T1

T1 描述的是质子如何将吸收的能量释放给周围的分子结构（lattice），从而回到平衡态。周围分子的运动节奏和质子进动频率越接近，T1 时间就越短。

T2 / T2*

  • T2 弛豫：理想情况下的弛豫过程，由自旋-自旋相互作用主导。
  • T2* 弛豫：表观弛豫，包含主磁场不均匀性和组织磁化率差异带来的干扰项。
  • 关系：T2∗≤T2T_2^* \leq T_2

T1 弛豫的采集

T1 弛豫发生在 zz 方向，但需要在 xyxy 平面上采集信号。

Spoiling（去除残留横向磁化）

在每个 TR 结束时需消除 MxyM_{xy}，常用两种手段：

  1. 梯度去相（Gradient Spoiling）：在下一 TR 开始前施加一个强度大、时长久的额外梯度。
  2. 射频去相（RF Spoiling）：改变每次重复中 RF 激发脉冲的相位，利用相位差异在后续处理中将残留信号抵消。

90° 翻转角的信号

S∝M0(1−e−TR/T1)S \propto M_0\left(1 - e^{-TR/T_1}\right)

任意翻转角的推导

变量定义

  • Mn−M_n^-：第 nn 个脉冲施加前的纵向磁化强度
  • Mn+M_n^+：第 nn 个脉冲施加结束瞬间的纵向磁化强度
  • θ\theta：翻转角
  • E1=e−TR/T1E_1 = e^{-TR/T_1}

递推关系

脉冲施加瞬间（忽略弛豫）： Mn+=Mn−⋅cos⁡θM_n^+ = M_n^- \cdot \cos\theta

一个 TR 后的纵向恢复： Mn+1−=Mn+⋅E1+M0⋅(1−E1)M_{n+1}^- = M_n^+ \cdot E_1 + M_0 \cdot (1 - E_1)

稳态条件：Mn−=Mn+1−M_n^- = M_{n+1}^-

由以上三式联立解得： Mn−=M0(1−E1)1−E1cos⁡θM_n^- = \frac{M_0(1 - E_1)}{1 - E_1 \cos\theta}

最终信号表达式： S∝M0cos⁡θ⋅1−E11−E1cos⁡θS \propto M_0 \cos\theta \cdot \frac{1 - E_1}{1 - E_1 \cos\theta}

拓展：激发与弛豫阶段向量长度变化

结论：激发阶段长度基本不变，弛豫阶段长度先缩短后恢复。

  • 激发阶段：M⃗\vec M 在 B1B_1 场作用下绕 zz 轴旋转，∣M⃗∣|\vec M| 保持不变。
  • 弛豫阶段：T2T_2 横向衰减（比 T1T_1 快 5–10 倍）与 T1T_1 纵向恢复同时独立进行。T2T_2 更快导致向量末端轨迹呈星形线（在旋转参考系下）。

注：弛豫阶段示意图待补充

小结：加权和 TE、TR 的关系

加权类型TETR目的
T1短短让 MzM_z 不能完全恢复
T2长长排除 T1 信号的干扰
PD短长仅反映质子密度

Inversion Recovery

步骤：180∘180^\circ 脉冲 →\rightarrow 等待恢复（TI） →\rightarrow 90∘90^\circ 脉冲

原理：通过 TI（Inversion Time）的设置可以选择性压制某一种组织的信号。核心概念是零点：在纵向磁化恢复过程中，MzM_z 必然经历零点，此时打入 90∘90^\circ 脉冲可使该组织信号消失，在图像上完全变黑。

TInull≈0.693×T1TI_{null} \approx 0.693 \times T_1

临床常用序列

  1. STIR（Short TI IR）—— 压制脂肪信号，常用于观察骨髓水肿和炎症
  2. FLAIR（Fluid Attenuated IR）—— 压制脑脊液信号，用于脑部成像