吴明振等
[9]
通过观察磁共振零回波时间（ZTE）序列血管成像与时间飞跃法
（TOF）血管成像技术诊断颅内动脉粥样硬化性狭窄（ICAS）的价值，比较２种
血管成像技术图像质量，评估大中动脉狭窄的一致性，并比较其差异，发现零回
波时间（ZTE）序列血管成像技术对颅内大、中动脉的显示、图像质量及诊断其
狭窄的准确性均优于时间飞跃法（TOF）成像技术。Shang等
[10]
进行的一项前研
究发现：，ZTE-MRA序列在显示有瘤血管结构和评估闭塞状态方面优TOF-MRA，
并且ZTE-MRA序列可用于栓塞术后患者的随访，与DSA检查表现出了极好的一致
性。
2.2．在骨肌系统中的应用
ZTE技术不仅可采集骨内矿物质成分信号，同时可获取骨内水和有机质成分
信号，弥补了传统骨质疏松诊断中双能CT线骨密度仪无法量化骨骼内水及有机
质成分的不足，提高了骨质疏松的诊断及骨折风险评估的准确性
[12]
。Ryan等
[13,
14]
通过对磁共振ZET序列与CT检查应用于髋关节及肩关节中，研究证明在骨对
比度及关节的形态学评估方面ZET序列表现出与CT相当高的一致性，而对骨内
病变的显示上优于CT。Bharadwaj等
[11]
通过研究表明在标准膝关节MRI序列中加
入ZTE序列在技术上是可行的，并且与标准MR序列相比，提高了对骨质病变发
现的诊断置信度。ZTE序列对骨质异常的评估起到了改善的作用。
与μCT相比，ZTE磁共振成像不太容易受到牙齿填充引起的伪影的影响，并
为检测早期脱矿和龋损提供了更高的灵敏度
[15]
。Rycherta等
[16]
通过零回波时间
（ZTE）磁共振成像法对牙釉质进行成像的研究，发现ZTE-MRI提供了出色的牙
釉质-牙本质对比度，可与MicroCT相媲美，是常规MRI或超短回波时间成像无
法实现的。
2.3在肺部成像中的应用
Bae等
[17]
探讨零回波时间(ZTE)序列在常规肺磁共振成像(MRI)中应用的可行
性，证明：ZTE序列作为常规肺部MR的附加序列是可行的，ZTE序列在捕捉肺实
质信号方面优于UTE序列，ZTE序列使用比UTE更短的扫描时间，为正常肺内结
构和小结节提供更好的SNR和CNR的高分辨率结构信息。Zeng等
[18]
评价
FDGPET/MRI与肺零回波时间(ZTE)序列对肿瘤患者肺部病变的诊断价值，发现：
PET/ZTE在区分小于4 mm的病变方面优于PET/DixonZTE序列，提高了FDG敏感
和非FDG敏感肺部病变的检出和鉴别诊断的能力，为提高FDG PET/MRI在肿瘤学
肺部病变诊断中的应用提供了一种十分有前景的工具。
3.总结
零回波时间(ZTE)磁共振成像(MRI)是MRI脉冲序列家族中较新的一种，它涉
及超快序列输出，允许可视化短T2组织，如骨皮质、韧带、肌腱等等。本身固
有的序列特性使快速、高分辨率、安静和抗伪影成像成为可能。新出现的研究表
明，ZTE-MRI成像合成计算机断层成像图像生成技术、联合3D打印和介入，在临
床中的应用前景，将会十分光明。总之，随着ZTE技术在临床中的应用越来越广
泛，必将会使磁共振成像技术发展进入到一个崭新的领域。
References
[1]Marjanovic J, Weiger M, Reber J, et al. Multi-Rate Acquisition
for Dead Time Reduction in Magnetic Resonance Receivers: Application
to Imaging With Zero Echo Time. IEEE Trans Med Imaging. 2018. 37(2):
408-416.
[2]王聪, 王娅, 鲁毅, 孙学进. 磁共振零回波时间(ZTE)序列技术研究. 放
射学实践. 2021. 36(10): 1321-1325.
[3]Argentieri EC, Koff MF, Breighner RE, Endo Y, Shah PH, Sneag DB.
Diagnostic Accuracy of Zero-Echo Time MRI for the Evaluation of
Cervical Neural Foraminal Stenosis. Spine (Phila Pa 1976). 2018.
43(13): 928-933.
[4]Beenakker JM, Wezel J, Groen J, Webb AG, Börnert P. Silent
volumetric multi-contrast 7 Tesla MRI of ocular tumors using Zero Echo
Time imaging. PLoS One. 2019. 14(9): e0222573.
[5]Grodzki DM, Jakob PM, Heismann B. Ultrashort echo time imaging
using pointwise encoding time reduction with radial acquisition
(PETRA). Magn Reson Med. 2012. 67(2): 510-8.
[6]Lee YH, Suh JS, Grodzki D. Short T2 tissue imaging with the
Pointwise Encoding Time reduction with Radial Acquisition (PETRA)
sequence: the additional value of fat saturation and subtraction in
the meniscus. Magn Reson Imaging. 2015. 33(4): 385-9.
[7]Larson PE, Han M, Krug R, et al. Ultrashort echo time and zero
echo time MRI at 7T. MAGMA. 2016. 29(3): 359-70.
[8]Froidevaux R, Weiger M, Brunner DO, Dietrich BE, Wilm BJ,
Pruessmann KP. Filling the dead-time gap in zero echo time MRI:
Principles compared. Magn Reson Med. 2018. 79(4): 2036-2045.
[9]吴明振, 亓立峰, 赵立新等. 零回波时间动脉自旋标记及时间飞跃法MR
血管成像诊断颅内动脉粥样硬化性狭窄. 中国医学影像技术. 2022. 38(03):
341-345.
[10]Shang S, Ye J, Luo X, Qu J, Zhen Y, Wu J. Follow-up assessment
of coiled intracranial aneurysms using zTE MRA as compared with TOF
MRA: a preliminary image quality study. Eur Radiol. 2017. 27(10):
4271-4280.
[11]Shang S, Wang L, Ye J, et al. Can Hybrid Arterial Spin
Labeling-Tagged Zero-Echo-Time Magnetic Resonance Angiography Be an
Effective Candidate in the Evaluation of Intracranial Artery Diseases?
A Clinical Feasibility Study. J Magn Reson Imaging. 2021. 54(3): 938-
949.
[12]Marcon M, Weiger M, Keller D, et al. Magnetization transfer
imaging of cortical bone in vivo using a zero echo time sequence in
mice at 4.7 T: a feasibility study. MAGMA. 2016. 29(6): 853-862.
[13]Breighner RE, Endo Y, Konin GP, Gulotta LV, Koff MF, Potter HG.
Technical Developments: Zero Echo Time Imaging of the Shoulder:
Enhanced Osseous Detail by Using MR Imaging. Radiology. 2018. 286(3):
960-966.
[14]Breighner RE, Bogner EA, Lee SC, Koff MF, Potter HG.
Evaluation of Osseous Morphology of the Hip Using Zero Echo Time
Magnetic Resonance Imaging. Am J Sports Med. 2019. 47(14): 3460-3468.
[15]Weiger M, Pruessmann KP, Bracher AK, et al. High-resolution
ZTE imaging of human teeth. NMR Biomed. 2012. 25(10): 1144-51.
[16]Rychert KM, Zhu G, Kmiec MM, et al. Imaging tooth enamel using
zero echo time (ZTE) magnetic resonance imaging. Proc SPIE Int Soc Opt
Eng. 2015. 9417.
[17]Bae K, Jeon KN, Hwang MJ, et al. Comparison of lung imaging
using three-dimensional ultrashort echo time and zero echo time
sequences: preliminary study. Eur Radiol. 2019. 29(5): 2253-2262.
[18]Zeng F, Nogami M, Ueno YR, et al. Diagnostic performance of
zero-TE lung MR imaging in FDG PET/MRI for pulmonary malignancies. Eur
Radiol. 2020. 30(9): 4995-5003.
2024年4月8日发(作者：酆影)
磁共振零回波时间成像技术在临床应
用的研究进展
【摘要】人体中存在很多横向弛豫的时间（T2）比常规序列回波时间（TE）
短的组织结构，当接收到射频脉冲激励以后，其横向磁化矢量迅速衰减至零，这
么短的时间以至于常规序列无法采集到该组织的信号，从而在图像上表现为低信
号。为了使这些组织能够更清晰更直接的显示出来，技术人员研究发现了一种可
以采集短横向弛豫时间（T2）信号的磁共振成像技术——零回波时间（zero
echo time，ZTE）成像技术。随着在临床中不断地运用发展，ZTE技术已经广泛
应用于全身多系统疾病检查中，比如神经系统、骨骼肌系统、呼吸系统的一些疾
病。本文主要针对ZTE技术的原理以及在全身多系统中的应用的最新进展研究进
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【关键词】 零回波时间；磁共振成像；横向弛豫时间
[Abstract] there are many tissue structures in human body whose T2
relaxation time is shorter than that of conventional sequence echo
time (TE). After receiving radio frequency pulse excitation, the
transverse magnetization vector attenuates rapidly to zero, so that
the conventional sequence can not collect the tissue signal, so it
shows low signal on the image. In order to show these tissues more
clearly and directly, technicians have discovered a magnetic resonance
imaging technique-zero echo time (ZTE) imaging, which can collect
short T2 signals. With the continuous development of clinical
application, ZTE technology has been widely used in all multi-system
examinations, such as nervous system, skeletal muscle system, teeth,
lung diseases and so on. This paper mainly summarizes the principle of
ZTE technology and the latest progress of its application in whole-
body multi-system.
[Keywords] Zero echo time; magnetic resonance imaging; T2
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序列原理
1.1．ZTE序列分为常规ZTE序列与非常规ZTE序列；ZTE序列之所以可以采
集到短T2组织的信号，是通过缩短线圈发射／接收模式切换时间及滤波时间，
从而缩短了数据采集接收的延迟时间，在一定程度上实现了回波时间为零的可能
[1]
。 ZTE序列采用投影重建法，建立一维K空间数据采集系统，去除了常规序列
中相位编码的延时及常规序列中射频脉冲后的梯度切换，消除了信号产生与采集
之间延迟时间，以最快速度完成对信号空间编码和数据采集。
[2]
。
1.2．随着对ZTE序列认识的加深，人们为了尽可能地减少接收信号的延迟
时间，通过增加翻转角度，来优化图像的质量
[3]
。从而开发出了多种非常规的
ZTE序列，主要包括通过傅里叶变换扫描成像、逐点编码时间减少与径向采集、
水和脂肪抑制质子投影成像三种技术，通过改变射频脉冲类型，优化填补Ｋ空间
中心数据的方式来实现
[4]
。（1）傅里叶变换扫描成像（SWIFT）序列是一种绝热
脉冲，采用经过振幅和频率调制的射频脉冲，对比组织进行激励，后通过分时方
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而获得的，最后通过3D反投影重建或者标准网格化的方法对采集到的数据进行
转换处理，从而得到最终的图像
[3]
。 （2）逐点编码时间减少与径向采集
（PETRA）序列：将常规ZTE序列同傅里叶变换扫描成像两种方法相互结合，虽
然其中心信号采集时间稍长，但图像具有较好的均匀性和信噪比，对于常规ZTE
序列，它在图像质量上具有优势，而且对扫描设备要求不高，一般临床的磁共振
扫描仪器都可以完成
[5, 6]
。（3）水和脂肪抑制质子投影成像（WASPI）序列：利
用其抑制水和脂肪信号的功能，可以实现只保留短T2信号；并通过调节投影的
角密度，来提高时间分辨率
[7]
。
无论常规ZTE序列还是非常规ZTE序列，它们都各有优势，常规ZTE序列具
有很好的稳定性，但其对射频系统及线圈要求较高；逐点编码时间减少与径向采
集序列图像具有较好的均匀性和信噪比，但中心信号采集时间稍长；水和脂肪抑
制质子投影成像序列可以明显提高时间分辨率
[8]
。
成像技术在临床中的应用
2.1 在中枢神经系统中的应用
吴明振等
[9]
通过观察磁共振零回波时间（ZTE）序列血管成像与时间飞跃法
（TOF）血管成像技术诊断颅内动脉粥样硬化性狭窄（ICAS）的价值，比较２种
血管成像技术图像质量，评估大中动脉狭窄的一致性，并比较其差异，发现零回
波时间（ZTE）序列血管成像技术对颅内大、中动脉的显示、图像质量及诊断其
狭窄的准确性均优于时间飞跃法（TOF）成像技术。Shang等
[10]
进行的一项前研
究发现：，ZTE-MRA序列在显示有瘤血管结构和评估闭塞状态方面优TOF-MRA，
并且ZTE-MRA序列可用于栓塞术后患者的随访，与DSA检查表现出了极好的一致
性。
2.2．在骨肌系统中的应用
ZTE技术不仅可采集骨内矿物质成分信号，同时可获取骨内水和有机质成分
信号，弥补了传统骨质疏松诊断中双能CT线骨密度仪无法量化骨骼内水及有机
质成分的不足，提高了骨质疏松的诊断及骨折风险评估的准确性
[12]
。Ryan等
[13,
14]
通过对磁共振ZET序列与CT检查应用于髋关节及肩关节中，研究证明在骨对
比度及关节的形态学评估方面ZET序列表现出与CT相当高的一致性，而对骨内
病变的显示上优于CT。Bharadwaj等
[11]
通过研究表明在标准膝关节MRI序列中加
入ZTE序列在技术上是可行的，并且与标准MR序列相比，提高了对骨质病变发
现的诊断置信度。ZTE序列对骨质异常的评估起到了改善的作用。
与μCT相比，ZTE磁共振成像不太容易受到牙齿填充引起的伪影的影响，并
为检测早期脱矿和龋损提供了更高的灵敏度
[15]
。Rycherta等
[16]
通过零回波时间
（ZTE）磁共振成像法对牙釉质进行成像的研究，发现ZTE-MRI提供了出色的牙
釉质-牙本质对比度，可与MicroCT相媲美，是常规MRI或超短回波时间成像无
法实现的。
2.3在肺部成像中的应用
Bae等
[17]
探讨零回波时间(ZTE)序列在常规肺磁共振成像(MRI)中应用的可行
性，证明：ZTE序列作为常规肺部MR的附加序列是可行的，ZTE序列在捕捉肺实
质信号方面优于UTE序列，ZTE序列使用比UTE更短的扫描时间，为正常肺内结
构和小结节提供更好的SNR和CNR的高分辨率结构信息。Zeng等
[18]
评价
FDGPET/MRI与肺零回波时间(ZTE)序列对肿瘤患者肺部病变的诊断价值，发现：
PET/ZTE在区分小于4 mm的病变方面优于PET/DixonZTE序列，提高了FDG敏感
和非FDG敏感肺部病变的检出和鉴别诊断的能力，为提高FDG PET/MRI在肿瘤学
肺部病变诊断中的应用提供了一种十分有前景的工具。
3.总结
零回波时间(ZTE)磁共振成像(MRI)是MRI脉冲序列家族中较新的一种，它涉
及超快序列输出，允许可视化短T2组织，如骨皮质、韧带、肌腱等等。本身固
有的序列特性使快速、高分辨率、安静和抗伪影成像成为可能。新出现的研究表
明，ZTE-MRI成像合成计算机断层成像图像生成技术、联合3D打印和介入，在临
床中的应用前景，将会十分光明。总之，随着ZTE技术在临床中的应用越来越广
泛，必将会使磁共振成像技术发展进入到一个崭新的领域。
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for Dead Time Reduction in Magnetic Resonance Receivers: Application
to Imaging With Zero Echo Time. IEEE Trans Med Imaging. 2018. 37(2):
408-416.
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Pointwise Encoding Time reduction with Radial Acquisition (PETRA)
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血管成像诊断颅内动脉粥样硬化性狭窄. 中国医学影像技术. 2022. 38(03):
341-345.
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of coiled intracranial aneurysms using zTE MRA as compared with TOF
MRA: a preliminary image quality study. Eur Radiol. 2017. 27(10):
4271-4280.
[11]Shang S, Wang L, Ye J, et al. Can Hybrid Arterial Spin
Labeling-Tagged Zero-Echo-Time Magnetic Resonance Angiography Be an
Effective Candidate in the Evaluation of Intracranial Artery Diseases?
A Clinical Feasibility Study. J Magn Reson Imaging. 2021. 54(3): 938-
949.
[12]Marcon M, Weiger M, Keller D, et al. Magnetization transfer
imaging of cortical bone in vivo using a zero echo time sequence in
mice at 4.7 T: a feasibility study. MAGMA. 2016. 29(6): 853-862.
[13]Breighner RE, Endo Y, Konin GP, Gulotta LV, Koff MF, Potter HG.
Technical Developments: Zero Echo Time Imaging of the Shoulder:
Enhanced Osseous Detail by Using MR Imaging. Radiology. 2018. 286(3):
960-966.
[14]Breighner RE, Bogner EA, Lee SC, Koff MF, Potter HG.
Evaluation of Osseous Morphology of the Hip Using Zero Echo Time
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[15]Weiger M, Pruessmann KP, Bracher AK, et al. High-resolution
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zero-TE lung MR imaging in FDG PET/MRI for pulmonary malignancies. Eur
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