3.0T MR對T1加權(quán)成像的影響

張 暉

（南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 臨床工程處,江蘇 南京210029）

3.0T MR對T1加權(quán)成像的影響

張 暉

（南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 臨床工程處,江蘇 南京210029）

本文分析了3.0T MR對T1加權(quán)成像的影響,簡單介紹了3.0T MR改善T1加權(quán)成像的幾種方法。

3.0T MR；T1加權(quán)成像;重復(fù)時間;回波時間;弛豫

0 前言

近年來隨著3.0T MR大量被用于臨床，給放射診斷帶來了巨大的影響。3.0T MR眾所周知的優(yōu)勢有提高了圖像信噪比、加快了掃描速度、減少了圖像偽影、能進行一些特殊的功能性MR檢查等等[1]。但由于3.0T MR自身所固有的特性也使它在某些方面有別于此前的1.0T和1.5T MR。以下僅探討3.0T MR對T1加權(quán)成像的影響。

1 對T1加權(quán)成像的影響

處在穩(wěn)定外磁場中的核自旋系統(tǒng)受到兩個作用，一是磁場力圖使原子核的磁矩沿著磁場方向就位，另一是分子的熱運動力圖阻礙核磁矩調(diào)整位置。最后磁矩與穩(wěn)定磁場重疊并達到—個動平衡，此時沿磁場方向的磁化強度最大，而與磁場垂直方向的磁化強度平均為零。

如果原子核系統(tǒng)再受到—個不同方向的電磁場作用，磁化強度就會偏離原來的平衡位置，產(chǎn)生與原磁場方向垂直的橫向磁化強度，同時與原磁場平行的縱向磁化強度也將減小。當(dāng)這個電磁場去掉之后，核系統(tǒng)的不平衡狀態(tài)并不能維持下去，而要向平衡狀態(tài)恢復(fù)。人們把向平衡狀態(tài)恢復(fù)的過程稱為弛豫過程[2]。簡單地說就是原子核從激化的狀態(tài)回復(fù)到平衡排列狀態(tài)的過程。它所需的時間叫弛豫時間。這個過程遵循指數(shù)變化規(guī)律。弛豫時間有兩種即T1和T2。其中縱向磁化強度恢復(fù)的時間常數(shù)T1稱為縱向弛豫時間(又稱自旋-晶格弛豫時間)。

在磁共振檢查時首先90°射頻脈沖激發(fā)質(zhì)子核磁共振使低能的質(zhì)子獲能進入高能狀態(tài)，人體內(nèi)宏觀磁場偏轉(zhuǎn)了90°，此時橫向的磁場最強而縱向磁化矢量相互抵消而等于零。90°脈沖關(guān)閉后，在主磁場的作用下，縱向磁化矢量開始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過程。一般將縱向磁化矢量恢復(fù)到最大值的63%的時間定義為T1值，而重點突出T1信號的圖像也成為T1加權(quán)成像。

縱向磁化強度恢復(fù)的原因主要是由于自旋系統(tǒng)和晶格的相互作用，自旋系統(tǒng)和晶格交換能量，高能質(zhì)子能量釋放而回到低能狀態(tài)，這一過程往往是比較慢的，所以T1值一般較長，對檢查時間的影響也較大。

在MR檢查中T1值取決于熱激發(fā)躍遷幾率，躍遷能量越大，躍遷幾率也越大，3.0T系統(tǒng)的躍遷能量較1.0T和1.5T系統(tǒng)都大，所以組織中H質(zhì)子的能量轉(zhuǎn)移能力隨著外磁場的加大反而會有所減小，縱向磁化矢量恢復(fù)到最大值63%的時間即T1時間變長了。這就造成了3.0T磁共振中的組織T1弛豫時間比1.5T MR設(shè)備延長1.1～1.4倍[3]。

在3.0T MR上為了能采集到比較完整的T1信號，就需要較長的回波時間（TE）和重復(fù)時間（TR），這就延長了掃描時間。這一點在自旋回波序列中又表現(xiàn)得尤為明顯。因為傳統(tǒng)自旋回波一般采用恒定90°或180°脈沖激發(fā)，采集回波信號，填充k空間的一條相位編碼線[4]。激發(fā)角度為90°或180°，這時T1成分最大，T1對比最強，但由于激發(fā)角度達為90°或180°，縱向馳豫需要從0或從反相最大磁化矢量進行弛豫，所以成像時間很長。在相同條件下3.0T MR的T1對比反而不如1.5T。

2 成像方法的改變

為了避免T1圖像在3.0T MR上的不足，在成像方法上3.0T MR也采取了一系列變化。

首先是在T1加權(quán)成像中大量使用梯度回波序列代替自旋回波序列，因為激發(fā)角度為小角度激發(fā)，所以縱向弛豫不必從0或反相最大開始進行，這大大縮短了成像時間,但梯度回波序列對磁場的不均勻性比較敏感所以成像質(zhì)量低于自旋回波序列。

其次是使用磁共振對比劑（如釓離子對比劑）以縮短組織自身的T1時間，再使用快速自旋回波和并行采集技術(shù)以加快掃描速度同時提高T1的對比。另外就是對傳統(tǒng)的自旋回波序列也做了很大改進，在回波鏈中以隨馳豫時間而改變的翻轉(zhuǎn)角的重聚回波代替恒定翻轉(zhuǎn)角的重聚回波(如西門子的SPACE技術(shù))以達到提高T1對比和縮短采集時間的目的。

總之，MR并不是隨著主磁體磁場強度的增大而同步增強成像效果的，在某些方面主磁體磁場強度變大后反而有一些負面的影響。如T1加權(quán)成像中就造成了T1對比不強，成像時間加長等等。

[1] 楊正漢,馮逢,王霄英．磁共振成像技術(shù)指南[M]．北京:人民軍醫(yī)出版社,2007:303-332．

[2] 趙喜平．磁共振成像[M]．北京:科學(xué)出版社,2004:147-149．

[3] 昌仁民,劉廣保,張玉忠,等．3．0T磁共振的臨床應(yīng)用特點研究[J]．CT理論與應(yīng)用研究,2008,12:76-81．

[4] 韓鴻賓．臨床磁共振成像序列設(shè)計與應(yīng)用[M]．北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2007:172-173．

[5] 高小玲． 1．5T和3．0T MRI測量膝部軟骨體積準確性的對比研究[J]．放射學(xué)實踐,2006(2):112．

[6] 劉懷軍．3T MRI基礎(chǔ)與臨床(二)[J]．中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(8): 157-160．

[7] 徐子森,苗元青． 3．0T MR的進展現(xiàn)狀及優(yōu)勢分析[C]．//中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第七次學(xué)術(shù)年會論文集．北京:中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會,2004:289-291．

Effect of 3.0T MR on T1WI

ZHANG Hui

(Clinical Engineering Department,First Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210029,China)

An analysis of the effect of 3.0T MR on T1WI was made in this paper. A brief introduction was given to several methods of improving T1WI on 3.0T MR.

3.0T MR; T1WI; TR; TE; relaxation

R445.2

A

1674-1633(2010)01-0131-02

2009-05-14

作者郵箱：zh_hui6248@126．com