Семейство градиент-эхо последовательностей: разновидности, параметры, характеристики изображений, области применения.
В последовательности градиентное эхо (Gradient Echo, GRE) для формирования эхосигнала используется пара биполярных градиентных импульсов, вызывающих перефазирование протонов и последующее формирование эхосигналов (рис. 30). Первым подается возбуждающий РЧ импульс наклоняет намагниченность на угол α (обычно от 0° до 90°), также называемый α импульсом. Амплитуда формируемой поперечной намагниченности Mxy = M0 sin α. Прикладываемый отрицательный градиент считывания вызывает расфазирование прецессирующих спинов. Подаваемый через время ТЕ/2 положительный градиент считывания синхронизирует протоны и формирует поперечную намагниченность, создавая сигнал градиентного эха. В этой последовательности время TE представляет собой интервал между градиентным перефазирующим импульсом и эхосигналом, а время TR – интервал между последовательными возбуждающими импульсами.
При малом угле α (flip angle, FA) уменьшается значение поперечной намагниченности, а продольная увеличивается, быстрее возвращаясь в состояние равновесия. Угол α может медленно расти во время сбора данных. ИП градиентное эхо позволяет получать изображения в течение более короткого времени, чем ИП SE и FSE. Основным недостатком ИП является более высокая чувствительность к неоднородностям магнитного поля и парамагнетикам, что связано с использованием градиентного перефазирующего импульса, не устраняющего в полной мере воздействие T2*-релаксации, поэтому межсрезовый интервал должен быть минимален. В ИП градиентное эхо TR и угол отклонения определяют уровень насыщения тканей, а TE уровень расфазирования (влияние процесса T2 релаксации). Стандартная GRE последовательность это обычная ИП, повторяемая столько раз, сколько линий в изображении.
Последовательность быстрое градиентное эхо (Fast Gradient Echo, fastGRE) это вид ИП GRE, где TR и TE столь малы, что ткани дают низкий сигнал и низкий контраст, а получение изображения занимает менее 1 с. Она состоит из блока подготовки 180° инвертирующим импульсом и периода сбора данных, повторяющегося в зависимости от заданных параметров.
Последовательность аналогична ИП градиентное эхо, за исключением того, что за один период TR подается несколько дополнительных частичных РЧ импульсов (α) для возбуждения протонов, которые затем перефазируются с помощью градиентных импульсов. Использование частичных РЧ сигналов сокращает длительность возбуждающих импульсов и время считывания, что уменьшает общее время сканирования.
В отличие от обычной IR ИП, все линии k-пространства или их большинство получены после единственного инвертирующего импульса, который можно рассматривать как блок считывания. В блок считывания может использоваться переменный угол, или сбор данных может быть разделен на сегменты.
Последовательность может использоваться в нескольких режимах. В двумерном последовательном режиме за один период TR выполняется один шаг фазового кодирования для одного среза. До перехода к следующему срезу выполняются все шаги фазового кодирования для текущего среза. Быстрый мультипланарный ражим позволяет получать данные для нескольких срезов в течение одного периода TR. Трехмерный режим характеризуется увеличением отношения сигнал/шум и возможностью получения смежных срезов без перекрестных помех при сохранении высокой скорости сканирования.