第08节稳态进动成像序列

第八节 稳态进动成像序列

在前面常规GRE和扰相GRE序列一节中，我们介绍了当不能满足TR<

a b

图44 扰相GRE序列与True FISP序列的比较 图a为扰相GRE序列，该序列在前一次脉冲激发的回波采集后，后一个射频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一个强大的扰相梯度场，以去除残留的横向磁化矢量。图b为True FISP序列，与扰相GRE序列完全相反，True FISP序列不但不施加扰相梯度，而且在层面选择方向、相位编码方向和频率编码方向都施加了与相应编码梯度大小相同方向相反的梯度场，使由于这三个编码梯度场造成的质子失相位得到纠正，从而在下一次射频脉冲激发前，前一次脉冲激发残留的横向磁化矢量得以最大程度的保留。

一、利用残留的横向磁化矢量

在扰相GRE序列中，我们利用扰相位梯度场或扰相位射频脉冲去除前一个回波采集后残留的横向磁化矢量（图44a）。但我们也可以不去除这种残留的横向磁化矢量，反而可以利用这种残留的横向磁化矢量。

在稳态进动快速成像序列中，不施加扰相梯度场，这样前一个回波采集后残留的横向磁化矢量就得以保留。我们也知道，梯度回波类序列中，在层面选择方向、相位编码方向及频率编码方向都施加了编码梯度场，这些梯度场同样会造成质子失相位，如果在这些空间编码梯度施加后，在这三个方向上各施加一个与相应的空间编码梯度场大小相同方向相反的梯度场，那么空间编码梯度场造成的失相位将被剔除，也即发生相位重聚（图44b）。这样残留的横向磁化矢量将得到最大程度的保留，并对下一个回波信号作出贡献。

二、GRE序列的中稳态概念

在了解稳态进动快速成像序列前，我们有必要了解GRE序列中的稳态。实际上GRE类序列中可以认为存在两种稳态，即纵向稳态和横向稳态。

（一）纵向稳态

大家都知道，射频脉冲激发后，组织的宏观磁化矢量将偏离平衡状态，射频脉冲的能量越大，宏观磁化矢量偏转角度也越大。射频脉冲关闭后，宏观纵向磁化矢量将逐渐回复到平衡状态，即发生纵向弛豫。但纵向弛豫的速度不是恒定不变的，宏观磁化矢量偏离平衡状态越远，纵向弛豫越快，偏离越少则纵向弛豫越慢。

梯度回波中由于施加的是小角度脉冲，因此射频脉冲激发后，仍残留有较多的宏观纵向磁化矢量，如果TR间期不足以使所有组织都完成纵向弛豫，则下一次脉冲激发前组织的宏观纵向磁化矢量由两部分构成：（1）前一次激发后残留的宏观纵向磁化矢量；（2）TR间期中纵向弛豫所恢复的纵向磁化矢量。

设射频脉冲激发角度为60，TR＝150ms。第一个脉冲激发后，某组织残留的宏观纵向磁化矢量为平衡状态的50%，假设第一个TR间期内纵向弛豫可使宏观磁化矢量增加20％，则在第二个射频脉冲激发前组织的宏观纵向磁化矢量为平衡状态的70％（50%＋20%）。第二个射频脉冲激发后，该组织残留的纵向磁化矢量为平衡状态的35%（70%×50%），与第一个脉冲激发后相比，其宏观纵向磁化矢量偏离平衡状态更远，因此纵向弛豫速度加快，在第二个TR间期内，纵向弛豫可使宏观纵向磁化矢量增加的更多（假设为30%），则在第三个射频脉冲激发前，组织的宏观纵向磁化矢量约为平衡状态的65％（35%＋30%）。第三个射频脉冲激发后，该组织的宏观纵向磁化矢量为平衡状态的32.5%（65％×50%），这时宏观纵向磁化矢量偏离平衡状态更远，射频脉冲结束后，组织的纵向弛豫更快，假设在第三个TR间期内可恢复的纵向磁化矢量为平衡状态的31%，则第四个射频脉冲施加前，组织的宏观纵向磁化矢量为平衡状态的63.5%。依此类推，经过数个脉冲后，在以后每一个射频脉冲激发前，该组织的宏观纵向磁化矢量将基本保持一致，约为平衡状态时的63%左右。我们把梯度回波序列中这种经过数个射频脉冲激发后，在以后各个射频脉冲激发前，组织的宏观纵向磁化矢量保持稳定状态的现象称为纵向稳态。纵向稳态存在于任何梯度回波序列中。

（二）横向稳态

扰相GRE序列中，在下一个脉冲激发前，残留的横向磁化矢量已经完全消除。如果不施加扰相梯度场，并用聚相位梯度场剔除空间编码梯度场造成的失相位，那么前一次残留的横向磁化矢量将对以后的回波信号作出贡献。

我们都知道，射频脉冲关闭后，组织的横向磁化矢量将发生衰减，即发生T2*弛豫。而且T2*弛豫的速度与横向磁化矢量的大小有关，后者越大衰减就越快，越小则衰减越慢。如同纵向稳态一样，实际上经过几次脉冲激发，在以后每一个脉冲激发前，组织的残留横向磁化矢量将保持稳定，这就是所谓的横向稳态。

三、稳态进动成像序列