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MRI

SE法とGRE法の違い(スピンエコーとグラディエントエコー)

MRIの撮像法は、エコー(信号)の作り方で大きく2系統に分かれます。SE法(スピンエコー)GRE法(グラディエントエコー) です。この違いが、コントラスト・アーチファクト・撮像速度のちがいに直結します。

エコーの作り方が違う

  • SE法:90°パルスのあとに 180°パルス を当て、ばらけた位相を揃え直してエコーを作ります。
  • GRE法:90°より小さい フリップ角 で励起し、傾斜磁場を反転させてエコーを作ります(180°パルスは使いません)。
SE法とGRE法のエコー形成の違い スピンエコーは90度パルスと180度パルスでエコーを作り、グラディエントエコーは小さいフリップ角と傾斜磁場の反転でエコーを作ることを、時間軸の模式図で示す。 SE(スピンエコー) 90° 180° エコー 180°が磁場不均一を補正 → 真のT2 GRE(グラディエントエコー) α°(90°未満) 傾斜磁場の反転 エコー
図1:SEは90°+180°でエコーを作る。GREは小さいフリップ角+傾斜磁場の反転でエコーを作る(180°を使わない)。

T2 と T2* のちがい(ここが核心)

この「180°を使うかどうか」が、コントラストの土台を変えます。

  • T2:組織そのものの横緩和。
  • T2*(ティーツースター):T2に加えて、静磁場の不均一による位相のばらつきも含めた、見かけの減衰。

両者の関係は次のとおりです。

1T2=1T2+1T2\frac{1}{T_2^{*}} = \frac{1}{T_2} + \frac{1}{T_2'}

ここで T2T_2' は磁場不均一による成分です。磁場不均一があるぶん、T2T_2^{*}T2T_2 より短く(信号が速く減衰)なります。

  • SE法は180°パルスで磁場不均一の影響を打ち消すため、真の T2 を反映します。
  • GRE法は補正しないため、T2* を反映します。
T2とT2*の減衰のちがい 時間に対する信号の減衰を示したグラフ。T2*(GRE)は磁場不均一の影響で速く減衰し、T2(SE)はゆっくり減衰することを示す。 M₀ 信号 時間(TE) T2(SE)ゆっくり減衰 T2*(GRE)速く減衰
図2:T2*(GRE)は磁場不均一の影響で速く減衰し、T2(SE)はゆっくり減衰する。

長所・短所と使い分け

SE法(スピンエコー)GRE法(グラディエントエコー)
エコー形成180°パルス傾斜磁場の反転
フリップ角90°(+180°)90°より小さい
コントラストT2(真の横緩和)T2*
磁化率・磁場不均一影響を受けにくい影響を受けやすい
撮像速度遅め速い(高速撮像・3D向き)
  • SE法:磁場不均一や磁化率の影響に強く、画質が安定。基本のT1強調・T2強調に。撮像時間は長め。
  • GRE法:高速撮像・3D・息止め撮像に向く。磁化率効果が出るため、出血やデオキシヘモグロビンの検出(SWIなど)や、機能評価(BOLD)ではむしろ長所になります。

試験で問われやすいポイント

  • SEは 180°パルス、GREは 傾斜磁場の反転 でエコーを作る。
  • SEは T2、GREは T2* を反映する。
  • T2T2T_2^{*} \leq T_2(磁場不均一のぶん T2T_2^{*} が短い)。
  • GREは 磁化率の影響を受けやすい(出血・SWI・BOLDでは長所にもなる)。

まとめ

  • SEとGREの違いは エコーの作り方(180°か、傾斜磁場の反転か)。
  • その違いが、コントラスト(SEは T2、GREは T2*)に直結する。
  • SEは安定・GREは高速で磁化率に敏感。目的に応じて使い分ける

次回も、シーケンスや画質に関わるテーマを順に整理していきます。

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