Spin Echo (SE)

Md Kamruzzaman December 31, 2025

 Spin Echo (SE) 



A spin echo (SE) MRI sequence is a fundamental imaging technique using a 90° radiofrequency (RF) pulse followed by a 180° RF pulse to generate an echo signal, compensating for magnetic field imperfections and creating tissue contrast (T1, T2, PD) by measuring signal at specific Repetition Times (TR) and Echo Times (TE). It's known for high image quality and is the basis for faster techniques like Fast Spin Echo (FSE), which uses multiple echoes per TR to significantly shorten scan times. 

স্পিন ইকো (Spin Echo, SE) MRI সিকোয়েন্স
স্পিন ইকো (SE) MRI সিকোয়েন্স হলো একটি মৌলিক ও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ইমেজিং কৌশল। এতে প্রথমে একটি ৯০° রেডিওফ্রিকোয়েন্সি (RF) পালস এবং পরে একটি ১৮০° RF পালস প্রয়োগ করা হয়, যার মাধ্যমে একটি ইকো সিগন্যাল তৈরি হয়।
এই পদ্ধতি চৌম্বক ক্ষেত্রের অসমতা (magnetic field imperfections) সংশোধন করতে সক্ষম এবং নির্দিষ্ট Repetition Time (TR) ও Echo Time (TE)-এ সিগন্যাল পরিমাপের মাধ্যমে T1, T2 ও Proton Density (PD) কনট্রাস্ট তৈরি করে।
স্পিন ইকো উচ্চমানের ইমেজ কোয়ালিটির জন্য পরিচিত এবং এটি দ্রুতগতির আধুনিক কৌশল যেমন Fast Spin Echo (FSE)-এর ভিত্তি। FSE-তে একটি TR-এর মধ্যেই একাধিক ইকো সংগ্রহ করা হয়, ফলে স্ক্যান টাইম উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়।


Key Components & Process
  1. 90° RF Pulse: Tips net magnetization into the transverse plane, causing dephasing (signal loss) due to field inhomogeneities (T2* effects).
  2. Slice Selection & Phase Encoding: Gradients are applied to select a slice and encode spatial information.
  3. 180° RF Pulse (at TE/2): Applied at half the Echo Time (TE), this pulse "refocuses" the spins, reversing the dephasing from the 90° pulse and the initial gradients.
  4. Echo Generation (at TE): The refocused spins generate a coherent signal (the spin echo) that is measured.
  5. Repetition (TR): The entire sequence repeats after the Repetition Time (TR) to fill k-space and create the image. 
  6. প্রধান উপাদান ও প্রক্রিয়া
  7. 1. ৯০° RF পালস
    এই পালসটি নেট ম্যাগনেটাইজেশনকে ট্রান্সভার্স প্লেনে নিয়ে আসে। এর ফলে ম্যাগনেটিক ফিল্ডের অসমতার কারণে স্পিনগুলো ডিফেজ হতে শুরু করে, যাকে T2* প্রভাব বলা হয়, এবং সিগন্যাল কমে যায়।
    2. স্লাইস সিলেকশন ও ফেজ এনকোডিং
    নির্দিষ্ট স্লাইস নির্বাচন এবং স্থানিক (spatial) তথ্য এনকোড করার জন্য গ্রেডিয়েন্ট প্রয়োগ করা হয়।
    3. ১৮০° RF পালস (TE/2 সময়ে)
    Echo Time (TE)-এর অর্ধেক সময়ে এই পালসটি দেওয়া হয়। এটি স্পিনগুলোর ডিফেজিংকে উল্টে দেয় এবং ৯০° পালস ও প্রাথমিক গ্রেডিয়েন্টের কারণে হওয়া ফেজ বিচ্যুতি সংশোধন করে।
    4. ইকো তৈরি (TE সময়ে)
    রিফোকাসড স্পিনগুলো একত্রিত হয়ে একটি সমন্বিত সিগন্যাল তৈরি করে, যাকে স্পিন ইকো বলা হয়, এবং সেটিই রেকর্ড করা হয়।
    5. রিপিটিশন (TR)
    পুরো সিকোয়েন্সটি নির্দিষ্ট Repetition Time (TR) পরপর পুনরাবৃত্তি হয়, যাতে k-space পূর্ণ হয় এবং শেষ পর্যন্ত একটি পূর্ণাঙ্গ ইমেজ তৈরি হয়।
    কনট্রাস্ট ও ব্যবহার
Contrast & Application
  • Parameters: Image contrast is controlled by TR (time between 90° pulses) and TE (time to the echo peak).
  • T1-Weighting: Short TR, Short TE.
  • T2-Weighting: Long TR, Long TE.
  • Proton Density (PD)-Weighting: Long TR, Short TE (after T1 effects have decayed).
  • Uses: Excellent for bone-joint imaging, general diagnostic imaging, and achieving true T2 contrast. 
  •  কনট্রাস্ট নিয়ন্ত্রণ
    ইমেজ কনট্রাস্ট মূলত TR (৯০° পালসের মধ্যবর্তী সময়) এবং TE (ইকোর সর্বোচ্চ বিন্দু পর্যন্ত সময়) দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।
     বিভিন্ন ওয়েটিং
    T1-ওয়েটেড ইমেজ:ছোট TR, ছোট TE
    T2-ওয়েটেড ইমেজ: বড় TR, বড় TE
    প্রোটন ডেনসিটি (PD) ওয়েটেড ইমেজ: বড় TR, ছোট TE(যাতে T1 প্রভাব প্রায় সম্পূর্ণভাবে শেষ হয়ে যায়)
    ব্যবহার: হাড় ও জয়েন্ট ইমেজিং, সাধারণ ডায়াগনস্টিক MRI প্রকৃত (true) T2 কনট্রাস্ট পাওয়ার জন্য অত্যন্ত কার্যকর
Fast Spin Echo (FSE)
  • A modification where multiple 180° pulses are applied within one TR, generating multiple echoes (an "echo train").
  • Each echo fills a different line in k-space, drastically reducing scan time compared to conventional spin echo.
  • Often called Turbo Spin Echo (TSE) or Rapid Spin Echo (RSE). 
ফাস্ট স্পিন ইকো (Fast Spin Echo, FSE)
Fast Spin Echo (FSE) হলো স্পিন ইকো সিকোয়েন্সের একটি উন্নত সংস্করণ।
একটি TR-এর মধ্যে একাধিক ১৮০° RF পালস প্রয়োগ করা হয়
এর ফলে একাধিক ইকো তৈরি হয়, যাকে echo train বলা হয়
প্রতিটি ইকো k-space-এর ভিন্ন ভিন্ন লাইন পূরণ করে
এর মাধ্যমে প্রচলিত Spin Echo-এর তুলনায় স্ক্যান টাইম অনেক কমে যায়
এই পদ্ধতিকে বিভিন্ন নির্মাতা ভিন্ন নামে ডাকে:
Turbo Spin Echo (TSE)
Rapid Spin Echo (RSE)



Turbo Spin Echo (TSE) / Fast Spin Echo (FSE)

Indication:

  • Routine brain & spine MRI

  • T2-weighted imaging (CSF, edema, inflammation ভালো দেখায়)

  • Joint, knee, shoulder imaging

  • Abdomen & pelvis (motion artifact কম)

  • Tumor, infection, demyelination evaluation

Single-Shot TSE (SS-TSE / HASTE)

Indication:

  • Non-cooperative বা critically ill patient

  • Pediatric MRI

  • Fetal MRI

  • Acute abdomen (bowel, biliary system)

  • Motion-sensitive areas (breathing patient)

👉 খুব দ্রুত acquisition, motion artifact কম

TSE with 90° Flip-Back Pulse

Indication:

  • 3D imaging-এ fluid signal preserve করতে

  • MRCP

  • Heavily T2-weighted sequences

  • Spine CSF evaluation

👉 CSF ও fluid signal বেশি bright থাকে

Hyperechoes (Long Echo Train TSE)

Indication:

  • Heavily T2-weighted imaging

  • MRCP

  • Inner ear (IAC, cochlea, vestibular system)

  • Fluid-filled structures emphasize করতে

👉 Fluid vs solid lesion differentiation

3D TSE with Variable Flip Angle (SPACE / CUBE / VISTA)

Indication:

  • High-resolution isotropic imaging

  • Brain (MS plaques, cranial nerves)

  • Spine (cord, nerve root, disc)

  • Joint cartilage imaging

  • Multiplanar reconstruction (MPR) দরকার হলে

👉 Thin slice + high SNR

Reduced-FoV Imaging for 3D TSE

Indication:

  • Spine (cervical, thoracic, lumbar)

  • Brachial plexus

  • Small region high-resolution imaging

  • Artifact reduction (wrap-around কমাতে)

👉 Targeted anatomy-তে sharp detail

Number of Echoes in TSE (Echo Train Length – ETL)

Clinical relevance / Indication:

  • Short ETL → Better image quality, less blurring
    👉 Brain, fine anatomy

  • Long ETL → Faster scan, motion artifact কম
    👉 Abdomen, pelvis, uncooperative patient

👉 ETL বাড়লে scan time কমে, কিন্তু image blurring বাড়তে পারে



  • SS-TSE = fastest + motion resistant

  • 3D TSE = isotropic + MPR friendly

  • Flip-back pulse = fluid signal boost

  • Long ETL = speed ↑, sharpness 



    • Md Kamruzzaman

    Posted by Md Kamruzzaman