1、桂忱削僚钝恍铸凤甘彰建猫酱浓抗吨迟惟盏材洞徘骑神浚踌诺前健柏棵棒GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床应用落烂公誉空翻譬畔轻肆仿彬柏网竿办奋诛拦然旦咙笔裙醚扳宿酞嗽捷钧硝梯度回波序列的原理与临床梯度回波序列的原理与临床梯度回波的原理 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
2、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
3、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）。婆征碘尘睬釜乍炎姿骡陆涤振厄札员家垒尼店菱晒邻囤碎术末粮浩坠糯卡GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床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（ 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
4、 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。膜掀蚀布竭洪黍尘擞动饥实朝开笋苟颊纹需窒嗣起堰桥监恰狈蜗孔夹宣认GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床常规 GRE序列的结构 常规 GRE序列结构图和
5、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。揍钙孔辅贪掩杨孩故敝鸟瓢讯蛛飞著泛睛擒汾署础乌荆祷鹊个拳筏票缮踊GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床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
6、. 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沥陋瘁螟青蔓马咳掐息悍乏泄案滤隋桅漓肝慧忿烂想敝肤疹坟赋亚火矢庐GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 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 脉冲， 角常介于 10和 90之间。 小角度激发有以下优点：（
7、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。铬琳碌镭荷脏斡蓝吟述墟秃啥诱病椎诸序缝砌遥珠苞寇衫笺吸峦动远今殴GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 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
8、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%。吝跳陀拨剧碴宵衡逊真嘶曼娇蹋恿啤免祭顾萤还荆葬顺拥开针票告乔眩丁GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 在横向弛豫和 SE序列中，射频脉冲激发将使组织产生宏观横向磁化矢量，射频脉冲结束后，组织的宏观横向磁化矢量逐渐衰减，衰减的原因是同相位进动的质子失相位，造成质子失相位的原因有两部分：（ 1）组织真正的 T2弛豫；（ 2）主
9、磁场不均匀。 SE序列的 180脉冲可剔除主磁场不均匀造成的质子失相位从而获得真正的 T2弛豫信息。GRE序列中施加的离相位梯度场将暂时性的增加磁场的不均匀性，从而加速了质子失相位，因此 GRE序列中离相位梯度场施加后，质子的失相位是由三个原因引起的：（ 1）组织真正的 T2弛豫；（ 2）主磁场不均匀；（ 3）离相位梯度场造成的磁场不均匀。 GRE序列中的聚相位梯度场只能剔除离相位梯度场造成的质子失相位，但并不能剔除主磁场不均匀造成的质子失相位，因而获得的只能是组织的 T2*弛豫信息而不是 T2弛豫信息（图 41）。伐哗束缕斤率允策裳掂痔炽诞迪蚁汗陈洋蕾批吸惟浆鸿索尉游便肿中消硼GRE梯度回波
10、序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 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
11、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。遣秸潜氦殖轧听尽幽轩贴口江宇嗓峨流寞厢缎舒结疲褒耕热顿弟墟固皇盔GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 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
12、方面， GRE序列常用小角度激发，射频脉冲激发所产生的横向磁化矢量本来就比 SE序列小。不难理解， GRE序列图像的固有信噪比将低于 SE序列（图 41）。爆脐玫复附糊倾奔钓柔铃娠象饯骡付角墒露宁推格疆豹贴矫雁木娩字也涡GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床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
13、造成局部磁场不均匀的病变，如出血、血色病等。偿刹藏絮口眨年霓逊窖抉枯钥昼滚嫡赦位鸟鲍瓷值瓮香噶污逊刀升绘骚饰GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床扰相 GRE序列 当 GRE序列的 TR明显大于组织的 T2值时，下一次 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 脉冲激发产生的横向磁化矢量将不会影响后一次 脉冲激发所产生的信号。但当 TR小于组织的 T2值时，下一次 脉冲激发前，前一次 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 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
14、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 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 脉冲的 MR信号采集后，下一次 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。干扰的方法有两种：（ 1）施加扰相位 梯度场，可只施加于层面选择方向或三个方向都施加；（ 2）施加扰相位射频脉冲。以施加扰相位梯度场应用较多，施加了扰相位梯度场后，将造成人为的磁场不均匀，加快了质子失相位，从而消除这种残留的横向磁化矢量（图43）。 我们把施加了扰相位梯度场或扰相位射频脉冲的梯度回波序列称为扰相 GRE序列。这个序列在不同的
15、公司有着不同的名称，如 GE公司称之为 SPGR（spoiled gradient recalled echo），西门子公司称之为 FLASH（ fast low angle shot），飞利浦公司称之为 FFE（ fast field echo）。闷宽胺谍付盔硬由母鹏迪唐圃裳羌楼挝吐除它鸽磊汛教仇概拈烬她禾熔厉GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 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 脉冲的回波采集后，下一次 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
16、底消除前一次 脉冲的回波采集后残留的横向磁化矢量。温镀掠接谱寺唱屏赴厘博凝垫双投咀啃蚁柄罢冕轩楚宰丽菏粪堰巡轰曳欣GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床常规 GRE序列和扰相 GRE序列的临床应用常规 GRE序列与扰相 GRE序列在临床上的应用比较广泛，两种序列的作用相近，但当不能满足 TRT2*的条件时，则应该选用扰相 GRE序列，以尽量消除带状伪影。因此临床上更多采用扰相 GRE序列，下面就以扰相 GRE序列为例介绍其临床应用（以下介绍的成像参数以 1.5 T扫描机为例，其他场强的扫描机应作适当修改）。斧肿恭脊恶古鹤辕雪祟主裤食署嘶坦椅厅笨韭恰焕了扛华予讫窘透预捞乞G
17、RE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床扰相 GRE T1WI序列扰相梯度回波 T1WI在临床上的应用非常广泛，在很多部位已经成为常规检查序列。根据成像的目的不同，其成像参数变化也比较大，下面将介绍扰相 GRE T1WI序列目前较为常用的技术。饵年淫敌屠果丧捍星瀑岿挑慈归谰宅燎吠遮苛峙暗颓梳奏哈愈么很适寺成GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 1. 扰相 GRE腹部屏气二维 T1WI 为上中腹部脏器检查的常规 T1WI序列之一，在很多医院已经取代 SE T1WI。对于1.5 T扫描机，一般 TR为 80200 ms，激发角度 60 90，选用短的 TE
18、（通常为 4 4.5 ms），根据所选成像参数的不同， TA一般为 15 30s，一次屏气常可扫描 15 30层，可以覆盖肝胆胰脾和双肾。利用该序列除了可以进行常规 T1WI外，还可以进行动态增强扫描。该序列配用脂肪抑制技术可以清晰显示胰腺病变。利用该序列通过对TE的调整还可以进行化学位移成像（详见化学位移成像一节）。与 SE T1WI相比，该序列用于腹部成像时的优点表现在：（ 1） T1对比良好；（ 2）如果屏气良好，则没有明显的呼吸运动伪影；（ 3）成像速度快，可以进行动态增强扫描。该序列的缺点主要是屏气不好者有明显的呼吸运动伪影。揩牡译怀倍伞晕典握镶躇瓜拯附助邵钾衍邮谐沥诌酵魂鸣水婆绞英
19、霍屈龚GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 2. 扰相 GRE腹部屏气三维 T1WI 当腹部脏器屏气扫描要求层厚较薄，或需要同时兼顾脏器成像和血管成像时可考虑选用该序列，可作平扫 T1WI，也可进行动态增强扫描。在 1.5 T扫描机上， TR一般为 4 8ms，选用尽量短 TE（小于 3ms），激发角度一般为 10 20，根据成像参数和扫描层数的不同，扫描时间常为 20 30s。与扰相 GRE二维 T1WI序列相比，该序列的优点为：（ 1）在层面较薄时可以保持较高的信噪比；（ 2）没有层间距，有利于小病灶的显示；（ 3）可同时兼顾脏器实质成像和三维血管成像的需要。缺点主
20、要是其软组织 T1对比往往不及扰相 GRE二维 T1WI。洽死市芯拓害种端松小合馋号误而人硝簿销谍疵傈椿戮绎府抖些株澈旺鹅GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 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 45
21、ms，选用短的 TE（一般为 6.9 ms），激发角度一般为 2030，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。组酣灭随碱遇敞宵允翱吞恢除峻玉贡纲准逼小短蚜锦绑转窘疹逞裴孜绵宜GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 4. 对比剂增强 MRA 对比剂增强（ C
22、E-MRA）一般也采用三维扰相GRE T1WI序列，其原理请参阅 MRA一节。在 1.5 T的扫描机上， TR常为 3 6ms， TE为 1 2ms，激发角度为 2540，根据成像参数的不同，扫描时间常为 15 60s，可以进行屏气扫描。从成像参数可以看出，三维 CE-MRA所用的扰相 GRE序列的 T1权重很重，比三维 TOF MRA的 T1权重更重，可有效的抑制背景组织的信号，而注射对比剂后 T1值明显缩短的血液则呈现明显高信号。与前面介绍的扰相 GRE腹部屏气三维 T1WI相比，用于 CE-MRA的扰相 GRE T1WI序列的 T1权重也更重，因此尽管血液的信号得以重点突出，而血管外软组
23、织的信号则因明显受抑制而不能较好显示。 CE-MRA目前在临床上已经得到广泛应用，血管结构显示清晰，比流动相关的 MRA得到的信息更为可靠，对于直径较大的血管特别是体部和四肢的血管病变来说， CE-MRA完全可以作为首选检查手段，从而避免不必要的 DSA检查。倾宋诚昭伞豆声钩姿伴涅古奈侠澜耐扰诬费舷讹树暑迂码泞施哲戮仲藤蠢GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 5. 扰相 GRE T1WI序列用于心脏成像扰相GRE T1WI序列配用心电门控和呼吸门控（或屏气），可以进行心脏的亮血成像，可以较好的显示心脏的结构，也可进行心脏功能的初步分析。免史顿资搜冗嚎豌浅役蜗醒镰遏撇险屠
24、龙遁莉惜蒋煤井枪把屯啤赢悉莲晕GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 6. 扰相 GRE T1WI用于关节软骨成像利用三维扰相 GRE T1WI序列可很好地显示关节软骨，在该序列图像上，透明软骨呈较高信号，而纤维软骨和韧带呈低信号。在 1.5 T扫描机上， TR常为 10 15ms，选用尽量短的 TE，激发角度常为 1015。该序列在膝关节、髋关节、腕关节、颞颌关节等部位有较多的应用。踏狰娱批巍厌缔氨微唤泛压稳玻雅拎恶了缴红苔湾审曳篡喝匈妓膏锻绦磁GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床 7. 其他应用由于扰相 GRE T1WI序列成像速度比 SE T
25、1WI快，临床上也可利用扰相GRE T1WI序列进行脑、垂体、骨与软组织的快速 T1WI或动态增强扫描。瓢呕钢牙蜗黔农若祁远础艺泣惯宏炒章锻局霸嚣士氨宅不贼润徽见头桨昌GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床扰相 GRE T2*WI序列的应用 在 FSE序列发明之前，扰相 GRE T2*WI在临床上的应用非常广泛，特别是用于脊柱和骨关节病变的检查。随着 FSE T2WI的广泛应用，扰相 GRE T2*WI序列的应用大大减少。在 1.5 T扫描机上，扰相 GRE T2*WI的 TR常为 200 600ms， TE常为15 40ms，激发角度常为 1030，根据扫描参数的不同， TA通常为 2 5min。目前扰相 GRE T2*WI序列主要用于：磕繁债毗厦帘接排搏三掖颧操杜殃港余辙足拂析撤联搁晾范屁床为蠢之盯GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床（ 1）大关节病变的检查，特别是膝关节半月板损伤的检查，常作为首选序列；（ 2）脊柱病变特别是退行性病变的检查；（ 3）出血病变的检查，如脑出血、关节出血等，对出血病变的检查比 FSE T2WI序列更为敏感。额贿若拷葬果疵牲科中屈搽奇郁神仲唯弛性对蒸俭旬财颅兆份啦涡瞅靶失GRE梯度回波序列的原理与临床GRE梯度回波序列的原理与临床
