第05節(jié) 反轉(zhuǎn)恢復(fù)及快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

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1、第五節(jié)反轉(zhuǎn)恢復(fù)及快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列在前面第3節(jié)自由感應(yīng)衰減類序列中，我們曾簡要介紹了反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，但實際上，目前無論是反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversionrecovery，IR）還是快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（fastinversionrecovery，F(xiàn)IR）一般采集的是自旋回波。在本節(jié)中我們將重點(diǎn)介紹反轉(zhuǎn)恢復(fù)的原理、IR和FIR序列的結(jié)構(gòu)和臨床應(yīng)用。一、反轉(zhuǎn)恢復(fù)的原理我們都知道，給主磁場中進(jìn)動的質(zhì)子施加一個射頻脈沖，只要射頻脈沖的頻率與質(zhì)子的進(jìn)動頻率相同，質(zhì)子將發(fā)生共振，即低能級的質(zhì)子獲得能量越遷到高能級狀態(tài)，在宏觀上則表現(xiàn)為磁化矢量的偏轉(zhuǎn)。宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)的角度與射頻脈沖的能量有關(guān)，能

2、量越大偏轉(zhuǎn)角度越大，我們把能夠使宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)某個角度的射頻脈沖稱為某角度脈沖，如90°脈沖、小角度脈沖（偏轉(zhuǎn)角度小于90°）、180°脈沖等。反之，宏觀磁化矢量偏轉(zhuǎn)角度越大則表示質(zhì)子獲得的能量越大，射頻脈沖關(guān)閉后質(zhì)子所需要釋放的能量也越大，被激發(fā)的組織的縱向弛豫所需要的時間就越長。如果用180°射頻脈沖對組織進(jìn)行激發(fā)，將使組織的宏觀縱向弛豫矢量偏轉(zhuǎn)180°，即偏轉(zhuǎn)到與主磁場相反的方向上，因此該180°脈沖也稱為反轉(zhuǎn)脈沖。180°脈沖的能量相當(dāng)于90°脈沖的2倍，因此縱向磁化矢量完全恢復(fù)所需時間也明顯延長（圖36）。我們把具有180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的序列統(tǒng)稱為反轉(zhuǎn)恢復(fù)類序列

3、。具有180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的序列具有以下共同特點(diǎn)：（1）由于180°脈沖后組織縱向弛豫過程延長，組織間的縱向弛豫差別加大，即T1對比增加，相當(dāng)于90°脈沖的2倍左右（圖36）；（2）180°脈沖后，組織的縱向弛豫過程中，其縱向磁化矢量從反向（主磁場相反方向）最大逐漸變小到零，而后從零開始到正向（主磁場相同方向）逐漸增大到最大，如果當(dāng)某組織的縱向磁化矢量到零的時刻給予90°脈沖激發(fā)，則該組織由于沒有宏觀縱向磁化矢量因此沒有橫向磁化矢量產(chǎn)生，該組織就不產(chǎn)生信號，利用這一特點(diǎn)可以選擇性抑制一定T1值的組織信號（圖36b）；（3）反轉(zhuǎn)恢復(fù)類序列中，我們把180°反轉(zhuǎn)脈沖中點(diǎn)與90°

4、脈沖中點(diǎn)的時間間隔定義為反轉(zhuǎn)時間（inversiontime，TI），選擇不同的TI可以制造出不同的對比，也可選擇性抑制不同T1值的組織信號。TIMz100%時間（ms）TRT1對比Mz時間（ms）100%－100%T1對比ab圖36180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后與90°脈沖后組織縱向弛豫的比較圖中縱坐標(biāo)為縱向磁化矢量（Mz）的大?。ㄒ裕ケ硎荆?，橫坐標(biāo)為時間（以ms表示）；細(xì)曲線為甲組織的縱向弛豫曲線，粗曲線為乙組織的縱向弛豫曲線，甲組織的縱向弛豫速度快于乙組織。圖a示90°脈沖后兩種組織開始縱向弛豫，經(jīng)過TR后兩種組織的縱向磁化矢量的差別即T1對比。圖b示180°脈沖使縱向磁化矢

5、量偏轉(zhuǎn)到反方向，180°脈沖結(jié)束后，兩種組織開始縱向弛豫，縱向磁化矢量從反向最大逐漸縮小到零，又從零逐漸增大到正向最大，同時由于縱向弛豫過程延長，甲組織和乙組織的T1對比加大，約為90°脈沖激發(fā)后的2倍。二、反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversionrecovery，IR）序列IR序列是個T1WI序列，該序列先施加一個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖，在適當(dāng)?shù)臅r刻施加一個90°脈沖，90°脈沖后馬上施加一個180°復(fù)相脈沖，采集一個自旋回波，實際上就是在SE序列前施加一個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖（圖37）。IR序列中，把180°反轉(zhuǎn)脈沖中點(diǎn)到90°脈沖中點(diǎn)的時間間隔定義為反轉(zhuǎn)時間（TI），把90°脈沖中點(diǎn)

6、到回波中點(diǎn)的時間間隔定義為TE，把相鄰的兩個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖中點(diǎn)的時間間隔定義為TR。為了保證每次180°反轉(zhuǎn)脈沖前各組織的縱向磁化矢量都能基本回到平衡狀態(tài)，要求TR足夠長，至少相當(dāng)于SET2WI或FSET2WI序列的TR長度。因此IR序列中T1對比和權(quán)重不是由TR決定的，而是由TI來決定的。IR序列具有以下特點(diǎn)：（1）T1對比最佳，其T1對比相當(dāng)于SET1WI的2倍；（2）一次反轉(zhuǎn)僅采集一個回波，且TR很長，因此掃描時間很長，TA相當(dāng)于SET2WI序列。鑒于上述特點(diǎn)，IR序列一般作為T1WI序列，在臨床上應(yīng)用并不廣泛，主要用于增加腦灰白質(zhì)之間的T1對比，對兒童髓鞘發(fā)育

7、研究有較高價值。IR序列也可用作脂肪抑制（STIR）或水抑制（FLAIR），但由于掃描時間太長，現(xiàn)在STIR或FLAIR一般采用快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列來完成。180°反轉(zhuǎn)脈沖180°反轉(zhuǎn)脈沖180°復(fù)相脈沖90度脈沖TITETR180°復(fù)相180°反轉(zhuǎn)180°反轉(zhuǎn)90°TI有效TETR180°復(fù)相180°復(fù)相t0Mz時間（ms）（ms）100%－100%t/t//圖37IR序列結(jié)構(gòu)示意圖IR序列由一個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖后隨SE序列構(gòu)成。把180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖中點(diǎn)到90°脈沖中點(diǎn)的時間間隔定義為反轉(zhuǎn)時間（TI），TI是決定圖像的T1對比