第05节 反转恢复及快速反转恢复序列

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1、第五节反转恢复及快速反转恢复序列在前面第3节自由感应衰减类序列中，我们曾简要介绍了反转恢复序列，但实际上，目前无论是反转恢复（inversionrecovery，IR）还是快速反转恢复序列（fastinversionrecovery，FIR）一般采集的是自旋回波。在本节中我们将重点介绍反转恢复的原理、IR和FIR序列的结构和临床应用。一、反转恢复的原理我们都知道，给主磁场中进动的质子施加一个射频脉冲，只要射频脉冲的频率与质子的进动频率相同，质子将发生共振，即低能级的质子获得能量越迁到高能级状态，在宏观上则表现为磁化矢量的偏转。宏观磁化矢量偏转的角度与射频脉冲的能量有关，能

2、量越大偏转角度越大，我们把能够使宏观磁化矢量偏转某个角度的射频脉冲称为某角度脉冲，如90°脉冲、小角度脉冲（偏转角度小于90°）、180°脉冲等。反之，宏观磁化矢量偏转角度越大则表示质子获得的能量越大，射频脉冲关闭后质子所需要释放的能量也越大，被激发的组织的纵向弛豫所需要的时间就越长。如果用180°射频脉冲对组织进行激发，将使组织的宏观纵向弛豫矢量偏转180°，即偏转到与主磁场相反的方向上，因此该180°脉冲也称为反转脉冲。180°脉冲的能量相当于90°脉冲的2倍，因此纵向磁化矢量完全恢复所需时间也明显延长（图36）。我们把具有180°反转预脉冲的序列统称为反转恢复类序列

3、。具有180°反转预脉冲的序列具有以下共同特点：（1）由于180°脉冲后组织纵向弛豫过程延长，组织间的纵向弛豫差别加大，即T1对比增加，相当于90°脉冲的2倍左右（图36）；（2）180°脉冲后，组织的纵向弛豫过程中，其纵向磁化矢量从反向（主磁场相反方向）最大逐渐变小到零，而后从零开始到正向（主磁场相同方向）逐渐增大到最大，如果当某组织的纵向磁化矢量到零的时刻给予90°脉冲激发，则该组织由于没有宏观纵向磁化矢量因此没有横向磁化矢量产生，该组织就不产生信号，利用这一特点可以选择性抑制一定T1值的组织信号（图36b）；（3）反转恢复类序列中，我们把180°反转脉冲中点与90°

4、脉冲中点的时间间隔定义为反转时间（inversiontime，TI），选择不同的TI可以制造出不同的对比，也可选择性抑制不同T1值的组织信号。TIMz100%时间（ms）TRT1对比Mz时间（ms）100%－100%T1对比ab图36180°反转预脉冲后与90°脉冲后组织纵向弛豫的比较图中纵坐标为纵向磁化矢量（Mz）的大小（以％表示），横坐标为时间（以ms表示）；细曲线为甲组织的纵向弛豫曲线，粗曲线为乙组织的纵向弛豫曲线，甲组织的纵向弛豫速度快于乙组织。图a示90°脉冲后两种组织开始纵向弛豫，经过TR后两种组织的纵向磁化矢量的差别即T1对比。图b示180°脉冲使纵向磁化矢

5、量偏转到反方向，180°脉冲结束后，两种组织开始纵向弛豫，纵向磁化矢量从反向最大逐渐缩小到零，又从零逐渐增大到正向最大，同时由于纵向弛豫过程延长，甲组织和乙组织的T1对比加大，约为90°脉冲激发后的2倍。二、反转恢复（inversionrecovery，IR）序列IR序列是个T1WI序列，该序列先施加一个180°反转预脉冲，在适当的时刻施加一个90°脉冲，90°脉冲后马上施加一个180°复相脉冲，采集一个自旋回波，实际上就是在SE序列前施加一个180°反转预脉冲（图37）。IR序列中，把180°反转脉冲中点到90°脉冲中点的时间间隔定义为反转时间（TI），把90°脉冲中点

6、到回波中点的时间间隔定义为TE，把相邻的两个180°反转预脉冲中点的时间间隔定义为TR。为了保证每次180°反转脉冲前各组织的纵向磁化矢量都能基本回到平衡状态，要求TR足够长，至少相当于SET2WI或FSET2WI序列的TR长度。因此IR序列中T1对比和权重不是由TR决定的，而是由TI来决定的。IR序列具有以下特点：（1）T1对比最佳，其T1对比相当于SET1WI的2倍；（2）一次反转仅采集一个回波，且TR很长，因此扫描时间很长，TA相当于SET2WI序列。鉴于上述特点，IR序列一般作为T1WI序列，在临床上应用并不广泛，主要用于增加脑灰白质之间的T1对比，对儿童髓鞘发育

7、研究有较高价值。IR序列也可用作脂肪抑制（STIR）或水抑制（FLAIR），但由于扫描时间太长，现在STIR或FLAIR一般采用快速反转恢复序列来完成。180°反转脉冲180°反转脉冲180°复相脉冲90度脉冲TITETR180°复相180°反转180°反转90°TI有效TETR180°复相180°复相t0Mz时间（ms）（ms）100%－100%t/t//图37IR序列结构示意图IR序列由一个180°反转预脉冲后随SE序列构成。把180°反转预脉冲中点到90°脉冲中点的时间间隔定义为反转时间（TI），TI是决定图像的T1对比