北京权威荨麻疹医院 http://baidianfeng.39.net/bdfby/yqyy/在群里有老师问，如果将FA改为70度或其他角度，为什么相对信噪比的变化跟常规思维不同？常规思维是，若FA由80度变为70度，那么它产生的横向矢量变少，这个角度来讲相对信号比应该变小才对，但事实不是如此。从上面图形中我们可以看到，固定TR，修改FA所发生的Rel.SNR的变化趋势。为什么会如此呢？这是因为它是一个梯度回波序列，TR相对较短，某参考组织Referencetissue（比如肝脏，T1=ms1.5T）结合不同的FA会产生不同的饱和效应，即不同的稳态纵向磁化矢量，那么产生的信号就比较复杂。此序列为肝脏双回波序列，那么它的Referencetissue参考的是肝脏Liver：下面我们来具体模拟计算下TR=ms,TE=2.3ms,FA=80°,T1_Liver=ms1.5T的情况下它的弛豫饱和情况。我们先来研究下这个dual_FFE_BH序列的序列结构：（1）它是一个Package，MultiSlice模式扫描25层，TR设置为Shortest，从infopage中知晓TR=ms；（2）基本的序列结构是快速场回波FFE序列，Contrastenhancement=no；即所配置的参数所得到的回波既有FID也有“自旋回波”，那么它是T1对比的序列吗？我们知道，扰相梯度回波序列一般是T1加权的，即要设置Contrastenhancement=T1weighted，但此处设置的是no，那么它是如何做到T1加权的呢？我们知道，梯度回波的对比比较复杂，而要想做T1对比，尽量采集FID信号，即TE要尽量短，另外要去除由于多个RF脉冲短TR内激发的产生的自旋回波信号，那么怎么去除呢？一个方法就是进行扰相（包括梯度扰相和射频扰相），另一个就是TR相对较长，使得横向磁化矢量遵循T2弛豫衰减完，这样下一次的RF脉冲到来时就不会有自旋回波信号对新产生的FID信号产生干扰。而这里的TR=ms，已经超出了肝脏T2值（=45ms1.5T）的4倍，可以认为横向磁化矢量依T2弛豫衰减完毕。（3）下面我们来计算下序列采集时间相关的问题：TR=ms,N_PE=,SENSEfactor=1.76，那么TA=0.×／1.76=15.3s，与infopage中所给的16.1有差异，为什么？因为梯度回波序列的TR相对较短，需要若干个TR形成稳态后才能采集有效的回波信息。通过反演计算，大概需要8个准备脉冲来形成稳态，即TA=0.×（+8）／1.76=16.1s。另外，由于TR设置的Shortest，且扫描25层，系统配给的重复时间为TR=ms，那么一层激发并采集的时间为/25=7.32s。我们按TE2=4.6ms来计算，另外，我们知晓，Water-fatshift自定义为0.pxiel，由infopage可知ActualWFS=0.，此时读出编码方向每个体素带宽为.1，那么一个信号采集的时间为1/.1Hz=1.92ms，取采集回波的一半时间为0.96ms，4.6ms+0.96ms=5.56ms。为什么与7.32ms会有差异？因为，TR时间内还有施加饱和带这一程序，它也是需要占据时间的，那么可以将REST关闭再对比下时间。TR设置为Shortest，去除REST后，TR变为ms，即头足两个饱和带每个TR内占据时间为18ms（所有层共用一组REST）。那么一层激发并采集的时间为/25=6.6ms，仍然大于5.56ms。是因为信号采集完后需要对它进行散相以不干扰其他层的信号采集；还有，RF激发其实也是要占据时间的。关于这么详细的细节就不再讨论了。在这里，是通过设置WFS来人为地调控每个回波信号采集的时程长短（即总接收带宽/读出方向体素带宽/信号采样间隔），如果第一个回波采集的时间太长，那么就影响了第二个回波的采集，参数就会产生冲突。总之，其中蕴味就是如此。（4）由于此处TR足够长，使得“SpinEcho”不对信号产生影响，那么我们可以使用扰相梯度回波序列的相关公式：即若干个TR后，纵向磁化矢量达到稳态时即纵向稳态时，不同翻转角所产生的纵向磁化矢量值不同：所产生的信号的信号强度公式如下：忽略常数因子项，只对含有FA的因子进行0~90度作图如下：我们可以看到，当TR与T1固定时，信号强度随FA的变化曲线如上图所示。其中有一个信号强度最大的点，此时对应的FA称之为恩斯特角Ernstangle。从上图实际得到的最大信号强度的翻转角与我们序列实际测试的结果十分吻合，约在45度附近：下面我们根据信号强度公式，结合微积分求出Ernstangle的具体表达式：容易验证，此时，S(θ)对应极大值。那么即求出了我们所熟知的恩斯特角，它表征着：给定重复时间TR，某组织（确定的T1value）产生的信号强度最大的翻转角θ。至此，也就解释了一开始老师的提问。下面，我们将目光转换到对比度上来。上面我们说了，这个恩斯特角只是针对某组织确定TR而言，且采集的是FID信号，此时信号强度最大，图像上关于此组织的SNR最高。但扫描MRI图像时，SNR不是我们需要
