水和脂肪,这对磁共振成像中的“黄金搭档”,他们的协同作用和互相影响在图像中有着显著的表现。
今日我们将一同探索的内容包括:
水和脂肪的独特性质
水脂化学位移效应
In phase与out of phase的奥秘
水和脂肪的频率差异
水和脂肪的进动频率差以ppm(百万分之)为单位表示,精确地测量为3.5ppm。
水中的氢质子拥有O-H键结构,而脂肪中的氢质子则是C-H键。由于这两种结构中氢质子周围的电子云分布有所不同,导致水中氢质子的进动频率比脂肪中氢质子的进动频率要快3.5ppm。
这种频率差异也可以用Hz为单位来衡量,但与磁场强度密切相关。
接下来,我们来探讨水和脂肪的弛豫时间特性。
水(如脑脊液)具有较长的T1时间,在T1加权图像中呈现低信号,表现为黑色。
相比之下,脂肪的T1时间较短,在相同的T1加权图像中则表现为高信号,呈现为亮色。
同样地,水(CSF)和脂肪在T2加权图像中也有着明显的差异。水具有较长的T2时间,在T2加权图像中表现为高信号,呈现为亮色;而脂肪的T2时间较短,表现为低信号,呈现为黑色。
在磁共振成像中,我们还需了解J-耦连的概念。
J-耦连是原子核之间的磁相互作用。每个原子核都可被视为一个小磁体,它与附近的原子核磁场相互作用。这种相互作用使得原子核的进动受到一定影响。
特别是在快速回波序列中,J-耦连的影响会减少,这导致T2弛豫增加。与SE序列相比,TSE序列中的脂肪信号会增加约50%,因此在T2加权图像中脂肪呈现高信号。
关于水脂化学位移,这是水和脂肪信号之间由于频率差异导致的现象。它可能导致图像中脂肪的位置相对于水的位置发生偏移。
这种位移现象主要出现在频率编码方向,但也可能出现在相位编码方向。在频率编码方向上,脂肪会转移到较低的频率。
水-脂肪化学位移的大小取决于扫描参数如带宽/像素。以像素为单位衡量时,带宽越大,水脂化学位移越小,而信噪比则会降低。场强也会影响水脂化学位移的大小。
在磁共振扫描设置中,Water-fat shift是一个重要的设置项。它可以设置为最小、用户定义或最大值,以平衡几何畸变和信噪比。
脂肪的移动方向也是值得关注的。通过调整脂肪移动的方向,我们可以控制伪影的方向,从而优化图像质量。
以腰椎矢状位成像为例,根据不同的对比需求,我们可以调整Water-fat shift和脂肪移动方向等参数,以获得最佳的图像效果。
在不同的TE(回波时间)下,In phase和out of phase的表现也有所不同。这些特性在FFE序列中得到应用,使得我们能够更好地控制和利用磁共振图像中的信息和特点。
在不同场强下,In phase和out phase的时间会有所变化。在contrast栏中,我们可以直接设置TE为in phase或out phase,以满足不同的成像需求。
头颅MRA成像利用了TE=out phase的技术进行脂肪抑制。这使得我们能够更清晰地观察和诊断各种情况。