MRI成像的对比度取决于成像对象的物理性质和成像方法与参数的选择。成像对象的物理性质一般指生物体组织在质子密度、T 1 和T 2 、组织的结构及运动状态等方面的差别。选择的成像方法和参数不同,主要是指脉冲序列和各脉冲序列成员之间的时间关系,它们的不同的会得到不同组织的对比度差别。合理地选择成像序列和时间参数可以很好地利用这些差别得到不同器官,不同组织或正常异常组织的对比度差异,使磁共振成像具备良好的软组织与病灶诊断能力。
主要对比度是依据人体组织质子密度、T 1 和T 2 的差别得到的。下面以自旋回波序列为例分别讨论三种不同加权图像及其成像参数的选择。
由磁共振理论,可以证明在自旋回波脉冲序列的作用下,MR信号幅度的变化符合以下规律:
式中 A 0 是常数, ρ 为氢核密度。下面分为三种情况进行讨论:
此时信号幅度只取决于氢核密度,故用这种信号获得的图像被称为氢核密度图像。在实际的操作中,典型数据是TE≤30ms,TR≥1 500ms。
此时信号幅度是由氢核密度和T 1 决定,所以用这种信号获得的图像称为T 1 加权图像。其中TR取得越短,A受T 1 的影响就越大,则T 1 加权也就越重。在获得这种加权图像的操作中,典型数据是TR≤300ms,TE≤30ms。
此时信号的幅度决定于氢核密度 ρ 和T 2 ,用这种信号所获得的图像称为T 2 加权图像。TE 取得越长,幅度受T 2 的影响越大,则T 2 加权也就越重。在实际操作中获得T 2 加权图像的典型的数据是 TE≥60ms,TR≥1 500ms [4] 。
体内常见的水和脂肪在不同的加权模式下对比度是完全不同的。质子密度加权图像中,水和脂肪的质子密度都大,在图像中亮度较高,相反骨骼的质子密度很低,在图像中亮度几乎为0,图像是暗的。在T 1 加权图像中,由于TE远小于T 2 ,脂肪T 2 较小,信号衰减较多,所以水呈亮信号,脂肪是暗信号。在T 2 加权图像中,选择较长的TR,即TR≥T 1 ,同时选择较短的TE,脂肪T 1 较短所以纵向弛豫恢复充分,水分子中的自旋因为纵向弛豫时间长而未能充分恢复,所以水成暗信号,脂肪为亮信号 [4] 。