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自旋回波信号

时间:2022-04-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:到Ti时刻,施加了一个180°聚焦脉冲,质子群逐渐聚相位,组织中宏观横向磁化矢量逐渐增大;到了2倍Ti时刻,质子群得以最大程度聚相位,组织中的宏观横向磁化矢量达到最大值;从此时刻开始,质子群又逐渐失相位,组织中的宏观横向磁化矢量又逐渐衰减。

已如前述,射频脉冲激发后,组织中将产生宏观横向磁化矢量;射频脉冲关闭后,组织中的宏观横向磁化矢量将开始发生自由感应衰减。在核磁弛豫一节中我们已经知道,宏观横向磁化矢量发生自由感应衰减的机制是同相位进动的质子逐渐失去相位一致,而造成质子失相位的原因有两个,一个是真正的T2弛豫,另一个为主磁场的不均匀。如果能把主磁场不均匀造成的质子失相位效应剔除,采集到的宏观横向磁化矢量衰减信息才能真正反映组织的T2弛豫。剔除主磁场不均匀造成的质子失相位所采用的办法是180°聚焦脉冲。180°聚焦脉冲所能纠正的是主磁场的恒定不均匀造成的质子失相位,也就是说某处的磁场强度略高于另一处,这种差别是保持不变的,这样所引起某处的质子进动频率略高于另一处这种差别也是保持不变的(图2-5-3)。

图2-5-3 180°聚焦脉冲的作用机制

A-D均为沿Z轴方向观察XY平面上质子横向磁化分矢量的变化。A.90°脉冲使质子1、2、3、4的横向磁化分矢量相位聚在一起,将形成宏观横向磁化矢量;B.随着时间的推移,由于主磁场的恒定不均匀,质子1进动频率最高,其相位处于最前面,质子4进动频率最低,相位处于最后;C.180°脉冲使质子1、2、3、4相位偏转180°,结果质子1的相位落到最后,而质子4的相位处于最前面;D.经过同样的时间间隔后,质子1由于进动频率还是最高,将赶上质子4的相位,质子群的相位再次重聚,产生宏观横向矢量

图2-5-3 中,我们沿Z轴方向看XY平面上质子横向磁化分矢量的变化,假定质子的进动方向为逆时针方向,且进动方向保持不变。90°脉冲激发后质子的横向磁化分矢量相位一致。随着时间推移,由于主磁场不均匀,质子的横向磁化分矢量逐渐失相位,到了180°脉冲施加前的即刻,质子1进动最快相位走在最前面,质子4进动最慢,其相位落在最后;施加180°聚焦脉冲后即刻,所有质子的相位反转了180°,即进动最慢的质子4的相位到了最前面,进动最快的质子1的相位则落到最后面,我们把90°脉冲与180°脉冲的时间间隔称为Ti。与施加180°脉冲前的即刻相比,各质子的相位先后顺序倒排,但相位的差值保持不变。180°聚焦脉冲后,各质子将以原来的频率继续进动,即质子1依然进动最快,而质子4依然进动最慢;随着时间的推移,质子群的相位逐渐重聚,将形成一个逐渐增大的宏观横向磁化矢量;经过一个与Ti相同的时间即2倍Ti时刻,进动最快的质子1正好赶上进动最慢的质子4,由于主磁场恒定不均匀造成的相位离散彻底抵消,质子群相位得到最大程度重聚,将形成最大的宏观横向磁化矢量。从此时刻开始,由于主磁场不均匀造成的质子群进动频率差别依然存在,自由感应衰减再次发生,组织中的宏观横向磁化矢量又逐渐衰减。因此180°脉冲后组织中的宏观横向磁化矢量经历了逐渐增大,到了最大值后又逐渐衰减的过程,利用接收线圈记录这一变化过程将得到一个回波(图2-5-4),所产生的回波称为自旋回波(spin echo,SE)。

图2-5-4 自旋回波的产生

90°脉冲产生了宏观横向磁化矢量,90°脉冲关闭后,由于主磁场的不均匀造成了质子群失相位,组织中的宏观横向磁化矢量逐渐衰减,即发生自由感应衰减。到Ti时刻,施加了一个180°聚焦脉冲,质子群逐渐聚相位,组织中宏观横向磁化矢量逐渐增大;到了2倍Ti时刻,质子群得以最大程度聚相位,组织中的宏观横向磁化矢量达到最大值;从此时刻开始,质子群又逐渐失相位,组织中的宏观横向磁化矢量又逐渐衰减。利用接收线圈记录这种宏观横向磁化矢量的变化过程,将得到自旋回波(spin echo,SE)。把90°脉冲中点到回波中点的时间间隔称为回波时间(echo time,TE)

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