第六节 磁共振加权成像

前面几节我们已经知道，不同的组织存在质子含量（质子密度）的差别、T1值差别及T2值的差别，这正是常规MRI能够显示正常解剖结构及病变的基础。下面我们看看如果利用不同组织间的这些差别来显示解剖和病变。

一、“加权”的含义

所谓加权即“突出重点”的意思，也即重点突出某方面特性。之所以要加权是因为在一般的成像过程中，组织的各方面特性（例如：质子密度、T1值、T2值）均对MR信号有贡献，几乎不可能得到仅纯粹反映组织一个特性的MR图像，我们可以利用成像参数的调整，使图像主要反映组织某方面特性，而尽量抑制组织其他特性对MR信号的影响，这就是“加权”。T1加权成像（T1-weighted imaging，T1WI）是指这种成像方法重点突出组织纵向弛豫差别，而尽量减少组织其他特性如横向弛豫等对图像的影响；T2加权成像（T2-weighted imaging，T2WI）重点突出组织的横向弛豫差别；质子密度（proton density，PD）图像则主要反映组织的质子含量差别。

下面来看看加权成像是如何实现的，由于我们还没有涉及到具体的序列，这里仅介绍MR加权成像的基本原理，具体的参数设置将在脉冲序列一章中介绍。已如前述，MRI仪的接收线圈不易检测到宏观纵向磁化矢量，而只能检测到旋转的宏观横向磁化矢量。这里还要补充一点，在MR成像中，无论是什么序列，什么加权成像，在MR信号采集时刻，组织的宏观横向磁化矢量越大，MR信号就越强。

二、质子密度加权成像

质子密度图主要反映不同组织间质子含量的差别。质子密度图很容易实现，以甲、乙两种组织为例，甲组织质子含量高于乙质子，进入主磁场后，质子含量高的甲组织产生的宏观纵向磁化矢量大于乙组织（图12a）；90脉冲后甲组织产生的旋转宏观横向磁化矢量就大于乙组织（图12b），这时马上检测MR信号，甲组织产生的MR信号将高于乙组织（图12c）。即质子密度越高，MR信号强度越大，这就是质子密度加权成像。

       a                           b                         c

图12  质子密度加权成像示意图  图a示由于甲组织的质子含量高于乙组织，进入主磁场所产生的宏观纵向磁化矢量（Mz）将大于乙组织；图b示90脉冲后，甲组织产生的宏观横向磁化矢量也大于乙组织；图c示接收线圈探测甲组织的MR信号大于乙组织。

三、T2加权成像

T2WI主要反映组织横向弛豫的差别。以甲、乙两种组织为例，假设这两种组织质子密度相同，但甲组织的横向弛豫比乙组织慢（即甲组织的T2值长于乙组织），进入主磁场后由于质子密度一样，甲乙两种组织产生的宏观纵向磁化矢量大小相同（图13a），90脉冲后产生的宏观横向磁化矢量的大小也相同（图13b），我们不马上检测MR信号；甲乙两种组织的质子将发生横向弛豫，由于甲组织横向弛豫比乙组织慢，到一定时刻，甲组织衰减掉的宏观横向磁化矢量少于乙组织，其残留的宏观横向磁化矢量将大于乙组织（图13c），这时检测MR信号，甲组织的MR信号强度将高于乙组织（图13d），这样就实现了T2WI。在T2WI上，组织的T2值越大，其MR信号强度越大。

a                   b                   c                   d

图13  T2加权成像示意图  图a示由于甲乙两种组织的质子密度相同，进入主磁场后产生的宏观纵向磁化矢量（Mz）也相同；图b示90脉冲激发后两种组织产生的宏观横向磁化矢量（Mxy）也相同，但此时不探测MR信号；图c示经过一定时间后，甲组织由于横向弛豫速度比乙组织慢，残留的横向磁化矢量（Mxy）大于乙组织；图d示此时接收线圈探测到甲组织的MR信号强度大于乙组织。

  a                    b                  c                   d

图14  T1加权成像示意图  图a示由于甲乙两种组织的质子密度相同，进入主磁场后产生的宏观纵向磁化矢量（Mz）也相同；90脉冲将使宏观纵向磁化矢量变成零，90脉冲关闭后两种组织发生纵向弛豫（即Mz从零开始逐渐恢复），由于甲组织T1值比乙组织短，到图b所示的时刻，甲组织已经恢复的宏观纵向磁化矢量大于乙组织；图c示施加第二个90脉冲后，甲乙两组织的纵向磁化矢量偏转到XY平面，甲组织产生的宏观横向磁化矢量大于乙组织，此时立刻采集MR信号；图d示接收线圈探测到甲组织的MR信号强度大于乙组织。

四、T1加权成像

T1WI主要反映组织纵向弛豫的差别。我们还是以甲、乙两种组织为例，假设这两种组织质子密度相同，但甲组织的纵向弛豫比乙组织快（即甲组织的T1值短于乙组织）。进入主磁场后由于质子密度一样，甲乙两种组织产生的纵向磁化矢量大小相同（图14a），90脉冲后产生的宏观横向磁化矢量的大小也相同，我们先不去理会这种横向磁化矢量，也不马上检测MR信号。射频脉冲关闭后，甲乙两种组织将发生纵向弛豫，由于甲组织的纵向弛豫比乙组织快，过一定时间以后，甲组织已经恢复的宏观纵向磁化矢量将大于乙组织（图14b）。由于接收线圈不能检测到这种纵向磁化矢量的差别，必须使用第二个90脉冲。第二个90脉冲后，甲、乙两组织的宏观纵向磁化矢量将发生偏转，产生宏观横向磁化矢量，因为这时甲组织的纵向磁化矢量大于乙组织，其产生的横向磁化矢量将大于乙组织（图14c），这时马上检测MR信号，甲组织产生的MR信号将高于乙组织（图14d），这样就实现了T1WI。在有不舒服记得找医生，千万不要小不舒服酿成大问题

T1WI上，组织的T1值越小，其MR信号强度越大。