GRE梯度回波序列的原理和臨床ppt課件.ppt

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1、GRE梯度回波序列的原理與臨床應(yīng)用1梯度回波的原理梯度回波是一種MR成像的回波信號(hào)，即其強(qiáng)度是從小變大，到峰值后又逐漸變小的。梯度回波是在射頻脈沖激發(fā)后，在讀出方向即頻率編碼方向上先施加一個(gè)梯度場(chǎng)，這個(gè)梯度場(chǎng)與主磁場(chǎng)疊加后將造成頻率編碼方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度差異，該方向上質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率也隨之出現(xiàn)差異，從而加快了質(zhì)子的失相位，組織的宏觀橫向磁化矢量很快衰減到零，我們把這一梯度場(chǎng)稱為離相位梯度場(chǎng)。這時(shí)立刻在頻率編碼方向施加一個(gè)強(qiáng)度相同方向相反的梯度場(chǎng)，原來(lái)在離相位梯度場(chǎng)作用下進(jìn)動(dòng)頻率慢的質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率加快，原進(jìn)動(dòng)頻率快的質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻

2、率減慢，這樣由于離相位梯度場(chǎng)造成的質(zhì)子失相位將逐漸得到糾正，組織的宏觀橫向磁化矢量逐漸恢復(fù)，經(jīng)過(guò)與離相位梯度場(chǎng)作用相同的時(shí)間后，因離相位梯度場(chǎng)引起的質(zhì)子失相位得到糾正，組織的宏觀橫向磁化矢量逐漸恢復(fù)直到信號(hào)幅度的峰值，我們把這一梯度場(chǎng)稱為聚相位梯度場(chǎng)；從此時(shí)間點(diǎn)后，在聚相位梯度場(chǎng)的繼續(xù)作用下，質(zhì)子又發(fā)生反方向的離相位，組織的宏觀橫向磁化矢量又開(kāi)始衰減直至到零。這樣產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)幅度從零到大又從大到零的完整回波（圖38a）。由于這種回波的產(chǎn)生是利用了梯度場(chǎng)的方向切換產(chǎn)生的，因此稱為梯度回波（gradientrecalled

3、echo，GRE）。梯度回波也稱場(chǎng)回波（fieldecho，F(xiàn)E）。2以頭顱橫斷面且頻率編碼方向?yàn)樽笥覟槔?。在射頻脈沖激發(fā)后（α角），在頻率編碼方向上先施加一個(gè)右高左低的離相位梯度場(chǎng)（圖a、b），這樣就造成右邊的質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率明顯高于左邊的質(zhì)子，加快了質(zhì)子的失相位，因而組織的橫向磁化矢量很快消失。這時(shí)依然在頻率編碼方向上施加強(qiáng)度相同，方向相反即右低左高的聚相位梯度場(chǎng)（圖a、c），原來(lái)進(jìn)動(dòng)頻率高的右邊質(zhì)子進(jìn)動(dòng)變慢，而原來(lái)進(jìn)動(dòng)頻率低的左邊質(zhì)子進(jìn)動(dòng)變快，由于離相位梯度場(chǎng)造成的失相位逐漸得以糾正，組織宏觀橫向磁化矢量逐漸恢復(fù)（圖

4、a上升箭頭），當(dāng)聚相位梯度場(chǎng)作用時(shí)間達(dá)到與離相位梯度場(chǎng)一樣時(shí)，離相位梯度場(chǎng)造成的失相位得以完全糾正，信號(hào)強(qiáng)度得到峰值，從此時(shí)刻后，在聚相位梯度場(chǎng)的繼續(xù)作用下，質(zhì)子又發(fā)生了失相位，組織宏觀橫向磁化矢量又開(kāi)始出現(xiàn)衰減直至到零（圖a下降箭頭），從而形成一個(gè)完整的梯度回波。3常規(guī)GRE序列的結(jié)構(gòu)常規(guī)GRE序列結(jié)構(gòu)圖和其他所有序列一樣，常規(guī)GRE序列也由射頻脈沖、層面選擇梯度、相位編碼梯度、層面選擇梯度（或稱讀出梯度）及MR信號(hào)等五部分構(gòu)成。與SE序列相比，常規(guī)GRE序列有兩個(gè)特點(diǎn)：（1）射頻脈沖激發(fā)角度小于90°；（2）回波的

5、產(chǎn)生依靠讀出梯度場(chǎng)（即頻率編碼梯度場(chǎng)）切換。把小角度脈沖中點(diǎn)與回波中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義為TE；把兩次相鄰的小角度脈沖中點(diǎn)的時(shí)間間隔定義為TR。4梯度回波序列的特點(diǎn)1.采用小角度激發(fā)，加快成像速度2.反映的是T2*弛豫信息而非T2弛豫信息3.GRE序列的固有信噪比較低4.GRE序列對(duì)磁場(chǎng)的不均勻性敏感5.GRE序列中血流常呈現(xiàn)高信號(hào)5在梯度回波中我們一般采用小于90°射頻脈沖對(duì)成像組織進(jìn)行激發(fā)即采用小角度激發(fā)。我們都知道射頻脈沖施加后組織的宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)的角度取決于射頻脈沖的能量（由射頻的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間決定），小角度激發(fā)

6、就是給組織施加的射頻脈沖能量較小，造成組織的宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)角度小于90°。在實(shí)際應(yīng)用中，我們通常稱小角度脈沖為α脈沖，α角常介于10°和90°之間。小角度激發(fā)有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）脈沖的能量較小，SAR值降低；（2）產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量的效率較高，與90°脈沖相比，30°脈沖的能量?jī)H為90°脈沖的1/3左右，但產(chǎn)生的宏觀橫向磁化矢量達(dá)到90°脈沖的1/2左右（圖40）3）小角度激發(fā)后，組織可以殘留較大的縱向磁化矢量（圖40），縱向弛豫所需要的時(shí)間明顯縮短，因而可選用較短的TR，從而明顯縮短TA，這就是梯度回波序列相對(duì)SE

7、序列能夠加快成像速度的原因。6圖a示平衡狀態(tài)下，組織的宏觀縱向磁化矢量為100％，沒(méi)有宏觀橫向磁化矢量；圖b示90°脈沖激發(fā)后，宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)90°，即產(chǎn)生了一個(gè)最大的宏觀橫向磁化矢量（100%），縱向磁化矢量變?yōu)榱悖粓Dc示30°脈沖激發(fā)后，宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)30°，產(chǎn)生的橫向磁化矢量為90°脈沖的50%，而縱向磁化矢量保留了平衡狀態(tài)下的86.6%。7在橫向弛豫和SE序列中，射頻脈沖激發(fā)將使組織產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量，射頻脈沖結(jié)束后，組織的宏觀橫向磁化矢量逐漸衰減，衰減的原因是同相位進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子失相位，造成質(zhì)子失相位的原因

8、有兩部分：（1）組織真正的T2弛豫；（2）主磁場(chǎng)不均勻。SE序列的180°脈沖可剔除主磁場(chǎng)不均勻造成的質(zhì)子失相位從而獲得真正的T2弛豫信息。GRE序列中施加的離相位梯度場(chǎng)將暫時(shí)性的增加磁場(chǎng)的不均勻性，從而加速了質(zhì)子失相位，因此GRE序列中離相位梯度場(chǎng)施加后，質(zhì)子的失相位是由三個(gè)原因引起的：（1）組織真正的T2弛豫；（2）主磁場(chǎng)不均