简述MRI对比度优化的方法与作用。

简答题简述MRI对比度优化的方法与作用。

正确答案：（1）TR：TR对图像对比度的作用可分为T1对比度和T2对比度。TR是RF脉冲结束后MZ恢复所需要的时间，TR取得越长，MZ就恢复得越充分，下次激发时倒向XY面的MXY就越大，因而可以获得更强的MR信号。但是，当所有组织都充分弛豫后，各种组织将发出没有差别的信号，组织间的对比度就无法建立。因此，对于T1对比度来说，TR的选择应短。TR短时，只有短T1组织得到了弛豫，而长T1组织尚未来得及恢复，下次激发时前者就会较后者产生更强的信号，从而取得图像的T1对比度。
当TRT1时，组织中的质子已完全弛豫，信号对比度与T1无关；当TR＞T1时，大部分组织将出现饱和，使整个信号幅度下降，这更不利于图像对比度的提高。一般说来，只要TR与T1比较接近，就可获得一定权重的T1WI。在此范围内增减TR，只起到改变权重的作用。
图像对比度是两种组织间信号差别的反映，因此，对比度的取得与所选的组织对有关。不同的组织有不同的T1值，因而要采用不同的TR时间进行成像。在TR比较长的情况下，得到T2加权像。实际上，这时图像中仍有T1对比度和质子密度对比度存在，这一点在头颅成像中表现得特别明显。T1和质子密度不仅与脑灰质和白质的对比度有关，还与脑和脑水肿的对比度有关。因此，当用两种序列对脑脊液进行T2对比度成像时，由于灰质中运动质子的密度高于白质，TR长的序列将会有更好的灰、白质对比度。水肿区的质子密度显然要高于脑白质，因而水肿区可以有更高的图像亮度。由此可见，用长TR得到的T2像中，T2对比度不仅与组织的T2有关，它在很大程度上还受质子密度的影响。
组织的T2值对场强的变化不太敏感，但是，在高场强情况下，用固定TR和延长T2的办法来获取重T2WI时，上述T1WI现象的出现就有可能削弱图像的T2和质子密度加权效果。
（2）TE://回波信号是在t＝TE/2时施加的180°重聚脉冲（SE序列）或梯度翻转脉冲（GRE序列）的作用下产生的。由回波信号的表达式可知，信号幅度与成正比。TE是T2信号的控制因子，即改变序列的TE值主要影响图像的T2对比度。当TE＝T2时，信号强度衰减至初始值的37％；当TE＝2T2时，信号进一步衰减至初始值的l4%。TE越长，信号的衰减就越严重，意味着回波出现之前已有更多的质子失相。它虽然使组织的信号幅度降低，但由于组织的T2不同，一定组织间的对比度（如脑脊液和白质）则随TE的加长而增加。
在形成T2WI时，除了TE外，TR也起到一定的作用。实用中，T2WI通过长TE和长TR的共同控制而得到。
图像的T1对比度主要是在短TR的条件下取得的。实际上与此同时还要使TE尽可能短，以缩小图像中T2弛豫的影响。但是，目前MRI系统所能达到的最短TE（TEmin）在20～40ms之间，这将在所谓的T1WI中引入有意义的T2加权成分。如果MRI扫描仪的TEmin大于有关组织的T2，SE序列对T1的敏感性就会下降。
缩短TEmin比较困难，这是因为序列在TE间期内不仅要发射一个90°RF脉冲，还要待由此激发的FID结束后再发射一个180°RF波。此外，要允许序列有一半的TE时间来对回波信号实施采样。图7-93表示TE时间的组成。图中90°脉冲、FID和180°脉冲共需要5ms时间，而采样所需时间由采样间隔时间td与读出梯度（频率编码梯度）步数（128，256等）的乘积来决定。可见TEmin的设计还要为分辨力的提高留有余地。缩短TEmin的方法之一是采用梯度翻转来取代180°脉冲，即用梯度回波作为信号源。这一设想已被包括GRE序列在内的许多快速成像序列所采用。
缩短TEmin的另一途径是缩短回波的采样时间。这样做将导致两种后果，一是超短的TE有利于得到比较“纯”的T1WI；另一结果是有可能导致SNR降低。我们知道，TE变短后，T2弛豫所允许的时间相应变短，因而能加大质子的MXY幅度。但是，缩短采样时间只能通过加大读出梯度的斜率来实现，而梯度斜率的改变势必使其频带变宽，从而降低SNR。
PDWI产生于T1与T2WI之间。当保持TE最短，用调整TR来进行T1对比度成像时，质子密度的权重随着TR的延长而加重；当保持TR最长，而用TE来进行T2对比度成像时，质子密度的权重则随着TE的变短而加重；最理想的质子密度对比度与尽可能长的TR和尽可能短的TE相对应。
（3）TI：在IR序列中，图像的对比度主要受TI的影响，应根据临床需要灵活选用。例如，为了抑制脂肪信号，TI取值应非常短，并使之满足TI＝0.69（T1）fat的条件（T1弛豫曲线过零点之值），正如我们在STIR序列中所说明的那样。如果成像的目的是为了区分那些T1值相当接近的组织（如灰质和白质），TI之值就应很长（与被区别组织的T1平均值相当），这样就可产生T1对比很强的图像。
（4）α：α是GRE序列家族的专用参数，α的大小决定RF激发后Mxy的大小。α越大，Mz的恢复就越慢，反之亦然。一般来说，小α激发主要产生T2加权效应，图像与传统的T2WI极为相似。增大α意味着允许更多的短T1组织进行弛豫，因而图像的T1依赖性增强。
（5）弛豫时间：弛豫时间是组织的本征特性，从本质上讲，T1和T2弛豫都是生物组织内分子的热运动或随机碰撞的结果。因此，任何可导致分子热运动变化的因素，无论它们是内部的还是外部的，都将导致组织弛豫率的变化。这些因素包括温度、B0以及组织中生物大分子的变化等。
组织的T1值随所在M而变化的现象叫做T1的场强依赖性。在同一场强条件下，需要用TR，TE，TI和α等参数的变化来增强组织的对比度。场强不同了，上述参数也要做相应的调整。低场强下由于白质的T1值较小，它与灰质的对比度较大；而在高场强中，由于T1值随场强增大，灰、白质间的对比度变小。这是磁场影响弛豫，进而影响组织对比度的范例。图中的纵坐标S为信号幅度，CSF表示脑脊液。
人体不同组织T1值的场强依赖性不同。据报道，脑组织的T1值按场强变化倍数的立方根倍延长，骨骼肌的T1则随场强变化倍数的平方根倍增大。
T2弛豫时间主要受细胞水平以及B0的不均匀性影响。B0越不均匀，旋进的质子群越易出现失相。磁场的这种作用可以通过180°重聚脉冲抵销，而T2弛豫过程是抵消不掉的。场强对T2的影响很微弱。
T2对比度主要由固、液体的失相特性来决定。固体（如皮质骨）中的局部场比较明显，因而极易发生自旋-自旋能量交换而失相，故固体的T2一般很短。在液体（包括软组织等受分子约束力相对小的组织）中，局部场因分子的运动而平均或减弱，因而自旋-自旋交换相对较弱，质子的失相就慢。这就是液体T2较长的缘故。
答案解析：
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