梯度迴訊

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Template:NoteTA 梯度迴讯(gradient echo),是一种磁共振訊號來源方式,利用到激發後的梯度磁場的極性反轉,當兩個極性對時間積分的面積相銷時,迴訊則達到最高峰。使垂直主磁場的橫平面上的磁化向量分量(簡稱「橫磁向量」)重新靠攏的過程稱為「聚焦」。

機制

射頻激發之後,熱平衡態的磁化向量(磁向量)M0部分或全部被翻轉到垂直主磁場的橫平面上,產生了自由感應衰減(FID)這種訊號。若加上額外的梯度磁場第一葉G1,其訊號衰減會變得更快,因為外加梯度磁場的存在,使得不同位置的橫磁向量又額外多了相位差異,這因素加了進來使得橫磁向量的向量和更快變小,即造成訊號強度。梯度迴訊的產生,是額外再加上一個與前者相反極性的梯度磁場第二葉G2,其作用影響可以抵銷掉G1,隨著時間抵銷越來越多,當積分面積G2dt=G1dt時,可以發現自旋訊號強度達到最高峰。

整段過程訊號慢慢回覆,到達最高峰,再慢慢消逝;相對於自由感應衰減是一激發就出現的反應訊號,其與激發當下隔了一段時間,像個迴音(echo)一樣,而其又來自於梯度反轉,故稱為「梯度迴訊」。

與自旋迴訊的比較

梯度迴訊與自旋迴訊相較,可以列出以下幾個點:

  • 顧名思義,梯度迴訊是利用梯度磁場反轉方式達成聚焦;自旋迴訊(或更貼切的:射頻迴訊)是利用射頻脈衝達成聚焦。
  • 若用操場上的跑者來比喻跑得有快有慢的自旋,精神上:
    • 「自旋迴訊」採用的射頻脈衝可以將快的跑者與慢的跑者所在位置互換,但跑的方向不變,則快的跑者漸漸會追上慢的跑者而靠攏在一起,成了迴訊的最高峰。
    • 「梯度迴訊」採用的梯度磁場反轉的方式,像是要求跑者在某個時間點反向跑,但此時因快而領先的跑者此時反而成了落後,慢的跑者反之;最後快的跑者追回慢的跑者而靠攏在一起,成了迴訊的最高峰。
  • 對於由主磁場不均勻等因素造成的離共振
    • 自旋迴訊的射頻脈衝聚焦有能力將離共振造成的自旋訊號喪失恢復。
    • 梯度迴訊則沒有辦法。因為梯度迴訊能聚焦的,是由梯度磁場的第一葉所造成的旋進速率有快有慢。因為此一外加梯度,使得同一個體素內的自旋會因位置不同而旋進速率不同,造成向量和變小而訊號降低;給予極性相反的梯度第二葉不過是把第一葉的影響給打消,而能解除先前梯度第一葉的影響。但對於因主磁場不均勻造成旋進快慢而導致的失相與訊號喪失,則無能為力。

其他意涵

梯度迴訊也是一大類磁振脈衝序列的總稱,可稱為「梯度迴訊磁振脈衝序列」,包括了「終了橫磁向量破壞型梯度迴訊造影」、「穩定態自由旋進造影」、「平衡梯度磁場穩定態自由旋進造影」三大類。一般狹義的「梯度迴訊磁振脈衝序列」指的是「終了橫磁向量破壞型梯度迴訊造影」。

此三大類商用名稱列如下表:

商用磁振脈衝序列名稱

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