Время T1-релаксации

Время T1-релаксации, также известное как время спин-решеточной релаксации или время продольной релаксации, является мерой того, насколько быстро суммарный вектор намагниченности (NMV) возвращается в свое основное состояние в направлении B₀. Возвращение возбужденных ядер из высокоэнергетического состояния в состояние с низкой энергией или основное состояние связано с передачей энергии окружающим ядрам. Ядерный магнитный резонанс изначально использовался для исследования твердых тел в виде кристаллических решеток, отсюда и название «спин-решеточная» релаксация. Двумя другими формами релаксации являются время T2-релаксации (спин-спиновая релаксация) и T2*-релаксация.

T1-релаксация представляет собой экспоненциальный процесс, как показано на рисунке справа. Длина суммарного вектора намагниченности для последовательности спин-эхо описывается следующим уравнением:

M_t = M_max(1-e^-t/T1)

Где M_t — намагниченность в момент времени = t (время после 90^o импульса), а M_max — максимальная намагниченность при полном восстановлении.

В момент времени = одно T1 сигнал восстанавливается до 63% от своего начального значения после подачи радиочастотного импульса. Спустя время, равное двум T1, намагниченность достигает 86% от исходной величины. Три времени T1 дают 95%. Спины считаются полностью релаксировавшими через 3–5 временных интервалов T1.

Ещё один термин, который можно встретить, — скорость T1-релаксации. Это просто обратная величина времени T1 (1/T1). T1-релаксация происходит быстрее всего, когда движение ядер (вращательное и поступательное, или «скорость кувыркания») совпадает с ларморовской частотой. В результате T1-релаксация зависит от напряжённости основного магнитного поля, которая определяет ларморовскую частоту. Более высокая напряжённость магнитного поля связана с более длительным временем T1.

T1-взвешенные изображения можно получить с использованием последовательности инверсия-восстановление или путем установки коротких значений TR (<750 ms) и TE (<40 ms) в стандартных спин-эхо последовательностях. В последовательностях градиентного эха T1WI можно получить с помощью углов отклонения более 50^o и установки TE менее 15 ms.