低場核磁共振橫相弛豫時間與橫向弛豫特性

低場核磁共振橫相弛豫時間與橫向弛豫特性

在核磁共振現(xiàn)象中，弛豫是指原子核發(fā)生共振且處在高能狀態(tài)時，當(dāng)射頻脈沖停止后，將迅速恢復(fù)到原來低能狀態(tài)的現(xiàn)象。恢復(fù)的過程即稱為弛豫過程，它是一個能量轉(zhuǎn)換過程，需要一定的時間反映了質(zhì)子系統(tǒng)中質(zhì)子之間和質(zhì)子周圍環(huán)境之間的相互作用。

完成弛豫過程分兩步進(jìn)行，即縱向磁化強(qiáng)度矢量Mz恢復(fù)到最初平衡狀態(tài)的M0和橫向磁化強(qiáng)度Mxy要衰減到零，這兩步是同時開始但獨(dú)立完成的，下面將簡單介紹低場核磁共振橫相弛豫過程和低場核磁共振橫相弛豫時間T2。

低場核磁共振橫相弛豫過程

在射頻脈沖的作用下，所有質(zhì)子的相位都相同，它們都沿相同的方向排列，以相同的角速度（或角頻率）繞外磁場進(jìn)動。當(dāng)射頻脈沖停止后，同相位的質(zhì)子彼此之間將逐漸出現(xiàn)相位差，即失相位。我們把質(zhì)子由同相位逐漸分散zui終均勻分布，宏觀表現(xiàn)為其橫向磁化強(qiáng)度矢量Mxy從最大（對于π/2脈沖來說，為M0）逐漸衰減為0的過程稱為橫向弛豫過程。

低場核磁共振橫相弛豫時間與橫向弛豫特性

低場核磁共振橫相弛豫時間又稱自旋-自旋弛豫時間，通常用Mxymax衰減63%時所需的時間，所以經(jīng)過一個T2時間，Mxy還存在37%在實際工作中，一般認(rèn)為Mxy經(jīng)過5T2時間已基本衰減為零。下圖表示π/2脈沖之后Mxy隨時間的衰減曲線：

在MRI中，通常用橫向弛豫時間T2來描述橫向磁化強(qiáng)度Mxy衰減的快慢，如果T2小就說明橫向磁化強(qiáng)度Mxy衰減快。否則，若T2長就說明橫向磁化強(qiáng)度Mxy衰減慢。

在給定外磁場中，T2僅取決于組織，不同的組織由于其自旋-自旋相互作用效果不同，而這種效果取決于質(zhì)子間的接近程度。由于不同組織自旋-自旋相互作用效果不同，所以不同組織的T2不同，固體中的T2比液體中的T2短的多。特別注意的是：橫向弛豫時間T2比縱向弛豫時間T1快5-10倍，也就是說在縱向磁化強(qiáng)度恢復(fù)到M0時，橫向磁化強(qiáng)度早已經(jīng)衰減為零。