Các chuỗi tạo ảnh được đề cập từ trước tới nay có một điểm bất lợi cơ bản. Đối với tín hiệu cực đại, chúng đều đòi hỏi thành phần từ ngang phải hồi phục trở về trạng thái cân bằng dọc theo trục Z trước khi chuỗi được lặp lại. Khi thời gian T1 là dài thì điều này có thể làm kéo dài đáng kể chuỗi tạo ảnh.
Nếu từ tính không được hồi phục đầy đủ về trạng thái cân bằng thì tín hiệu sẽ nhỏ hơn là khi nó được hồi phục đầy đủ (hình a). Nếu từ tính bị quay một góc θ nhỏ hơn 900 thì thành phần Mz của nó sẽ hồi phục về trạng thái cân bằng nhanh hơn rất nhiều nhưng sẽ có ít tín hiệu hơn bởi vì tín hiệu tỉ lệ với sinθ (hình b). Tức là chúng ta phải điều chỉnh cân bằng giữa tín hiệu và thời gian tạo ảnh. Trong một số trường hợp người ta có thể thu nhiều ảnh và tính trung bình để bù cho phần tín hiệu bị mất.
Hình 5.9: Thành phần từ hóa tổng M a) Góc lật bằng 90 độ b) Góc lật nhỏ hơn 90 độ
Chuỗi tạo ảnh gradient ghi nhớ xung dội là ứng dụng của những nguyên tắc này. Đây là biểu đồ thời gian của nó
Hình 5.10: chuỗi xung gradient echo
Có hai khác biệt lớn nhất giữa hai phương pháp Gradient echo và phương pháp
spin echo, đó là:
• Sử dụng xung kích thích với góc lật nhỏ hơn 90°
Góc lật nhỏ hơn 900 (partial flip angle) làm giảm thành phần từ hóa trên mặt phẳng ngang. Do đó nếu sử dụng xung kích hoạt góc nhỏ thì thời gian hồi phục của từ hóa dọc ngắn hơn, do đó ta có thể sử dụng thời gian TR/TE ngắn hơn, và cuối cùng là làm giảm thời gian quét.
Lợi ích của việc sử dụng xung kích thích góc nhỏ là thời gian chụp ngắn, có những tương phản mới giữa các mô và tín hiệu MR mạnh hơn khi sử dụng TR ngắn.
Trong chuỗi tạo ảnh gradient ghi nhớ xung dội, một xung RF lựa chọn lát cắt được đưa vào vật thể cần tạo ảnh. Xung RF này sẽ tạo ra một góc quay trong khoảng 100-900. Một gradient lựa chọn lát cắt được đưa vào cùng với xung RF.
Tiếp theo một gradient mã hóa pha được đưa vào. Gradient mã hóa pha biến đổi trong khoảng G m và -G m trong 128 hoặc 256 bước cũng giống như tất cả các chuỗi khác.
Một gradient mã hóa tần số lệch pha (dephasing gradient) được đưa vào cùng lúc với gradient mã hóa pha để làm cho các spin đồng pha ở tâm của thời kỳ thu nhận. Gradient này ngược dấu so với gradient mã hóa tần số được bật lên trong lúc thu nhận tín hiệu. Một xung dội được tạo ra khi một gradient mã hóa tần số được bật lên bởi vì gradient này tái hội tụ sự lệch pha nảy sinh từ gradient di pha.
Thời gian tín hiệu dội (TE) được định nghĩa là thời gian từ lúc bắt đầu xung RF cho đến khi tín hiệu đạt giá trị cực đại. Chuỗi này được lặp lại cứ sau mỗi TR giây (chu kì lặp xung). Khoảng thời gian TR có thể chỉ ngắn cỡ hàng chục ms.
Có thể sẽ có ích khi nhấn mạnh sự khác biệt giữa chuỗi dội gradient và chuỗi dội spin. Trong chuỗi xung dội gradient, một gradient được dùng thay cho một xung RF 1800 để hồi pha (rephase) các spin. Tạo ảnh với một chuỗi dội gradient về thực chất nhạy hơn với từ trường không đều do việc sử dụng gradient tái hội tụ. Việc sử dụng một góc quay nhỏ và một gradient để tái hội tụ các véctơ từ làm cho chuỗi này có một ưu điểm về thời gian (thời gian tạo ảnh ngắn). Vì thế nó được sử dụng rộng rãi cho chụp ảnh cộng hưởng từ nhanh bao gồm cả ảnh 3D.
Tín hiệu trọng lượng (chính) trong phương pháp gradient echo dựa trên 3 thông số sau:
• TR • TE • Góc lật
Độ tương phản trong phương pháp Gradient echo cơ bản là sự kết hợp giữa T1 và T2*:
• Nếu như chọn góc lật càng lớn, thì ảnh sẽ càng có trọng lượng T1.
• Nếu như thời gian thu tín hiệu TE càng ngắn, thì ảnh sẽ càng giảm trọng lượng T2*.
Phương pháp Gradient echo là một phương pháp chụp ảnh nhanh, tuy nhiên nó có nhược điểm là:
• Thay vì cho ảnh trọng lượng T2, nó lại cho ảnh trọng lượng T2*.
• Dễ xuất hiện Artifact nhạy từ.