GRE梯度回波序列的原理与临床ppt课件
梯度回波的原理及应用图
梯度回波的原理及应用图梯度回波的原理梯度回波是一种常用于磁共振成像（MRI）的技术。
它利用梯度磁场来改变磁共振信号的频率，从而获得具有空间位置信息的影像。
MRI基础原理MRI通过对人体或物体施加强磁场和射频脉冲，测量出组织中的磁共振信号来生成影像。
磁共振信号的频率取决于静态磁场和梯度磁场的影响。
梯度磁场的作用梯度磁场是在主磁场的基础上加上一个线性变化的磁场。
它的作用是在空间上引起磁场的变化。
通过改变梯度磁场，可以使磁共振信号具有相位差，从而产生不同位置的信号。
梯度回波的原理梯度回波利用了梯度磁场的变化来产生不同位置的信号。
在成像过程中，梯度磁场的幅度和频率会随时间改变，从而使得回波信号的频率和位置发生改变。
梯度回波的应用图梯度回波技术在MRI成像中有着广泛的应用。
以下是梯度回波在不同领域中的应用图示例：1. 头部成像•即使在头部成像中，梯度回波也是一种必需的技术。
通过改变梯度磁场，可以使成像平面在空间中的位置发生变化，从而获得不同层面的头部影像。
2. 关节成像•梯度回波可用于关节成像，例如膝关节成像。
通过调整梯度磁场，可以获得不同切面的膝关节结构图像，帮助医生进行诊断和治疗。
3. 脑部成像•梯度回波在脑部成像中也发挥着重要作用。
通过调整梯度磁场，可以获得不同方向的神经元束的成像，从而更好地了解脑的结构和功能。
4. 肿瘤检测•梯度回波也被广泛用于肿瘤检测。
通过调整梯度磁场，可以获得不同位置和形状的肿瘤影像，帮助医生评估肿瘤的性质和范围。
结论梯度回波技术是MRI成像中的关键步骤，利用梯度磁场的变化来产生不同位置的信号，从而获得具有空间位置信息的影像。
它在头部成像、关节成像、脑部成像和肿瘤检测等领域中都有着广泛的应用。
通过梯度回波技术，医生可以更好地了解和诊断病情，为患者提供更精准的治疗方案。
讲座五-梯度回波
由于缺乏180°聚相位脉冲，与常规SE序列相比，自旋将会产生更大 的失相位。这会造成对磁化率效应更加敏感。此敏感性增大取决于 我们的应用情况。 比如：1、BTEE序列中有金属，伪影更明显。（不利）
2、磁敏感序列可显示微小出血灶。（有利）
西南医大中医院MRI室 11
首先思考一下，一个小的翻转角α （如5°，30°）。小翻转角造成在施加 射频脉冲后有很大的纵向磁化矢量（图7）。这就意味着纵向磁化矢量完全恢 复到初始值所需要的时间比SE序列中90°射频后的过程要快很多。因此，T1 值不同的两种组织，他们各自的T1曲线之间不会有特别大的差异，因而T1恢 复对图像对比的影响会减小。图8描述了组织A和组织B在两个不同翻转角， 10°和90°时的T1恢复曲线。10°和90°时的T1恢复曲线。由此可知，翻转 角越小，两种组织间的T1差异就越不明显。
首先消除FID，然后在TE使回复，所以被成为梯度恢复回波。
图-7 双向梯度的FID失相位，在正方向梯度的中心恢复
西南医大中医院MRI室 7
至此，我们完全明白了梯度回波最关键、最特征性的三个特性
小角度（α） RF 极短的TR
通过梯度的切换采集回波信号
西南医大中医院MRI室 8
问题3：关于图像那些事 儿？
图-7 小翻转角造成大的纵向磁化 矢量
图-8 当翻转角很小时，区分两种组织间的T1很难。
由此可知，小翻转角降低T1权重。 西南医大中医院MRI室 12
翻转角α小也意味着横向磁化矢量小，因此稳态横向磁化矢量较小，降低T2* 权重。 在此图中，组织A比组织B具有更高的质子密度，也就是N（A）>N(B)。因此， 在同一TE时，A和B的差别主要说明了他们各自的质子密度之间的差别。
磁共振成像序列及应用最新版本ppt课件
HASTE MRCP
Raw Image
胆总管癌
HASTE-T2WI（单层0.8秒） HASTE－MRCP（15层11秒）
HASTE用于颅脑T2WI
TSE-T2WI
HASTE-T2WI
IR-HASTE T1WI
超快速T1WI 单层采集时间小于1秒 用于不能合作的病人 T1对比较差 空间分辨低
（1）、TSE-T1WI序列
由于SE-T1WI图像质量好，对比佳，时间不太长，因而仍是临床上最常用的T1WI序列。TSE-T1WI在临床上相对较少使用。 TSE-T1WI的ETL常为2-4 临床应用： 脊柱脊髓 四肢关节 心脏成像 腹部成像（少用）
TSE-T1WI的优缺点
优点： 比SE-T1WI快速，甚至可以屏气扫描
MRI序列及其临床应用
磁共振成像的物理学原理 磁共振信号快速采集技术 磁共振成像序列及其临床应用
什么是序列（Sequence）?
MR信号与下列因素有关： 质子密度 T1、T2值 化学位移 相位 运动 上述每个因素对MR信号的贡献受RF脉冲的调节、所用的梯度以及信号采集时刻的控制。
MR成像过程中，RF脉冲、梯度、信号采集时刻的设置参数的组合称为脉冲序列（Pulse Sequence）
SE
FSE
回波1
回波2
回波5
回波4
K频率
K相位
回波3
90°
回波1
回波2
回波5
回波4
回波3
180°
180°180°180° Nhomakorabea180°
90°
ES
ETL＝5
有效TE
TR
FSE序列的结构和K空间填充
GRE梯度回波序列的原理和临床教学内容
➢ 图a示平衡状态下，组织的宏观纵向磁化矢量为100％，没有宏观横向 磁化矢量；图b示90°脉冲激发后，宏观磁化矢量偏转90°，即产生 了一个最大的宏观横向磁化矢量（100%），纵向磁化矢量变为零； 图c示30°脉冲激发后，宏观磁化矢量偏转30°，产生的横向磁化矢 量为90°脉冲的50%，而纵向磁化矢量保留了平衡状态下的86.6%。
常规GRE序列的结构
➢ 常规GRE序列结构图和其他所有序列一样，常规GRE序列也由射频 脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、层面选择梯度（或称读出梯度） 及MR信号等五部分构成。与SE序列相比，常规GRE序列有两个特点： （1）射频脉冲激发角度小于90°；（2）回波的产生依靠读出梯度场 （即频率编码梯度场）切换。把小角度脉冲中点与回波中点的时间间 隔定义为TE；把两次相邻的小角度脉冲中点的时间间隔定义为TR。
➢Hale Waihona Puke 我们都知道射频脉冲关闭后宏观横向磁化矢量的 衰减（即T2*弛豫）很快，明显快于T2弛豫。 GRE序列利用梯度场切换产生回波，因而不能剔 除主磁场不均匀造成的质子失相位，因此在相同 的TE下，GRE序列得到的回波的幅度将明显低于 SE序列，即便有时SE序列的TE长于GRE序列， 其回波的幅度也常常大于后者。另一方面，GRE
GRE梯度回波序列的原理和临床
1脉冲序列及临床应用
Acq. Time
TI
Inversion Pulse 180o 90o
180o 180o 180o 180o
180o 180o
180o 180o
Inversion Pulse 180o 90o
180o 180o
180o
．．．
TR
最大采集层数TR/(ESP*ETL＋TI) 适用于TI较小的情况，如STIR（TI=150ms）， TI增大时最大采集层数迅速减少
ESP）决定
快速自旋回波（FSE）
T2 衰减曲线
T2* 衰减曲线
1800 900 1800 1800 1800 1800
ESP
ESP：回波间隔
ETL：回波链长度
GE TwinSpeed with Excite：Min. ESP=2.5ms (128x128)
快速自旋回波的有效TE Mxy Mxy
通常TI~750ms，TR~2200ms。 采用插值方法，一个TR内可以采集的层数大大增加。 最大采集层数 TR/(ESP*ETL)，然后决定TI和Slice的组合 顺序。
T2FLAIR
TR
TI TI
TI
....
FSE Acq. Slice # 1
FSE Acq. Slice #2
FSE Acq. Slice #3
Fiesta FastCine TE=2.7ms TR=7.3ms
phase out of phase = 4,2 ms TE = 2,1 ms
OUT
IN
High resolution Dualecho clearly demonstrate steatosis of liver
Dualecho扫描显示同相位与反相位信号 强度差别较大，提示病灶内有脂肪变性
自旋回波SE序列和梯度回波GRE序列
脂肪抑制FLASH-T1WI清楚显示胰腺
T1WI动态增强扫描
化学位移成像
Out-of-phase图像的效应
化学位移成像在腹部的临床应用
局灶性脂肪肝
肝细胞癌脂肪变性
肝细胞腺瘤
In-phase
Out-of-phase
右肾上腺腺瘤（肺癌术后4年）
颅脑3D扰相GRE T1WI
T1 and T2
T1-Relaxation: Recovery Recovery of longitudinal orientation of M along z-axis. ‘T1 time’ refers to time interval for 63% recovery of longitudinal magnetization. Spin-Lattice interactions. T2-Relaxation: Dephasing Loss of transverse magnetization Mxy. ‘T2 time’ refers to time interval for 37% loss of original transverse magnetization. Spin-spin interactions,and more.
FLASH序列MRA
3D扰相GRE快速T1WI用于CE-MRA
超快速容积内插3D扰相GRE T1WI
多种高新技术： 高密度线圈 容积内插技术 并行采集技术
Z轴方向部分K空间技术
半回波技术
3D扰相GRE T1WI显示关节软骨
扰相GRE T2*WI
•毛细血管扩张症
Thank you for your attention!
180度聚焦脉冲作用 抵消主磁场恒定不均匀造成失相位质子的相位重聚，获得 真正的T2弛豫图像，产生自旋回波
GRE梯度回波序列原理和临床
3. 利用扰相GRE序列进行流动相关的MRA 有关流动相关 MRA的原理将在MRA一节中介绍，这里仅介绍扰相GRE T1WI在MRA中的应用。无论时间飞跃（TOF）MRA还是 相位对比（PC）MRA，也无论是二维MRA还是三维MRA 均可采用扰相GRE T1WI序列，下面就以最常用的三维 TOF MRA为例介绍其临床应用。在1.5 T的扫描机上，三 维TOF MRA序列的TR一般为25 ~ 45ms，选用短的TE （一般为6.9 ms），激发角度一般为20°~30°，根据成 像参数的不同，TA一般为5 ~ 10min。从上述扫描参数可 以看出，三维TOF MRA实际上是一个T1权重比较重的 T1WI，这样可以抑制背景静止组织的信号，而有效地反 映血液的流入增强效应。三维TOF MRA在临床上多用于 头颈部的血管成像。利用扰相GRE序列进行的二维或三维 TOF或PC血管成像技术的优点在于无需注射对比剂即可 清楚显示血管结构。
与常规GRE序列（图42）相比，扰相GRE序列唯一的不同就是在前 一次α脉冲的回波采集后，下一次α脉冲来临前，在层面选择方向、相 位编码方向及频率编码方向都施加了一个很强的梯度场，人为造成磁 场不均匀，加快了质子失相位，以彻底消除前一次α脉冲的回波采集 后残留的横向磁化矢量。
常规GRE序列和扰相GRE序列的临 床应用
以头颅横断面且频率编码方向为左右为例。在射频脉冲激发后（α角），在频率编码方向上 先施加一个右高左低的离相位梯度场（图a、b），这样就造成右边的质子进动频率明显高 于左边的质子，加快了质子的失相位，因而组织的横向磁化矢量很快消失。这时依然在频 率编码方向上施加强度相同，方向相反即右低左高的聚相位梯度场（图a、c），原来进动 频率高的右边质子进动变慢，而原来进动频率低的左边质子进动变快，由于离相位梯度场 造成的失相位逐渐得以纠正，组织宏观横向磁化矢量逐渐恢复（图a上升箭头），当聚相位 梯度场作用时间达到与离相位梯度场一样时，离相位梯度场造成的失相位得以完全纠正， 信号强度得到峰值，从此时刻后，在聚相位梯度场的继续作用下，质子又发生了失相位， 组织宏观横向磁化矢量又开始出现衰减直至到零（图a下降箭头），从而形成一个完整的梯 度回波。
头部磁共振常用序列临床应用简介
孤立病灶
DTI
孤立病灶DTI显示局部纤维中断 DTI显示双侧放射冠及 胼胝体的纤维走行
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常规头部MR序列
T1W-信噪比高，灰白质对比强，对解剖结构的 显示好
T2W FSE（TSE）-常规T2像,用于一般病变的检 出，如梗塞灶、肿瘤等
T2W Flair－水抑制技术，显示被CSF高信号掩 盖的脑和脊髓的稍高或高信号病
消除伪影来源 显示被脂肪信号掩盖的病灶 与MHb、含蛋白液体鉴别
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• CNS相关的成像技术 反转恢复(IR) 序列(3) FLAIR序列—衰减液体信号的反转恢复 (fluid attenuated inversion recovery,FLAIR) 序列—黑水序列 有效抑制CSF(游离水)信号—水抑制技术 F和L脊AI髓R序的列稍T高2W或I，高显信示号被病C灶SF高信号掩盖的脑 病变相对较小且靠近CSF 如大脑皮层病变、脑室旁病变
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几种组织或成分的MR信号特点
钙化：因其内氢质子含量通常非常少，在T1WI及 T2WI上均表现为低信号
脂肪：有较高的质子密度，在T1WI及T2WI上均表现 为高信号。STIR
铁质沉积：MRI对铁含量的变化非常敏感 • 生理性沉积：苍白球、红核、黑质、壳核、尾状核和
丘脑部位可见明显的低信号（T2WI） • 病理性沉积：早老性痴呆（大脑皮质铁沉积增多）、
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பைடு நூலகம்
CNS相关的成像技术(功能成像) MR扩散加权成像(2) DWI的临床应用 DWI主要用于超急性期缺血性脑梗死的诊断 和鉴别诊断 该期脑梗死主要引起细胞毒性水肿,与常规 T号1W异I常和,可T2提W早I相到比病,D后W2小I能时更之早内发现梗死区信
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CNS相关的成像技术 MR扩散加权成像(3) DWI的临床应用、影像学表现 超急性/急性期缺血性脑梗死表现为高 信号 MS的活动病灶、部分肿瘤、血肿及 脓肿等也可能表现为高信号 利用DTI技术进行脑白质束成像,显示 肿瘤对周围白质束的影响
GRE梯度回波序列的原理与临床共25页PPT资料
以头颅横断面且频率编码方向为左右为例。在射频脉冲激发后（α角），在频率编码方向上 先施加一个右高左低的离相位梯度场（图a、b），这样就造成右边的质子进动频率明显高 于左边的质子，加快了质子的失相位，因而组织的横向磁化矢量很快消失。这时依然在频 率编码方向上施加强度相同，方向相反即右低左高的聚相位梯度场（图a、c），原来进动 频率高的右边质子进动变慢，而原来进动频率低的左边质子进动变快，由于离相位梯度场 造成的失相位逐渐得以纠正，组织宏观横向磁化矢量逐渐恢复（图a上升箭头），当聚相位 梯度场作用时间达到与离相位梯度场一样时，离相位梯度场造成的失相位得以完全纠正， 信号强度得到峰值，从此时刻后，在聚相位梯度场的继续作用下，质子又发生了失相位， 组织宏观横向磁化矢量又开始出现衰减直至到零（图a下降箭头），从而形成一个完整的梯 度回波。
➢ 小角度激发有以下优点：（1）脉冲的能量较小，SAR值降低；（2） 产生宏观横向磁化矢量的效率较高，与90°脉冲相比，30°脉冲的能 量仅为90°脉冲的1/3左右，但产生的宏观横向磁化矢量达到90°脉 冲的1/2左右（图40） 3）小角度激发后，组织可以残留较大的纵向 磁化矢量（图40），纵向弛豫所需要的时间明显缩短，因而可选用较 短的TR，从而明显缩短TA，这就是梯度回波序列相对SE序列能够加 快成像速度的原因。
梯度回波序列的特点
➢ 1. 采用小角度激发，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序列的固有信噪比较低 ➢ 4. GRE序列对磁场的不均匀性敏感 ➢ 5. GRE序列中血流常呈现高信号
➢ 在梯度回波中我们一般采用小于90°射频脉冲对成像组织进行激发即 采用小角度激发。我们都知道射频脉冲施加后组织的宏观磁化矢量偏 转的角度取决于射频脉冲的能量（由射频的强度和持续时间决定）， 小角度激发就是给组织施加的射频脉冲能量较小，造成组织的宏观磁 化矢量偏转角度小于90°。在实际应用中，我们通常称小角度脉冲为 α脉冲，α角常介于10°和90°之间。
MRI常用序列PPT课件
反转恢复序列
西南交通大学摩擦学研究所
反转恢复序列
西南交通大学摩擦学研究所
反转恢复序列
西南交通大学摩擦学研究所
反转恢复序列
影响IR序列信号的因素: 图像的对比度主要取决于TI、TR、TE
如果900激励脉冲应用在磁化矢量向z轴 方向恢
复，通过xy平面后，图像的对比度主要取决于各 组织正z轴方向矢量的恢复数量图像表现为重T1加 权
西南交通大学摩擦学研究所
成像参数
反转时间（ time of inversion ,TI）是初始1800脉 冲与900脉冲之间的间隔。 TE是900脉冲与回波之间的间隔。 TR是整个序列的重复时间，两个1800脉冲的间隔。
西南交通大学摩擦学研究所
IR
TI是IR图像（T1）对比的主要决定因素（类似SE 中的TR）。 IR序列主要产生T1W和PDWI图像（短TE）。长TE可 产生病理加权像（T2）. 典型参数：TI=200-800ms,TR=5002500ms,TE=20-50ms. TI接近两种组织的T1值，缩短TE,可获得最佳 T1WI.TR=3TI时，SNR好。
西南交通大学摩擦学研究所
快速自旋回波
T2 衰减曲线 T2* 衰减曲线
1800
1800
1800
1800
1800
900
ESP
ETL：回波链长度 ESP：回波间隔 TE eff ：有效TE?
西南交通大学摩擦学研究所
Gphase
快速自旋回波的有效TE
Mxy
TE eff 90
echo 1 echo 2
echo 6
西南交通大学摩擦学研究所
SSFSE的图像特点及临床应用
第二节 常用脉冲序列及应用【精选-PPT】
一些厂家的脉冲序列名称对照表
通用电器 飞利浦 西门子 东芝
日立
岛津
自旋回波
SE
快速自旋回波 梯度回波 相位聚合梯度回波 损毁梯度回波 （RF损毁） 损毁梯度回波 （梯度损毁）
稳态自由进动
FSE GRE GRASS SPGR
MPGR
SSFP
S p i n S p i n Spin echo echo echo
3.优缺点
该序列的主要优点是扫描时间显著缩短，因而便于使用高 分辨力、多采集次数的图像。FSE序列能提供比较典型的质 子 和密病度变加检权测像能和力重方T面2加很权大像程，度F上SE是与相普当通的SE。序另列外在，图减像少对比了 运动伪影和磁敏感性伪影。 F列 号SE的成序T分2列W复影I，杂像在，的T图2主W像要I上模缺脂糊点肪；是信磁其号敏T难2感W与I效的水应脂肿降肪等低信鉴因号别而高；对于E出普TL血通大不S时E敏信序 感；同时，提高了因使用多个180°脉冲而引起的对人体射 频能量的累积。
2.损毁（spoiled）GRE序列
用损毁GRE序列获得T1WI通常应采用TR＝20～80ms、TE ＝5～10ms、翻转角α＝30°～50°，或者采用TR＝ 100～400ms、TE＝5～10ms、α＝60°～90°，与后者 相比，前者参数获得的T1对比较好，但图像信号较弱。 获得PDWI通常采用TR＝100～400ms、TE＝5～10ms、α ＝5°～20°。获得T2*加权像通常采用TR＝200～500ms、 TE＝20～50ms、α＝5°～20°。
2.扫描参数
IR序列的成像参数包括，反转时间（time of inversion， TI）为初始180°RF脉冲与90°RF脉冲之间的间隔；TE 为90°RF脉冲与回波之间的间隔；TR为整个序列的重复 时间，即两个初始180°脉冲之间的间隔。 一般情况下采用：①重T1WI：中等TI，400～800ms；短 TE，10～20ms；长TR，2000ms以上；平均扫描时间5～ 15min；②PDWI：长TI，1800ms；短TE，10～20ms；长 TR，2000ms以上；平均扫描时间5～15min；③病理加权 像：中等TI，400～800ms；长TE，70ms；长TR， 2000ms以上；平均扫描时间5～15min。
梯度回波
在Y方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 Y方向梯度场;
B0 0
B0
S
人体的三面
横断面
冠状面
示意图
矢状面
空间的三维
水平磁场 垂直磁场
B0(Z)
Y Z X X Y
Z
一般常导和超导磁体 产生水平磁场，水平 方向（人体长轴）为Z
一般永磁体产生垂直 磁场，垂直方向为Z方 向，人体长轴一般定 义为X方向
二、自旋回波信号
静止磁场中， 宏观磁化与场 强方向一致， 纵向宏观磁化 最大 900射频结束瞬间， 磁化翻转到横向， 开始横向弛豫，即 散相 此时的线圈感应 信号即为自旋回 波信号
施加900射频脉冲， 纵向磁化翻转到横向， 横向磁化最大
施加1800射频脉冲， 质子进动反向,相 位开始重聚
经过与散相相同的 时间后,相位重聚完 全,横向磁化再次达 到最大值
一、傅立叶变换
一维傅里叶变换：F ( )
f (t )eiwt dt ,
1 f (t ) 傅里叶反变换： 2
F ( )eit d
利用傅里叶变换可对不同函数的频率进行分解。 在MRI中，为了对一定共振频率范围内的质子都进行激 发，必须使用时域内的矩形脉冲作为激励的能量。
B又叫梯度磁场，是指沿直角坐标系某坐标方向呈线性 变化的磁场。
三个基本梯度场
在Z方向叠加的强度 随Z变化的磁场，叫 Z方向梯度场； 在X方向叠加的强度 随X变化的磁场，叫 X方向梯度场;
N B0 S N
B0 0 X 0 B0 B0+B(z) Z
B0+B(x)
B0
S N
B0+B(Y) Y
相位编码
(整理)第07节常规梯度回波序列和扰相梯度
第七节 常规梯度回波序列和扰相梯度回波序列常规 GRE 序列和扰相GRE 序列是临床上最常用的GRE 序列，也是最简单的梯度回波序列，本节我们将重点介绍其序列结构和应用。
一、常规GRE 序列的结构图42所示为常规GRE 序列的结构示意图。
实际上常规GRE 序列的结构和其他所有序列一样均有五个部分构成，即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度、频率编码和MR 信号。
与SE 序列相比，常规GRE 序列有两个特点：（1）射频脉冲激发角度小于90︒；（2）回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）切换。
常规GRE 序列可以说是最简单的GRE 序列，具有前一节所介绍GRE 序列的所有特性。
图42 常规GRE 序列结构图 和其他所有序列一样，常规GRE 序列也由射频脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、层面选择梯度（或称读出梯度）及MR 信号等五部分构成。
与SE 序列相比，常规GRE 序列有两个特点：（1）射频脉冲激发角度小于90︒；（2）回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）切换。
把小角度脉冲中点与回波中点的时间间隔定义为TE ；把两次相邻的小角度脉冲中点的时间间隔定义为TR 。
二、扰相GRE 序列当GRE 序列的TR 明显大于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，组织的横向弛豫已经完成，即横向磁化矢量几乎衰减到零，这样前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量将不会影响后一次α脉冲激发所产生的信号。
但当TR 小于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量尚未完全衰减，这种残留的横向磁化矢量将对下一次α脉冲产生的横向磁化矢量产生影响，这种影响主要以带状伪影的方式出现，且组织的T2值越大、TR 越短、激发角度越大，带状伪影越明显。
为了消除这种伪影我们必需在下一次α脉冲施加前去除这种残留的横向磁化矢量，采用的方向就是在前一次α脉冲的MR 信号采集后，下一次α脉冲来临前对质子的相位进行干扰，使其失相位加快，从而消除这种残留的横向磁化矢量。
磁共振成像基本原理解读之二十--关于脉冲序列的故事：梯度回波序列家族（三）稳态梯度回波
磁共振成像基本原理解读之二十--关于脉冲序列的故事：梯度回波序列家族（三）稳态梯度回波◤稳态与稳态形成的基础：在前面讨论扰相梯度回波序列的过程中我们其实已经讨论过了稳态这个概念，只不过在扰相梯度回波序列中稳态仅仅是在纵向磁化矢量方向的稳态。
但当我们讨论到保留横向磁化矢量的稳态梯度回波序列时，这里的稳态要同时包括纵向磁化矢量稳态和横向磁化矢量稳态两个方面。
纵向磁化矢量的稳态前文已经讨论过。
如何实现横向磁化矢量的稳态呢？在讨论相关序列技术细节之前，我们必须明确两点：其一，我们所谈及的横向磁化矢量稳态的一个重要前提是所研究的组织本身相对于所使用的TR而言必须具有长T2弛豫属性，这一点至关重要。
因为，那些原本T2非常短的组织如肌肉、韧带等结构其横向磁化矢量在很短的时间内便完成衰减。
因此，从这个意义而言，横向磁化矢量的稳态只对于长T2的那些组织（如液体）更有意义；其二，总体的信号相位在不同的TR间期必须保持相同。
这里有两方面重要的启示：1）在每个TR间期内针对所使用的不同的相位编码梯度进行信号读取后采用一个大小相等但极性相反的回绕梯度，这样才能把残存的横向磁化矢量重新回聚（这个回聚的横向磁化矢量在下一次射频脉冲作用下可以补充到纵向，从而对整个信号产生贡献）；2）通常的或说普通的稳态梯度回波序列SSFP只适用于静止组织，对于运动引发的相位变化不适用。
以上两个基本条件即：1）组织必须具备相对于TR而言有更长的T2弛豫属性；2）在每个TR间期内保持相同的信号相位是实现横向磁化矢量稳态的前提和基础。
根据具体的序列执行方案的不同，这种保留了横向磁化矢量的梯度回波序列又可以分为普通稳态梯度回波序列与真正稳态自由进动成像，接下来让我们一起来了解一下这两个序列。
1. 普通稳态梯度回波序列1.普通稳态梯度回波序列：如果确保在每个TR间期内RF脉冲处于相干状态（在旋转坐标系内RF脉冲的相位是相同的或只是重复一个简单的相位循环如极性相反），同时在任意梯度轴上的梯度面积恒定，这时就满足了普通稳态梯度回波的条件。
扰相梯度回波序列
扰相梯度回波序列扰相梯度回波序列( FLASH)，也称“毁损梯度回波序列”，是最常用的梯度回波序列，是指施加了扰相位梯度场或扰相位射频脉冲的梯度回波序列。
扰相梯度回波序列的加权成像扰相梯度回波序列与自旋回波类序列的不同点：①自旋回波类序列均采用90°脉冲激发，图像的T1成分由TR决定；扰相梯度回波序列，激发角度<90°，其图像的T1成分受TR和激发角双重调节；②采用小角度激发，组织纵向弛豫所需的时间缩短，因此相对自旋回波类序列来说，扰相梯度回波序列可选用较短的TR;③扰相梯度回波序列图像的横向弛豫成分(T2成分)也由TE来决定，利用扰相梯度回波序列仅能进行T2*加权而得不到T2WI。
(一)T1加权像常用于获取T1加权像。
FLASH序列所用TE明显短于自旋回波序列。
T1WI权重则取决于TR和激发角度；保持TR不变，激发角度越大，图像的T1权重越重；保持激发角度不变，TR越短，图像的T1权重越重。
一般选用较大的激发角度(50°~80°)，TR为100～200ms，当TR 缩短至数十毫秒至数毫秒时，激发角度则可调整到10°-45°。
(二)T2*加权像梯度回波序列常用于获取T2*加权像。
梯度回波T2*加权成像参数的特点是：①应用小角度激发和相对短的TR。
梯度回波T2*加权序列一般激发角度为10°～30°，TR常为200～500ms;②应用相对短的TE。
组织T2*弛豫明显快于T2弛豫，为得到适当的T2*权重，TE较短，一般为15~40ms。
(三)PD加权像选用与T2*加权相似的激发角和TR，选用尽量短的TE，即可得到PD加权像。
扰相梯度回波序列的临床应用（一）T1加权序列的临床应用1.扰相梯度回波腹部屏气二维T1加权像：为上中腹部脏器检查的常规T1加权像序列之一。
优点是：①T1对比度良好；②若屏气良好则无明显呼吸运动伪影；③成像速度快，可进行动态增强扫描。
第07节 常规梯度回波序列和扰相梯度
第七节 常规梯度回波序列和扰相梯度回波序列常规 GRE 序列和扰相GRE 序列是临床上最常用的GRE 序列，也是最简单的梯度回波序列，本节我们将重点介绍其序列结构和应用。
一、常规GRE 序列的结构图42所示为常规GRE 序列的结构示意图。
实际上常规GRE 序列的结构和其他所有序列一样均有五个部分构成，即射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度、频率编码和MR 信号。
与SE 序列相比，常规GRE 序列有两个特点：（1）射频脉冲激发角度小于90︒；（2）回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）切换。
常规GRE 序列可以说是最简单的GRE 序列，具有前一节所介绍GRE 序列的所有特性。
图42 常规GRE 序列结构图 和其他所有序列一样，常规GRE 序列也由射频脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、层面选择梯度（或称读出梯度）及MR 信号等五部分构成。
与SE 序列相比，常规GRE 序列有两个特点：（1）射频脉冲激发角度小于90︒；（2）回波的产生依靠读出梯度场（即频率编码梯度场）切换。
把小角度脉冲中点与回波中点的时间间隔定义为TE ；把两次相邻的小角度脉冲中点的时间间隔定义为TR 。
二、扰相GRE 序列当GRE 序列的TR 明显大于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，组织的横向弛豫已经完成，即横向磁化矢量几乎衰减到零，这样前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量将不会影响后一次α脉冲激发所产生的信号。
但当TR 小于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量尚未完全衰减，这种残留的横向磁化矢量将对下一次α脉冲产生的横向磁化矢量产生影响，这种影响主要以带状伪影的方式出现，且组织的T2值越大、TR 越短、激发角度越大，带状伪影越明显。
为了消除这种伪影我们必需在下一次α脉冲施加前去除这种残留的横向磁化矢量，采用的方向就是在前一次α脉冲的MR 信号采集后，下一次α脉冲来临前对质子的相位进行干扰，使其失相位加快，从而消除这种残留的横向磁化矢量。
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自旋回波类序列的特点之一是对磁场不均 匀性不敏感，因为180°复相脉冲可剔除主 磁场不均匀造成的质子失相位。在GRE序
列中，回波的产生依靠梯度场的切换，不
能剔除主磁场的不均匀造成的质子失相位。 因此，GRE序列对磁场的不均匀性比较敏
GRE梯度回波序列的原 理与临床应用
梯度回波的原理
梯度回波是一种MR成像的回波信号，即其强度是从小变大，到峰值后又逐渐 变小的。
梯度回波是在射频脉冲激发后，在读出方向即频率编码方向上先施加一个梯 度场，这个梯度场与主磁场叠加后将造成频率编码方向上的磁场强度差异， 该方向上质子的进动频率也随之出现差异，从而加快了质子的失相位，组织 的宏观横向磁化矢量很快衰减到零，我们把这一梯度场称为离相位梯度场。 这时立刻在频率编码方向施加一个强度相同方向相反的梯度场，原来在离相 位梯度场作用下进动频率慢的质子进动频率加快，原进动频率快的质子进动 频率减慢，这样由于离相位梯度场造成的质子失相位将逐渐得到纠正，组织 的宏观横向磁化矢量逐渐恢复，经过与离相位梯度场作用相同的时间后，因 离相位梯度场引起的质子失相位得到纠正，组织的宏观横向磁化矢量逐渐恢 复直到信号幅度的峰值，我们把这一梯度场称为聚相位梯度场；从此时间点 后，在聚相位梯度场的继续作用下，质子又发生反方向的离相位，组织的宏 观横向磁化矢量又开始衰减直至到零。这样产生一个信号幅度从零到大又从 大到零的完整回波（图38a）。由于这种回波的产生是利用了梯度场的方向切 换产生的，因此称为梯度回波（gradient recalled echo，GRE）。梯度回波 也称场回波（field echo，FE）。
梯度回波序列的特点
1. 采用小角度激发，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序列的固有信噪比较低 4. GRE序列对磁场的不均匀性敏感 5. GRE序列中血流常呈现高信号
在梯度回波中我们一般采用小于90°射频脉冲对成像组织进行激发即 采用小角度激发。我们都知道射频脉冲施加后组织的宏观磁化矢量偏 转的角度取决于射频脉冲的能量（由射频的强度和持续时间决定）， 小角度激发就是给组织施加的射频脉冲能量较小，造成组织的宏观磁 化矢量偏转角度小于90°。在实际应用中，我们通常称小角度脉冲为 α脉冲，α角常介于10°和90°之间。
图示同一种组织的三种横向磁化矢量的衰减，粗曲线为T2弛豫曲线； 细曲线为T2*弛豫曲线；虚曲线为施加离相位梯度场后的组织横向磁 化矢量的衰减曲线。T2*弛豫受T2弛豫和主磁场不均匀两种因素影响， SE序列的180°复相脉冲可以剔除主磁场不均匀造成的质子失相位， 因而将得到的组织真正的T2弛豫信息（SE回波）。GRE序列施加的 离相位梯度场将加快质子的失相位，图示虚曲线（T2*(GRE)）下降 明显快于细曲线（T2*），而聚相位梯度场只能剔除离相位梯度场造 成的质子失相位，因而得到的只能是T2*弛豫信息（GRE回波）。由 于T2*弛豫明显快于T2弛豫，如图所示即便GRE序列选用的TE比SE 序列的TE短，其回波幅度也常常不如SE序列，因此总的来说，GRE 序列图像的固有信噪比低于SE序列。
我们都知道射频脉冲关闭后宏观横向磁化矢量的 衰减（即T2*弛豫）很快，明显快于T2弛豫。 GRE序列利用梯度场切换产生回波，因而不能剔
除主磁场不均匀造成的质子失相位，因此在相同 的TE下，GRE序列得到的回波的幅度将明显低于 SE序列，即便有时SE序列的TE长于GRE序列， 其回波的幅度也常常大于后者。另一方面，GRE
小角度激发有以下优点：（1）脉冲的能量较小，SAR值降低；（2） 产生宏观横向磁化矢量的效率较高，与90°脉冲相比，30°脉冲的能 量仅为90°脉冲的1/3左右，但产生的宏观横向磁化矢量达到90°脉 冲的1/2左右（图40） 3）小角度激发后，组织可以残留较大的纵向 磁化矢量（图40），纵向弛豫所需要的时间明显缩短，因而可选用较 短的TR，从而明显缩短TA，这就是梯度回波序列相对SE序列能够加 快成像速度的原因。
常规GRE序列的结构
常规GRE序列结构图和其他所有序列一样，常规GRE序列也由射频 脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、层面选择梯度（或称读出梯度） 及MR信号等五部分构成。与SE序列相比，常规GRE序列有两个特点： （1）射频脉冲激发角度小于90°；（2）回波的产生依靠读出梯度场 （即频率编码梯度场）切换。把小角度脉冲中点与回波中点的时间间 隔定义为TE；把两次相邻的小角度脉冲中点的时间间隔定义为TR。
感。这一特性的缺点在于容易产生磁化率
伪影，特别是在气体与组织的界面上。优
点在于容易检出能够造成局部磁场不均匀 的病变，如出血、血色病等。
扰相GRE序列
当GRE序列的TR明显大于组织的T2值时，下一次α脉冲激发前，组织的横向 弛豫已经完成，即横向磁化矢量几乎衰减到零，这样前一次α脉冲激发产生的 横向磁化矢量将不会影响后一次α脉冲激发所产生的信号。但当TR小于组织 的T2值时，下一次α脉冲激发前，前一次α脉冲激发产生的横向磁化矢量尚未 完全衰减，这种残留的横向磁化矢量将对下一次α脉冲产生的横向磁化矢量产 生影响，这种影响主要以带状伪影的方式出现，且组织的T2值越大、TR越短、 激发角度越大，带状伪影越明显。
以头颅横断面且频率编码方向为左右为例。在射频脉冲激发后（α角），在频率编码方向上 先施加一个右高左低的离相位梯度场（图a、b），这样就造成右边的质子进动频率明显高 于左边的质子，加快了质子的失相位，因而组织的横向磁化矢量很快消失。这时依然在频 率编码方向上施加强度相同，方向相反即右低左高的聚相位梯度场（图a、c），原来进动 频率高的右边质子进动变慢，而原来进动频率低的左边质子进动变快，由于离相位梯度场 造成的失相位逐渐得以纠正，组织宏观横向磁化矢量逐渐恢复（图a上升箭头），当聚相位 梯度场作用时间达到与离相位梯度场一样时，离相位梯度场造成的失相位得以完全纠正， 信号强度得到峰值，从此时刻后，在聚相位梯度场的继续作用下，质子又发生了失相位， 组织宏观横向磁化矢量又开始出现衰减直至到零（图a下降箭头），从而形成一个完整的梯 度回波。