核磁共振脈沖序列重復時間TR的介紹與設(shè)置方法

　　縱向弛豫時間T1是組織在特定磁場下的內(nèi)在特性,。人們對MRI脈沖序列的成像參數(shù)進行控制，以此來突出或縮小組織之間的T1差異,，從而改變組織之間的T1對比,。在大多數(shù)脈沖序列中，可改變圖像T1對比的主要參數(shù)是重復時間TR和翻轉(zhuǎn)角,，下面將對脈沖序列的重復時間TR進行簡要的介紹,。 　

　　若把樣本放入MRI的磁體內(nèi)，會得到暫時的磁化,，形成縱向磁化強度矢量M0,。然后以拉莫爾頻率發(fā)射一個射頻脈沖，會得到一個自由感應(yīng)衰減信號FID,，它是由整個樣本產(chǎn)生的,，并沒有給我們提供關(guān)于信號的來源部位的信息及該信號是沒有空間分辨能力的。而為了得到相應(yīng)的空間信息,，我們必須對信號進行空間編碼,，而對信號進行空間編碼是通過MRI設(shè)備中的梯度線圈產(chǎn)生的線性梯度場來完成的。 　

　　為了對信號進行空間編碼,，我們必須在變化梯度是多次施加射頻脈沖,，反復施加的射頻脈沖順序稱為脈沖序列。每施加一個脈沖,，得到一個FID,，多次施加射頻脈沖，依次得到多個FID,。當從多個FID中獲得的信息放到一起的時候,，我們可以得到生成一副圖像的足夠信息。 　

重復時間（TR）

　　這里以π/2脈沖為例,，介紹重復時間（TR）,。對質(zhì)子系統(tǒng)施加一個π/2射頻脈沖后，再施加一個π/2射頻脈沖,。這兩個π/2射頻脈沖之間的時間間隔被稱為重復時間（time of repetition,，TR）即各次重復射頻脈沖之間的時間間隔為重復時間,，見圖1。

圖1.TR代表兩個連續(xù)的π/2射頻脈沖間的時間間隔

　　在連續(xù)施加π/2射頻脈沖的時候,，TR對縱向磁化強度M_z恢復有什么影響呢,？

　　（1）在施加射頻脈沖前，質(zhì)子系統(tǒng)縱向磁化強度矢量M₀沿z軸,，大小為M₀,。

　　（2）當*個π/2射頻脈沖作用后，磁化強度矢量M₀翻轉(zhuǎn)到xOy平面內(nèi),，z軸沒有磁化強度矢量的分量,，此時的橫向磁化強度矢量M_xy的大小為M₀。

　　（3）如果脈沖序列重復時間TR遠遠大于組織的T₁,，則在第二個π/2射頻脈沖作用前,，縱向磁化強度矢量M_z有足夠時間恢復到M₀，結(jié)果第二個π/2射頻脈沖激勵后翻轉(zhuǎn)到xOy平面內(nèi)磁化強度矢量的大小仍為M₀,。

　　（4）如果重復時間TR接近或小于組織T₁,，經(jīng)過TR后，即第二個射頻脈沖作用前瞬間,，縱向磁化強度M_z僅部分恢復，其大小M_z<M₀,，在xOy平面的橫向磁化強度有部分（或全部）衰減,，因橫向衰減比縱向恢復要快，可假設(shè)M_xy可忽略,。當?shù)诙€射頻脈沖作用后,，將把作用前已恢復的M_z翻轉(zhuǎn)到xOy平面，M_z的大小由公式M_z（t）=M₀（1-e^-t/T1）,當t=TR時,，有

M_z（TR）=M₀（1-e^-TR/T1）

　　該式給出了第二個射頻脈沖作用前,，已恢復的縱向磁化強度的大小。

　　（5）脈沖作用后,，M_z將再次開始從零沿z軸恢復,，再經(jīng)過TR，第三個π/2射頻脈沖作用后,，僅將該射頻脈沖作用前已恢復的M_z翻轉(zhuǎn)到xOy平面內(nèi),，而翻轉(zhuǎn)到xOy平面內(nèi)的磁化強度更小。但經(jīng)過多次 射頻脈沖作用后,，下一次射頻脈沖作用后,，下一次射頻脈沖作用前磁化強度矢量的恢復將達到一個恒定的水平，此種狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài),。圖2為多次脈沖激勵后獲得的穩(wěn)態(tài),。

圖2. 多次脈沖激勵后獲得穩(wěn)態(tài)

　　獲得穩(wěn)態(tài)之后,，才接收FID信號或稱為數(shù)據(jù)采集。假若兩種不同的組織具有相同初始縱向磁化強度矢量M₀,，但縱向弛豫時間T₁不同,，使用短TR的脈沖序列，則短T₁的組織縱向恢復比長T₁的組織恢復快,。因此,，在第二次π/2射頻脈沖作用時，短T₁組織的縱向磁化強度恢復的將比長T₁組織的更多,，所以在第二次π/2射頻脈沖作用后短T₁組織的產(chǎn)生的橫向磁化強度也將更大,。