梯度回波类序列（Gradient Recalled Echo，GRE）：利用梯度磁场的正反向切换采集回波。

原理：小角度脉冲激发后，施加离相位梯度场，加速组织T2弛豫，当组织弛豫为零后，立即施加方向相反强度相同的梯度场，也就是聚相位梯度场，此时发生类似龟兔往返跑的现象，在原本离相位梯度场中进动频率快的质子此时进动频率被减慢，进动频率慢的质子此时进动频率被加快，经过离相位梯度场相同时间后，因离相位梯度场引起的质子失相位得到纠正，此时继续施加聚相位梯度场，质子会往反方向发生失相位，直至横向磁化矢量衰减为零。在施加聚相位梯度场的同时采集信号，会产生信号幅度从零到大再到零的完整回波，由于这种回波的产生是利用梯度场的反复切换，因此被称为梯度回波序列。

（图示为GRE序列频率编码梯度场与回波采集结构图）

GRE序列的TR短、TE短、小角度激发、梯度场切换、T2*弛豫、成像快；而SE序列则是TR长、TE长、90°激发、180°聚相位脉冲采集信号、T2弛豫、成像慢。

①采用小角度激发，加速成像时间

由于小角度激发，因此纵向弛豫所花时间较短，可以设置短TR，同时小角度激发能够产生高效能的横向磁化矢量，如：90°脉冲激发产生的X横向磁化矢量，而30°脉冲激发则产生1/2X个横向磁化矢量。由于施加离相位脉冲因此缩短T2弛豫时间，而聚相位梯度场也比聚相位脉冲时间短，因此TR、TE时间都缩短。

②采用梯度场切换采集回波信号，加快了采集速度

180°聚相位脉冲采集回波，TE需要10-15ms，而读出梯度场反向切换采集梯度回波TE可短至2ms。

③反映的是T2*弛豫信息，而不是T2弛豫信息

由于梯度回波序列中梯度场的切换不能纠正主磁场的不均匀，造成质子失相位，因而得到的图像为T2*WI而非T2WI。

④GRE序列固有信噪比较低

由于梯度回波序列的回波比自旋回波序列幅度底，因此梯度回波序列信噪比相对较低。

⑤GRE序列对磁场的不均匀性敏感

由于没有180°脉冲剔除主磁场的不均匀对信号的影响。基于此易检查造成磁敏感性改变的病变，如出血、血色病，但容易产生磁敏感伪影、特别是气体与组织分界面上、T2WI更明显，TE越长越明显。

⑥GRE序列中血流常呈现高信号

回波利用梯度场切换而产生，梯度场切换无需层面选择，因此被激发的血流只要不流出有效梯度场或采集线圈的范围就显示为高信号。

由于GRE序列采用梯度场的切换成像，因此在成像过程中可能达到射频脉冲每次激发恢复的磁化矢量与弛豫衰减的磁化矢量相同，也就是达到动态平衡状态。其中的稳态分为纵向磁化矢量的稳态与横向磁化矢量的稳态两种。

①纵向磁化矢量（Mz）的稳态

前一次脉冲激发后残留的纵向磁化矢量被小角度脉冲激发与TR间期内T1弛豫恢复的纵向磁化矢量相互作用，形成稳态。

规则：纵向磁场越小，纵向弛豫越快，恢复的磁场越多，60°脉冲激发后，只减少残留纵向磁场一半，也就是说残留的纵向磁场越少，减少的越小。因此以上两种因素相互作用，使纵向弛豫恢复的纵向磁场与脉冲激发减小的纵向磁场相等，处于动态平衡状态，即达到平衡态。

假设脉冲激发前纵向弛豫为100，第一次60°脉冲激发后残留50，然后发生纵向弛豫，到第二次激发前恢复20，到第二次60°脉冲激发前残留70（50+20），经过60°激发后残留35，以此类推，发现第四词脉冲激发后为31、第五次为31.75，此后维持在31左右，因此基本达到稳态（过程如上表）。

②横向磁化矢量（Mxy）的稳态

由于梯度回波序列的TR没有明显大于T2，因此60°脉冲会对上一个横向磁化矢量产生聚焦作用、此外横向磁化矢量还会不断衰减。

规则：横向磁化矢量残留越多，T2弛豫衰减横向磁化矢量越多，下一个60°脉冲会对上一个横向磁化矢量产生聚焦作用，进而使横向磁化矢量增加，且只增加原有纵向磁化矢量的√3/2倍。

类似的， 聚焦的Mxy在第三个脉冲时刻达到最大值，连续几个脉冲后，Msy的大小也将保持动态平衡。

由于SSFP序列的每个TR间期Mxy存在两种稳定的变化，因此稳态自由进动序列的横向弛豫有两种变化：小角度脉冲产生Mxy及其自由感应衰减（SSFP-FID）、小角度脉冲对前一次脉冲产生Mxy的重聚焦（SSFP-REF，Refocused），而对于这两种信号的不同处理方式也成为梯度回波序列的划分依据。

GRE序列的回波信号类型：

①在SSFP-FID过程中利用读出梯度场的切换产生梯度回波，而去除SSFP-REF，即：扰相GRE；

②在SSFP-FID过程中利用读出梯度场的切换产生梯度回波，但不去除SSFP-REF，即：普通SSFP；

③不采集SSFP-FID，仅在SSFP-REF过程中利用读出梯度场切换采集梯度回波，即：反SSFP；

④SSFP-FID与SSFP-REF真正平衡并结合，在此过程中采集梯度回波，即：平衡式SSFP。

⑤在SSFP-FID和SSFP-REF过程中均采集梯度回波信号，即：双回波SSFP；

梯度回波序列的分类：扰相梯度回波序列、普通SSFP序列、反SSFP、平衡式稳态自由进动序列（Balance SSFP）序列、双回波DESS序列（DESS）、多回波合并的GRE序列、磁化准备快速GRE（MP-FGRE）序列。

（1）扰相梯度回波序列

原理：如果每个SSFP-REF保持稳态，则可以利用，但采集每个回波时，梯度回波在不断变化，这种变化会引起条带状伪影，而消除伪影的其中之一的方法是去除残留横向磁化矢量（SSFP-REF），而消除SSFP-REF方法：使质子群失相位，这种技术叫扰相技术或毁损技术。

具体方法：梯度扰相、射频扰相、梯度+射频扰相

①TE调节：TE决定图像的T2*弛豫成分，T1WI原则上选择尽量短的TE，尽量消除T2*弛豫对图像的污染，T2*WI应选择适当长的TE接近于组织的T2*值。

方法：①采样带宽-越宽TE越短，但SNR越低；②射频模式：快速射频可缩短TE；③梯度模式：快速梯度可缩短TE；④半回波/全回波-半回波可缩短TE；⑤矩阵（频率编码方向）-越小TE越短⑥1.5T扰相GRE序列的最短TE多在1-2ms，甚至少于1ms。

①没有明显运动部位，TE时间通常为3-7ms；

②腹部2D快速扫描，TE全回波下一般2-5ms，或半回波下1-3ms

③扰相GRE，TE注意相位效应，一般设置为同相位，需检测脂质可反相位；

④利用扰相GRE T1WI序列进行流入相关的MRA，TE通常选择在反相位，以降低脂肪信号；

⑤3D对比增强MRA，可采用多种快速采集技术，TE时间通常小于2ms。

②TR、偏转角（Flip angle）调节：共同决定图像T1弛豫成分，T2*WI应选择相对长的TR或/和相对小的偏转角，以尽量剔除T1弛豫对图像的影响。

⑥体部3D动态增强也采用最短的TR和TE，偏转角明显小于CE-MRA相比，通常为10°-15°；

T1WI临床应用：腹部2D快速T1WI及动态增强、化学位移成像、颅脑扰相GRE三维T1WI、TOF/PC MRA、心脏亮血成像、三维CE-MRA、三维容积内插快速GRE然组织T1WI、大关节三维扰相GRE T1WI。

①腹部扰相GRE二维快速T1WI：临床上最常用的腹部快速T1WI序列。

优点：扫描速度快、组织T1对比好。

缺点：屏气不好有伪影。

临床应用：中上腹部T1WI（肝胆胰脾肾）、抑脂扫描清晰显示胰腺、动态增强扫描；利用2D扰相梯度回波T1WI进行肝脏动态增强。

扫描时刻：动脉期15-17,秒、门脉期50-70秒、平衡期3-5分钟、延迟扫描（具体）如：试注2ml平均主动脉峰值时间为15s（11-27s），注射15ml对比剂需要5-7s，对比剂从主动脉到肝脏3-5s，则上肢静脉注射15ml对比剂到肝脏动脉期峰值为t15+6+4=25s。

而FLASH T1WI覆盖全肝扫描为20s，因此K空间中心编码采集时间为扫描开始后10s，此时对比剂到达峰值，填充K空间的位置位于中心，决定组织对比时刻。

②GRE T1WI用于化学位移成像：随时间延长，水中的氢质子与脂肪中的氢质子会出现周期性的同反相位。

同相位是标准的梯度回波的T1WI图像；反相位产生的效应：水脂混合组织信号明显降、纯脂肪组织不受影响、勾边效应。

③颅脑扰相GRE三维T1WI：三维扰相梯度回波序列可在数分钟内获得各向同性空间分辨力的全脑T1WI。

只需要一个方位，通常为矢状面，其他方位能够多平面重建（MPR）获得，可用于平扫、增强扫描，一般用于增强扫描，平扫一般用于脑功能成像的结构图。

⑤心脏亮血成像：亮血成像指不适用对比剂前提下实现血流高信号对比，原理类似TOF-MRA。

⑥三维CE-MRA：TR=3-10ms、TE=1-3ms、较大翻转角=20-50°，可极快速扫描速度：6-25s采集15-75层，可屏气呼吸，同时可采用减影技术减低背景信号。

集成多种高新技术：高密度线圈、容积内插技术、并行采集技术、Z轴方向部分K空间技术、半回波技术、匙孔技术。

优点：高空间分辨力、高信噪比、高对比增强、高速成像、（双动脉/多动脉期）、内插法利于MPR、可同时进行肝脏动态增强和CE-MRA

缺点：T1对比不及2D扰相梯度回波T1WI

用途：一般用于动态增强扫描

⑧关节三维扰相GRE T1WI：扰相GRE T1WI能够良好的显示关节软骨、透明软骨呈现较高信号，纤维软骨、韧带、关节液、骨及骨髓均呈现低信号，最好施加脂肪抑制技术。

扫描参数：1.5T设备、TR常为20-50ms、选用较短的TE（常小于10ms）、激发角度常30°-50°。

临床应用：椎间盘病变、半月板病变、陈旧性出血病变。

优点：成像速度快、对纤维软骨显示良好、有利于出血显示。

缺点：对其他结构显示欠佳、对磁场不均匀比较敏感。

⑩扰相GRE T2*WI：用于SWI运用了采集信号强度数据和相位数据，进行数据后处理，将处理相位信息叠加到强度信息上，更加强调组织间的磁敏感性差异。

特点：SWI对脱氧血红蛋白等顺磁性成分敏感，在小静脉的显示有优势。

临床应用：脑创伤的检查、血管畸形、脑血管病、退行性神经病变性病、脑肿瘤的血管评价。

（2）普通SSFP序列

原理：由于采集每个回波时的相位编码梯度不同，因此SSFP-REF不同，因此会产生条带状伪影。普通SSFP序列回波采集前后施加重扰相位编码梯度场，不仅能够去除伪影，同时能够增加回波信息，为之后的回波采集做出贡献。

普通SSFP序列与扰相GRE比较：它们都是SSFP-FID的过程中利用读出梯度场的切换采集梯度回波；但普通SSFP序列的重扰相位编码梯度回波保持SSFP-Refocused的稳态，SSFP-Refocused反映的是组织T2弛豫成分，因此普通SSFP序列的回波信号中增强了组织T2弛豫成分。同时普通SSFP序列中，组织信号强度决定于组织的T2/T1的对比值。激发角增大：扰相GRE序列主要使T1权重增大；普通SSFP序列则主要是T2权重增大。

①一般软组织的T2/T1比值接近，普通SSFP序列的软组织对比很差；

②激发角较大的普通SSFP序列中，液体高与软组织的低信号之间形成较好的对比；

③短TR、短TE普通SSFP序列中，血液由于流入增强效应及T2效应而呈现高信号，但血液信号易被静止液体信号掩盖；

④长TR、中等TE时，小角度脉冲的作用较小，普通SSFP序列如同相应参数下的扰相GRE T2*WI序列。

②三维普通SSFP序列用于大关节疾病的检查，TR=20-40ms，TE选择最短，激发角度=40-50°，透明软骨呈较高信号，肌腱与纤维软骨呈现低信号，关节液信号高于透明软骨；

③利用三维普通SSFP序列进行流入增强MRA；

④采用超短TR、超短TE和小偏转角的三维普通SSFP序列进行对比增强MRA；

⑤二维或三维的普通SSFP序列也可用于心脏结构成像及心功能分

特点：由于实际TE很长，因此T2权重很重，水样成像信号很高、软组织成像相对低信号。

用途：大关节的三维T2WI。

（4）平衡式稳态自由进动序列（Balance SSFP）序列

在3个空间编码方向都利用对称梯度场，Mz和Mxy达到真正的稳态。

平衡式SSFP与普通SSFP的比较：两种序列对SSFP-FID和SSFP-Refocused都进行了利用，组织信号强度都决定于组织的T2/T1值；但普通SSFP序列消除了相位编码梯度场对SSFP-Refocused的影响，而Balance-SSFP消除了所有空间编码梯度场对SSFP-Refocused的影响，达到真正的稳态。

成像参数：①TR、TE由设备根据其他参数自动调节为最短，TR越短越能保证稳态、图像信噪比更好、图像磁敏感伪影及条纹状伪影越少、图像采集速度越快，一般TR为3-10ms，多短于5ms；②最佳TE为TR的一半或略短于TR的一半，偏转角是唯一可直接调节的参数，一般为40-80°，偏转角越大图像T2弛豫成分越多，同时延长TR，增高SAR值。

缩短平衡式SSFP序列的TR、TE方法：①增加回波信号采集带宽；②缩小频率编码方向上的点阵，如384缩小到224或192③采用半回波技术④采用快速的梯度模式。

优点：组织结构（脏器轮廓）显示好、血管都呈现均匀高信号、液体显示为很高信号、成像速度快（0.5-10s）。

缺点：软组织T2对比差、磁化敏感伪影。

①配用心电门控技术进行心脏结构呈现和功能分析；

②配合心电触发技术进行冠状动脉成像；

③大血管病变如动脉瘤、主动脉夹层等病变的检出；

④利用3D平衡式SSFP序列进行水成像；

⑤胆道梗阻、胆囊病变及门静脉病变的检查，但不适合用于肝脏实性病变的检出；

⑥用于尿路占位病变的检查，包括肾盂、输尿管和膀胱病变；

⑦胃肠道占位病变的检查；

新型技术：双激发平衡式稳态自由进动序列（Balance SSFP）序列

对磁场不均匀性很敏感，易产生条纹状伪影，尤其在TR延长更为明显。若Mxy处于不同相位时进行激发，产生的条纹伪影移位的方向发生相应的改变。

Mxy处于不同的相位时采用两次射频，脉冲激发来采集两组图像。两组图像可能都有条纹伪影，但条纹伪影的方向不同。将这两种图像融合在一起，伪影将被消除。

优点：明显减轻图像条纹状伪影；TR相对较长的情况下仍可获得图像SNR较高，伪影较少。

缺点：成像时间延长为原本的两倍。

应用：3D采集模式、内耳水成像、颅神经、脊神经。

在SSFP-FID与SSFP-Refocused都采集一次激励回波，两个回波采用相同的相位编码，填充K空间的同一条相位编码线。

特点：同时采集两种回波，SNR较高，T2权重较重

应用：多用于大关节3D成像、3D DESS序列的成像时间与3D FISP序列相似、T2权重更重、关节液呈现很高信号，关节透明软骨呈现中等高信号，形成较好的对比。

（6）多回波合并的GRE序列

GRE序列存在的问题：一次小角度激发后，仅一个回波、GRE序列获得的图像内在SNR较低、T2*WI的SNR更低、为使图像达到一定SNR，常采用较窄的采集带宽、信号采集速度慢、T2*衰减将引起回波形态的畸变，图像空间分辨力损失。

解决办法：一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场的多次切换，采集多个梯度回波（通常3-6个回波），采用同一相位编码，回波合并起来填充到K空间的同一条相位编码线。相当于采集单个回波的梯度回波序列进行多次重复，因此信噪比大幅提高，可以增加采集带宽，加快采集速度，提高空间分辨力，减少磁敏感伪影。

优点：带宽较宽的情况下保持较高的信噪比，采集带宽较宽，回波畸形程度较轻，减轻磁敏感伪影，同时保持较高的空间分辨力。部分组织显示较好。

缺点：成像速度相对较慢、容易产生磁敏感伪影、大部分软组织的对比欠佳。

对比参数：只做T2*WI。

临床应用：颈椎T2*WI、膝关节T2*WI，关节液显示为高信号，关节软骨呈现略高信号，容易显示关节表面的缺损、3D MEDIC T2*WI可较清楚的显示脊神经根，可用于颅神经的显示。

（7）磁化准备快速梯度回波（MP-FGRE）

构成：①磁化准备：制造组织对比、不同的MP-FGRE序列的差别在于磁化准备脉冲；②超快速小角度激发采集：几乎所有的MP-FGRE序列基本一致、TR和TE很短超快速梯度回波采集（TR一般为3-10ms，TR一般为1-5ms，激发角一般为10-20°）、记录磁化准备脉冲制造的组织对比。

其他特点：可以2D或3D采集、可以单次激发（每层图像一次准备脉冲）或多次激发、2D单次激发MP-FGRE序列可进行亚秒级超快速成像。

①反转恢复快速梯度回波（IR-FGRE）T1WI序列

原理：准备脉冲为180°反转脉冲，TI决定图像对比，或组织的信号抑制。

临床应用：心脏首过法灌注、延时扫描评价心肌活性、腹部超快速T1WI、腹部脏器如肝、肾等的灌注成像、MP-RAGE序列用于颅脑高分辨三维成像（灰白质对比优于没有IR准备脉冲的三维扰相梯度回波T1WI序列）。

②饱和恢复快速梯度回波（SR-FGRE）T1WI序列

原理：准备脉冲为90°脉冲、TD决定图像对比。

临床应用：心脏首过法灌注、腹部脏器如肝、肾等的灌注成像。

③T2准备的快速梯度回波（T2-FGRE）T2WI序列

原理：准备脉冲为90-180°-90°脉冲、TE决定图像对比。

临床应用：超快速T2WI、冠脉成像磁敏感伪影较平衡式SSFP明显减轻，适合3.0T高场设备。