磁共振原理(声音共振原理)
(1)质子密度N(H)加权像 如选用比受检组织T1显著长的TR(1500~2500ms),那么磁化的质子群在下1个周期的90°脉冲到来时已全部得到恢复,这时回波信号幅度与组织T1无关,而与组织的质子密度和T2有关。再选用比受检组织T2明显短的TE(15~20ms),则回波信号幅度与质子密度(即受检组织氢原子数量)有关,这种影像被称为质子密度加权像。由于多数生物组织质子数量相差不大。信号强度主 要由T2决定,有些文献中也将质子密度加权像称作轻度T2加权像。
(2)T2加权像(T2WI) 如选择比受检组织T1显著长的TR(1500~2500ms),又选用与生物组织T2相似的时间为TE(90~120ms) ,则两个不同组织的T2信号强度差别明显,TE越长,这种差别越明显。
(3)T1加权像(T1WI) 因各种生物组织的纵向弛豫时间约500ms左右,如把重复时间TR定为500ms,则在下1个周期90°脉冲到来时,长T1的组织能量丢失少,纵向磁化矢量(Mz)恢复的幅度低,吸收的能量就少,其磁共振信号的幅度低,

图5-23 组织T1的与回波幅度的关系
回波的幅度也低。相反短T1组织能量大部分丢失,Mz接近完全恢复,幅度高。下1个90°脉冲时将吸收大部分能量,磁共振信号高,回波幅度也高,信号强,如图5- 23所示。
在T2WI的讨论中我们知道,TE越长,T2对信号的影响越大。如T2对回波信号的影响可以忽略,对信号的影响主要是质子密度和T1,此时因选用的是短 TR(500ms左右),回波信号反映的主要是组织不同的T1信号强度的差别,即T1加权像。

图5-24 反转恢复序列时序图
2.反转恢复脉冲序列(IR)
该脉冲序列有利于测量T1,并几乎从扫描中删除了T2的作用,它可显示精细的解剖结构,如脑的灰白质。扫描时,先给一180°脉冲,随后以与组织T1相似的间隔 (500ms)再给一90°脉冲,见图5-24。
180°脉冲使磁化矢量M由正Z轴转到负Z轴,因磁化矢量完全为纵向,无横向成分,不发出信号。在180°脉冲激励后,磁矢量以组织T1弛豫速度沿正Z轴增长,500ms时磁矢量在Z轴增长的数量直接与组织T1有关,但不能直接测量。为测量横向成分,需施加90°脉冲,该脉冲使磁矢量倒向XY平面,随后出现FID的强度与180°脉冲后组织的T1弛豫时间有关。
FID信号虽可直接测量,但因90°脉冲的强能量爆发后难于测量再发出的信号,可在 90°脉冲后迅速(如间隔10ms)再施加1个180°脉冲,如同标准的自旋回波序列那样出现FID的早期回波(20 ms时)。在扫描中以这种回波方式间接测量FID,有一定程度轻度T2作用的介入。使用两个不同TR值的IR序列可测量T1值。
3.梯度回波脉冲序列(GRE)
成像速度慢,检查时间长是MRI最主要的缺点,梯度回波脉冲序列既保持了影像较好的信噪比,又显著地缩短了检查时间。在梯度回波脉冲序列中,采用小于90°的射频脉冲激励,在横向部分有相当大的磁化矢量,而纵向磁化矢量Mz的变动相对较小。如30°脉冲 可使50%的磁矢量倾倒到横向平面,而保留87%的纵向磁矢量,见图5-25。

图5-25 30度射频脉冲时的磁化矢量及纵向磁化矢量
信号幅度分为纵、横向两部分,仅数十毫秒,Mz即可恢复到平衡状态。因此,与传统的自旋回波序列相比,重复时间TR可明显缩短。自旋回波序列90°脉冲后磁矢量M在XY平面最强,随后由于磁场不均匀及质子间的相互作用,相位很快分散,MR信号消失,施加180°脉冲后分散的相位再回归(相位一致),出现MR 信号(回波)。而梯度回波脉冲序列中,施加梯度磁场后造成质子群自旋频率的互异,很快 丧失相位的一致,MR信号消失。如再施加一个强度一样、时间相同、方向相反的梯度 磁场,可使分散的相位重聚,原已消失的MR信号又复出现,在回波达到最高值时记录其信 号。这种用一个方向相反的梯度磁场代替180°脉冲产生回波的小角度激励成像方法,称梯度的回波序列。
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