相對于自旋回波或者快速自旋回波序列,梯度回波序列具有成像速度快,能夠應用于快速的2D與3D成像;同時使用更小的射頻激發角度及無需重聚脈沖,使得GRE序列導緻的射頻能量的累積即SAR較小;另外GRE序列的特點也使其在臨床應用中具有獨特的應用,例如同反相位鑒别脂肪和鐵沉積等。但是,GRE序列也存在着對主磁場不均勻性非常敏感等缺點。為了更好地了解梯度回波序列GRE的成像特點,需要對其成像參數中獨特的參數進行釋義。
TE:回波時間
在梯度回波序列中,在一次射頻激發完成後,水質子與脂質子在射頻激發完成的時刻處于相同的相位。随着時間的推移,由于水質子與脂質子的進動頻率不一緻,使得不同的時刻水質子與脂質子具有不同或者相同的相位。當水脂質子處于同一相位時,稱之為同相位,其信号是水脂質子信号的疊加;當水脂質子處于相反的相位時,稱之為反相位,其信号是水脂質子信号相減的絕對值。
Flip Angle:翻轉角
在自旋回波序列參數卡中,Flip angle是指重聚脈沖的翻轉角,其大小與信号強度和SAR有重要的關系。但在梯度回波序列參數卡中,Flip angle是指激發脈沖的翻轉角,其大小将與其他成像參數影響成像序列的權重。在小角度擾相梯度回波FLASH序列中,特定T1弛豫時間的組織,在一定重複時間TR下,獲得最大的信号強度的翻轉角稱為恩斯特角Ernst Angle。恩斯特角的大小與組織T1弛豫時間和掃描序列的重複時間TR相關,同時恩斯特角的大小也将影響掃描序列權重與翻轉角的設置。
當Flip angle小于Ernst angle時,短回波時間TE可以獲得質子密度權重;使用更長的回波時間TE時,将獲得T2*權重的圖像對比;當Flip angle大于Ernst angle時,短回波時間TE将獲得T1權重的圖像對比。
Series:系列
Series參數定義在多層掃描時射頻脈沖激發的順序,在常規TSE序列中包含Ascending,Descending和Interleaved三種不同的激發方式。GRE序列由于能夠通過屏氣的方式完成一個層塊的掃描,但是為了防止每次屏氣幅度不一緻導緻的錯層幹擾,在射頻激發的方式上增加了Interleaved in Breath-hold。該參數的意義是當一個層塊需要兩次或兩次以上的屏氣完成掃描時,例如2次屏氣完成20層的掃描,常規的interleaved模式是第一次屏氣進行1,3,5...的激發,然後第二次屏氣進行2,4,6...的激發,這樣就可能由于屏氣幅度不一緻導緻解剖結構顯示重疊或跳層。當使用Interleaved in Breath-hold時,第一次屏氣掃描1-10層,第二次屏氣掃描11-20層,但是在每一次屏氣掃描的層塊内使用間隔激發的方式進行層面激發。
Phase Stabilisation:相位穩定
相位穩定的目的是保持相位的穩定性以減少圖像的拖尾僞影。由于GRE序列對主磁場的均勻性非常敏感,當長時間掃描或者主磁場發生輕微漂移時,将導緻相位信息的不穩定,進而導緻圖像僞影。同時在成像過程中,運動例如呼吸運動的存在也将導緻相位信息的誤差進而影響圖像的質量,所以選擇了相位穩定能夠減輕這種微小運動導緻的圖像僞影。
Asymmetric echo:非對稱性回波
根據K空間共轭對稱的特性可知,在成像過程中可以通過減少相位編碼的步級數來縮短掃描的時間,也可以通過減少頻率編碼方向上數據的采集點來縮短回波采集時間,減小回波間隔。非對稱性回波就是在讀出方向上讀出一半多一些的K空間數據,減少數據的讀出時間,可以獲得更小的回波時間TE,或者縮短回波間隔以實現多回波信息的讀取。例如在使用GRE序列進行成像時,需要将成像的回波時間TE設置在同相位或者反相位,但是受到射頻及梯度系統的影響,可能無法直接滿足時,可以通過非對稱性回波的方式實現回波時間的調節。
Segments:段
在GRE序列中,segments參數的意義是隻在一次射頻激發或者飽和後采集K空間中相位編碼方向上的線數。當segments為1時,表示在一次射頻後采集一條K空間線,當Segments不為1時,則表示在一次射頻後采集不止一條K空間線。例如在使用segment_TOF_MRA進行血管成像時,segments為1,表示在飽和脈沖之後,射頻激發并采集一條K空間線,當Segments不為1時,則在飽和脈沖之後,連續跟随多個射頻激發脈沖并采集多條K空間線,實現掃描速度的提升。
RF Spoiling:射頻損毀
在小角度擾相梯度回波序列中,為了防止殘餘橫向磁化矢量對後續回波的影響,需要使用一定的技術加以損毀。損毀的方法有施加擾相梯度進行損毀,也可以使用具有不同相位的射頻脈沖達到損毀的目的。所以在參數卡中勾選了RF Spoiling,實際上該序列同時使用了射頻損毀和梯度損毀技術實現對殘餘橫向磁化矢量的損毀。
針對于真穩态自由進動序列TrueFISP,除了上述的參數之後在Sequence參數卡中還有一些特殊的成像參數。
Reordering:重排序
在真穩态自由進動序列TrueFISP序列中,該參數具有兩種不同的選項,分别為Centric和Linear。其中選擇Centric模式時能夠獲得比較好的脂肪抑制效果,但是長T2值的組織的信号相對降低;而Linear模式的優點是能夠獲得較好的長T2值與周圍組織的對比,但是脂肪抑制的效果較差。
Optimization:最優化
在進行參數優化時,某些特定的成像參數在已知情況下能夠獲得最優的圖像質量或者最短的掃描時間,那麼可以在最優化這個參數中進行選擇。例如在進行彌散成像時,可以在Optimization參數中選擇最小TE,即系統将自動選擇最小的TE來提升彌散圖像的信噪比。而在真穩态自由進動序列中,為了提升圖像的信噪比以及保持穩态,可以在Optimization參數中選擇最小TR,TE。
Shots per Slice:每層的激發數
Shots per Slice是指完成一層的數據采集需要的射頻準備或者激發數。當該數值為1時,表示該序列為單次激發序列。并且該值的大小将與Segments數直接相關。
Trufi delta freq.:真穩态自由進動頻率偏移
使用不同頻率的射頻脈沖對組織進行激發時,在不同的空間位置上出現條帶狀的僞影,随着頻率的偏移,僞影的位置也發生着變化。所以在使用真穩态自由進動序列進行成像時,由于不同組織間磁化率的差異将導緻局部磁場的不均勻而出現條帶狀的僞影,通過調整頻率即可将僞影偏移出感興趣的區域,實現最優化成像。
Cine:電影
該參數決定是否在掃描結束後,成像獲得的圖像以電影的形式在像格中進行播放。
随着梯度回波序列在臨床中使用的越來越廣泛,例如常規解剖成像,MRA,MRV,SWI等成像都是梯度回波序列的臨床應用,熟悉掌握梯度回波序列成像參數的意義對于參數優化意義重大。
有話要說...