SE法と双璧をなす撮像法、GRE法とは
前回はSE法の画像の作り方と特徴について解説しました。
今回はSE法のほかによく聞く代表的な撮像法であるGRE法について解説していきます。
ではまず、GRE法とSE法のパルスシーケンスを見てみましょう。
▼パルスシーケンス(上がSE法、下がGRE法)▼
このようにSE法と比べてGRE法ではだいぶすっきりしたような印象ですね。
すっきりしているということは、それだけ時間もかからないということです。
SE法では、90°パルスをかけてから、さらに180°パルスを加えてエコー信号を受信していました。
それに対してGRE法ではRFパルスを加えたあと、他にパルスは加えずにエコー信号が受信できています。
加える信号が少ない分、時間は短くなります。
SE法ではなぜ180°パルスを加えていたか？
ではここで、なぜSE法の場合は90°パルスを加えたあとに180°パルスを加えていたのかを思い出しましょう。
90°パルスを加えることで、横磁化をつくりますが、その直後からT2緩和は始まります。
FID信号が急速に減衰していくってやりましたよね。。。
そこで180°パルスを加えることでバラバラになっていく位相をそろえてエコー信号を受信していました。
GRE法では90°パルスではなくα°パルス(90°より小さいRFパルス)を使います。
GRE法でも、RFパルスをかけた直後からFID信号の減衰が始まるのは同じです。
ではどうやって減衰していく信号からエコー信号を受信するのでしょうか。。。
減衰するFID信号を再収束させる考え方はほとんど同じ!
基本はSE法のときと同じです。
SE法のときは180°パルスを加えることで反転させていましたね。
GRE法でもあるものを反転させます。
それが“傾斜磁場”なのです。(グラジェントは傾斜の意味です)
GRE法では”傾斜磁場”を反転させることでエコー信号を発生させています。
では「傾斜磁場を反転させる」とはどういうことでしょうか。
位相はRFパルスを加えた直後からバラバラになっていきます。
FID信号もそれと同じように減衰していきます。
そのままでは、ただ急速に減衰していくだけなので、ここに傾斜磁場をかけます。
傾斜磁場は磁場強度を(傾斜をつけて)変化させます。
磁場強度を変化させると歳差運動の周波数が変化し(回転スピードが変わり)、それはスピンの位相の変化になります。
▼詳しくはコチラをご覧ください▼
スピンの位相の変化が起きるということは、「バラバラになるスピードがさらに加速される」ということです。
GRE法では、ここでわざとバラバラになるスピードを加速させて、そこから傾斜磁場を反転させることで位相を一致させてエコー信号を発生させます。
SE法で180°パルスを加えると位相が揃ったように、GRE法では反対の傾斜磁場をかけると、早く進んだ位相はその分早くもどり、遅く進んだ位相は同じようにゆっくりもどっていくので、ちょうどスピンの位相が一致するタイミングができます。
そのタイミングに合わせて信号を読みだしています。
▼傾斜磁場をかけてFID信号が変化する様子▼
GRE法は短時間撮像だからいいとこだらけなのか
さて、GRE法ではSE法よりも短時間ですむと言いました。
と思いますよね。
ここからGRE法のよくないところを発表します
GRE法では90°パルスを使わずα°パルスを使います。(α°というのは、決まっていない、任意の、くらいの意味です)
TRが短いということは、縦磁化が十分に回復する時間がないということです。
ではどうしよう…
そうした時に考えられたのが
というアイディアです。
90°も倒さず、適当な角度(α°)倒すことで、TRが短くなっても縦磁化が回復できるようにしました。(全部倒していないので、縦磁化が完全に回復する時間がSE法よりも短い!)
しかし…
90°倒さないということは、そのぶん横磁化成分はSE法よりも小さくなります。
横磁化成分が受信コイルに信号を発生させているので、それだけ発生するエコー信号は小さくなります。
なので、基本的にGRE法のSN比はSE法よりも小さくなります。
GRE法は180°パルスを使わない＝磁場の乱れの影響が大きくなる
また、SE法では180°パルスを使っていましたが、それは磁場の不均一を調整する役割もありました。
GRE法では180°パルスを使わないので磁場の不均一はそのままになります。
これまで解説してきた横磁化の緩和(T2緩和)に加えて、磁場の不均一性などいろいろな影響を受けることによってさらに緩和のスピードが速くなります。
この、「T2緩和に加えて、その他もろもろの影響を受けてさらに早く緩和するスピード」のことを「T2*(ティーツースター)」といいます。
なので、GRE法ではT2強調ではなくT2*強調画像になります。
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