核磁共振 脉冲序列重复时间TR与组织对比

　　背景簡介
　　之前研究的对象都是单一组织中的质子系统。现在来研究两个不同的组织：组织A和组织B。假定这两种组织的质子密度相同，则在外磁场B₀中產生的縱向磁化強度矢量M₀是相同的。 在π/2脉冲后，两种组织的纵向磁化强度M_z要恢復，如图1中给出了A、B两种组织的纵向强度M_z恢復曲線。显然，组织A的纵向弛豫时间T1更大，即需要较长的时间进行恢复。若在连续两个π/2射频脉冲后，使用不同重复时间TR，对得到的FID信号的强度有何影响呢？

　　图1.两种不同T1组织的恢复曲线

　　图2.不同TR对组织对比影响

　　图2给出了对A、B两种组织使用两个不同的TR：长TR2和短TR1。当第一个π/2射频脉冲作用后，两种组织的纵向磁化强度矢量M₀均翻轉到xOy平面内，此刻在xOy平面内横向磁化强度矢量的大小均为M₀,如果立即接收信号，则接收的FID信号强度相同。而经过TR时间，第二个π/2射频脉冲作用后，有如下情况：
　　（1）长TR减少T1作用
　　前面已经讨论过信号的强度，其表达式为：
　　信号强度=SI∝ρ（H）（1-e^-TR/T1）
　　如果取TR无穷大，即TR→∞，那么（1-e^-TR/T1）→1， 则有SI→ρ（H）。也就是如果选取TR很长，就可除去上式的T1成份，即消除（或减少）T1对FID信号的影响，也就是长TR减少T1作用。对于长 TR，信号强度取决于组织的质子密度ρ（H），ρ（H）大的组织，信号强度大，反之，信号强度小。如果两组织质子密度相同，对于长TR，则信号强度相同。
　　（2）短TR增加T1对比
　　对于短的TR，则不能消除SI∝ρ（H）（1-e^-TR/T1）中的T1项，对图2中给出的A、B两种组织来讲，就有：
　　信号强度（组织 A）/信号强度（组织 B）=（1-e^{-TR/T1（组织A）}）/（1-e^{-TR/T1（组织B）}）
　　由于组织A和组织B的T1不同，短TR可以显示这两种组织的T1不同，即短TR可使T1不同的组织信号强度不同，增加了组织的T1对比。当然，这里是假定组织A和组织B的质子密度相同。
　　如果TR取得太短，即TR→0，那么（1-e^-TR/T1）→0，在这种情况下，由于TR非常短，最终将无法得到信号。一般取TR接近或小于所研究组织的T1，差别不要太大。
　　组 织间的T1差异（即T1对比）可以通过选择适当的MRI脉冲序列体现出来。可以选择使用短的TR脉冲序列，接收信号强度与组织T1有关，在这类脉冲序列中 最终图像的对比度受组织间的T1差异的影响，在图像上长T1组织的信号强度较低，短T1组织信号高。由于图像中能充分表现出组织间的T1差别，故称之为 T1加权图像。所谓加权是对某一参量增加权重，即强调或突出某一参量。能显示组织间T1差别的图像称为T1加权图像。

　　核磁共振实验教学案例展示：不同组织T1加权成像对比

圖3.不同TR时间，油水T1权重像对比

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