自旋回波成像序列是磁共振成像(MRI)中的一种基本脉冲序列,常用于获得不同组织对比度的图像。自旋回波成像序列利用了核磁共振现象(NMR)的原理,通过施加特定的射频脉冲来激发氢原子核,然后记录其信号。以下是自旋回波成像序列的基本结构和自旋回波的产生过程:
90°激发脉冲:首先,磁共振设备会施加一个90°的射频脉冲,使得样品中的氢原子核从低能级跃迁到高能级。此时,这些核的磁矩会在横向平面上产生宏观的磁化矢量。
预饱和脉冲:有时在激发脉冲之前,可能会有一个预饱和脉冲,以抑制快速弛豫的组织,如脂肪。
弛豫和相位分散:90°脉冲后,由于局部磁场的不均匀性,磁场中的氢原子核开始沿着特定的频率弛豫,导致横向磁化矢量逐渐减小,并且不同核的相位开始分散。
180°重聚脉冲:在一定时间(称为回波时间TE/2)之后,施加一个180°的射频脉冲。这个脉冲将那些由于弛豫而失相位的磁化矢量重新翻转180°,相位相反,从而使它们能够在返回平衡状态的过程中互相叠加。
自旋回波的形成:180°脉冲后,由于相位相反的磁化矢量在返回平衡状态时相互叠加,当它们重新通过横向平面时,会形成自旋回波(或称为回波峰)。这个回波峰是在180°脉冲后约回波时间TE时刻被检测到的信号。
信号检测:自旋回波信号被MRI设备接收并转换为电信号,用于重建图像。
重复采集:为了提高图像质量,上述过程可能需要多次重复,每个回波信号都被收集并用于最终图像的构建。
自旋回波成像序列的优点是可以减少由于样品不均匀性引起的信号衰减,增强图像的质量。然而,自旋回波成像序列对于组织中的T2弛豫时间非常敏感,因此能够突出显示不同组织的T2对比度。常见的自旋回波序列有快速自旋回波(FSE, Fast Spin Echo)和回波平面(EPI, Echo Planar Imaging)等。