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快速磁共振成像序列及其应用 第三讲 快速梯度回波序列 赵喜平 郑崇勋 本讲座撰写人赵喜平先生 西安交通大学生物医学工程研究所博士研究生 第四 军医大学西京医院磁共振室工程师 郑崇勋先生 西安交通大学生物医学工程研 究所所长 教授 博士导师 一 概述 GRE 序列是 1986 年随着小角度激励技术的采用而诞生的 其发明人为汉斯 (A.Haasse)及其同伴 由于GRE 序列具有快速成像特点 故从一开始就受到了世 界范围的重视 几年间 在普通GRE 序列基础之上发展起来的快速成像序列就多 达数十种 呈现一片繁荣景象 这些序列将MRI 的成像时间量级由分提高到了秒 级 在EPI 未实现之前 GRE 成了快速扫描的代名词 GRE 序列的优点主要体现在扫描速度快 对比度控制灵活 单位时间 SNR 高等方面 GRE 在图像的对比度可通过TR TE 和翻转角α 等参数来调整 但为 了提高成像速度 通常在保持短 TR 的情况下用α 的大小来控制图像对比度 此 外 由于长TE 极易导致伪影的出现 因而有必要保持短TE 尽管GRE 序列种类繁多 但它们却存在共同之处 其主要表现为所有GRE 执行中都用不同的 RF 脉冲进行一定间隔的重复激发 在若干次激发之后 系统 中将建立起质子运动的稳定状态(Steady State) 稳定状态又叫稳定自由进动 (Steady State Free Precession SSFP) 它是NMR 实验中经常利用的一种状态 稳 定状态的建立需要采用一系列等间隔的 重复的 快速的 持续期与 T1 及 T2 相 比都要短的RF 脉冲实施连续激发 GRE 序列可建立上述稳定状态 稳定状态中 可以包括横向磁化 也可以不包括横向磁化 这是区分各种GRE 序列的关键 稳定状态散相(不相干)技术(Steady State Incoherent technique SSI)和稳定状态 相干技术(Steady State Coherent technique SSC)是GRE 序列处理横向磁化时经常 采用的两种技术 前者用梯度或射频脉冲消除前一周期内形成的横向磁化(剩余横 向磁化) 后者则设法利用该横向磁化 按序列末尾对剩余横向磁化矢量的不同处 理方法 通常将GRE 分为两大类 下面采用更加详细的分类方法 将众多的GRE 序列分为六类进行介绍 EPI 本质上也属于GRE 类序列 但由于它的独特作用 我们将在下一讲单独讨论 二 基本GRE 序列 是指GRE 序列的基本形式 在基本GRE 序列中 由于通常存在TRT2 在下一周期的α 脉冲出现时横向磁化矢量就不能完全弛豫 这种磁化矢量叫作剩 余横向磁化 它的存在是图像中出现带状伪影的直接原因 当使用大的α 角以及 对T2 较长的组织成像时 剩余磁化更多 图像中的带状伪影更加严重 现在使用的GRE 序列基本上都要对剩余横向磁化进行这样或那样的处理 三 去除剩余磁化的GRE(FLASH 类)序列 这类 GRE 序列就是用 SSI 技术对剩余磁化进行处理的序列 因而又叫 SSI 类GRE 序列 序列周期末尾形成的剩余横向磁化是由小磁矩的相位相干所形成的 因此 只要破坏其相干性 该横向磁化就会消失 破坏剩余磁化可采用扰相梯度 随机 RF 脉冲照射和可变长TR 等三种方式 其中以扰相梯度法(施加梯度破坏脉冲法) 使用最多 用无剩余横向磁化的序列便可进行大α 角成像 这时图像中不再存在 带状伪影的干扰 采用梯度破坏脉冲的序列非常多 例如 FLASH(Fast Low Angle SHot)及 Spoiled FLASH(西门子) T -FAST(spoiled Fast Acquired STeady state 皮克) 1 STAGE(Small Tip Angle Gradient Echo 岛津) FFE(Fast Field Echo 飞利浦) GFE(Gradient Field Echo 日立)等 采用射频脉冲进行扰相是一种比较新的技术 用随机射频脉冲发生器产生的任意RF 脉冲(其相位在每个发射 接收周期都发生 变化)在序列末尾进行激发 就可彻底扰乱剩余横向磁化的相位 或者说使选层方 向上的相位相干越来越少 从而达到去除横