核磁共振原理之回波时间和组织的T2对比

核磁共振_回波时间_组织的T2对比


背景简介

在实际测试中,信号的测量不是在激励脉冲作用后立即进行的,而是需要等待一段时间,直到电子系统允许进行信号的接收(或测量),同时,我们进行空间编码也需要时间。也就是说从横向磁化的产生至最终信号的测量总是有一定的时间间隔。测量时横向弛豫导致的横向磁化强度的衰减就发生在这一时间间隔内,其衰减速率由组织的横向弛豫时间
T2(或T2*)决定。接收信号强度与组织的横向弛豫时间T2(或T2*)及接收信号的时间都有关系。


现在我们分析两种组织的T2*对比。下图给出了A、B两种具有相同质子密度而有不同T2*的组织的横向弛豫衰减曲线(又称T2*曲线),假定它们初始纵向磁化强度矢量M0相同。从图中不难看出:B组织的T2*小于A组织,或者说,B组织衰减比A组织要快。


核磁共振原理之回波时间和组织的T2对比

图1.两个具有不同T2*组织的衰减曲线


采用下面方法可确定组织的T2*:从t=0处画各条曲线的切线,切线与横坐标的交点离坐标原点近的T2*小,离坐标原点远的组织长T2*,见图1。从图中也不难直观看出B组织的T2*小于A组织。

如果选择两个不同的回波时间TE:短TE和长TE,接收到的信号会是什么情况?


核磁共振原理之回波时间和组织的T2对比

图2.不同TE对组织对比的影响

(1)短TE作用:从图2中看出:若选用短TE=TE1,此时尽管两种组织的横向弛豫时间不同,横向磁化强度衰减快慢不同,但因衰减时间很短,两种组织经过短TE=TE1时间后,剩余的横向磁化强度的大小相差不明显,所测量的MR信号也没有显著差异,因此很难区分T2*不同的这两种组织,也就是说短TE消除或减少了T2*对组织差异的影响。

如果TE非常短,比如TE→0,则信号强度 SI∝M0(1--TR/T1).

这说明,在TE非常短时,可以消除T2*对信号的影响,因此可以通过选取短TE,来达到消除组织的T2*对比。

(2)长TE作用:若选用长TE=TE2,此时两种组织横向磁化强度经过长时间 TE=TE2的衰减,由于其衰减速率不同(即T2*不同),在TE=TE2时刻,两组织未衰减的横向磁化强度大小相差十分明显,由于B组织衰减比A组织要快,所以B组织的横向磁化强度小于A组织。因此,反映在MRI图像上,A组织因有较强信号而较亮,B组织因有较弱信号而较黑,也就是具有较长T2*组织具有较强的信号,具有短T2*组织具有较低的信号。这样就可以把T2*不同的这两种组织区分开。

两种组织信号强度之比为:

信号强度(组织A)/信号强度(组织B)=(e-TE2/T*2A)/(e-TE2/T*2B

这样不同T2*的组织信号强度不同。因此有如下结论:长TE可增加组织的T2*对比,当然在这里我们没有考虑T1的影响。


核磁共振实验教学案例展示:不同组织不同TE,加权成像对比
核磁共振原理之回波时间和组织的T2对比

图2.不同TE时间,油水成像对比图
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