Т2 релаксація або спін-спінова релаксація - це експонеціальний процес зрушення векторів сумарною намагніченості по фазі (дефазіровкі), після застосування 90 ° РЧ імпульсу. Вона описує процеси тимчасових і випадкових взаємодій протонів, що призводять до втрати фаз і загальної втрати сигналу, в їх безпосередньому середовищі (молекулах) і визначається переважно гидратацией тканин (вільної та зв'язаної H2 O).
Також відомий як поперечна релаксація.
Обговорення
Після застосування 90 ° РЧ імпульсу, крім відхилення сумарного вектора намагніченості в площину XY, протони починають обертатися в фазі (синхронно). Оскільки кожен протон подібний маленькому стержневому магніту (диполю) з північним і південним полюсами, а полюса одного знака відштовхуються, то впливаючи один на одного одні протони починають сповільнюватися, а інші прискорюватися. Іншими словами, практично відразу починається процес, при якому вектори будуть обертатися з різними швидкостями - почнуть зміщуватися по фазі. Цей процес переходу від стану збігу фаз до відсутності фази і називається T2 релаксацією.
Переходячи в площину XY, після застосування 90 ° РЧ імпульсу, сумарна намагніченість змінює назву на MXY. У момент часу, рівний 0, все спини знаходяться в фазі, але потім починається зсув по фазі. T2 релаксація - також постійна часу, і визначається як час, необхідний для досягнення 37% протонів смещенниія по фазі.
Фактори що впливають на Т2 релаксацію
Кожен протон водню (диполь) перебувати в мікросередовищі біологічної тканини, а все тканини характеризуються мікромагнітнимі полями (
1мТл) генеруються прецессирует протонами водню. Т2 релаксація відбувається за рахунок варіацій локального флуктуирующими (хаотично мінливі) магнітного поля, коли диполі, що вишикувалися в протилежних напрямках (паралельно і антипараллельно) в зовнішньому магнітному полі, за рахунок взаємодій починають перевертати один одного в протилежні напрямки, викликаючи расфазіровку поперечної намагніченості. Швидкість цих переворотів, або передачі енергії між диполями, зростає з частотою варіацій локального магнітного поля, досягаючи частоти Лармора. Вона пов'язана зі швидкістю переміщень і обертання сусідніх диполів і молекул води. Диполь-дипольна взаємодія так само підсилює силу локального поля в залежності від близькості сусідніх диполів.
У чистій воді T2 релаксація довга, тому що молекули рухаються швидше частоти Лармора, так при 20 ° С час Т2 релаксації води одно
2,02 сек. а час Т1 релаксації становить
2,51 сек.
У розчинах макромолекул і біологічних тканинах швидкість вище, а час Т2 релаксації коротше. Це пов'язано з більш повільним рухом як самих протонів в макромолекулах, так і в молекулах води пов'язаної в макромолекулах. Наприклад час в ЦСР T1 = 1.9 сек, а T2 = 0.25 сек; в білій речовині головного мозку, T1 = 0.5 сек, а T2 = 0.07 сек (70 мсек).
Міжмолекулярні і внутрішньо-молекулярні руху протонів в тканинах створюють локальні магнітні поля, які знижують частоту ларморовой прецесії ядер. Іншими словами, диполі синхронізовані основним магнітним полем, за рахунок локальних флуктуацій ізмененяются швидкість прецесії, приводячи до втрати фази і загальної втрати сигналу.
Існує також слабка магнітна сприйнятливість між кістками і м'якими тканинами, що може сприяти появі темної лінії на кордоні розділу середовищ, зокрема на зображень градиентного-відлуння.
Примітка: T2 релаксацію не слід плутати з T2 * релаксацією. яка представляє собою більш широке явище, і включає в себе, на додаток до Т2 релаксації пов'язаної з тканинної характеристикою, статичні ефекти магнітного поля.
Використані джерела:
- Henry Knipe. T2 relaxation. Radiopaedia.org Radiopaedia.org
- Еверт Блинк. Основи МРТ: Фізика Огляд.
- Moriel NessAiver. Simply Physics Огляд.