在磁共振成像 (MRI) 中，反转时间 (TI) 是反转恢复脉冲序列中的一个特定参数。它表示施加 180 度反转脉冲（将纵向磁化翻转到相反方向）与随后的 90 度激励脉冲（将磁化翻转到横向平面以创建 MR 信号）之间的时间间隔。
MRI 反转时间 (TI) 的物理机制
反转脉冲（180 度脉冲）：首先，施加 180 度反转脉冲，将纵向磁化从静止状态 (M0) 翻转至相反方向。
反转时间 (TI)：反转脉冲之后，有一个等待时间，称为反转时间 (TI)，在此期间纵向磁化恢复到其初始值。恢复的速率由组织的 T1 弛豫时间决定。
激发脉冲（90 度脉冲）：反转时间一过，就会施加 90 度激发脉冲。该脉冲将纵向磁化转换为横向磁化，然后测量横向磁化以生成图像。
TI 在 MRI 中的重要性
反转时间对于区分具有不同 T1 弛豫时间的组织至关重要。通过调整反转时间，可以消除特定组织类型的信号，从而增强病理在结果图像中的可见性。例如，在名为“液体衰减反转恢复”(FLAIR) 的序列中，反转时间设置为消除脑脊液信号，从而更容易检测周围脑组织中的病变。
反转时间在 MRI 中的应用
反转时间 (TI) 用于不同的 MRI 序列，根据不同组织的松弛时间优化其对比度，从而帮助诊断各种疾病。以下是反转时间在多个 MRI 序列中的应用：
STIR（短 Tau 反转恢复）
在 MRI 中，STIR（短 Tau 反转恢复）是一种特定序列，用于消除或抑制来自脂肪的信号，从而可以更清晰地显示某些类型的病理，例如水肿或炎症。
对于 STIR 成像，其目的是抑制脂肪信号。因此，最佳 TI 的选择基于脂肪纵向磁化在反转脉冲后达到零所需的时间。
脂肪抑制的最佳TI取决于MRI扫描仪的场强：
1.5T 扫描仪：通常，对于 1.5T MRI 系统，TI 值约为 130-170 毫秒，可实现最佳脂肪抑制。此值可能因特定扫描仪和条件而略有不同。
3T 扫描仪：对于 3T MRI 系统，由于磁场强度是 1.5T 的两倍，包括脂肪在内的组织的松弛特性会发生改变。3T 下脂肪抑制的最佳 TI 值通常在 190-230 毫秒范围内。
FLAIR（液体衰减反转恢复）
在 MRI 中，FLAIR 代表液体衰减反转恢复，这是一种特定类型的成像序列，用于消除或抑制来自脑脊液 (CSF) 的信号，从而更容易观察脑室周围和蛛网膜下腔病变。FLAIR 中的 TI 值选择是为了确保在施加激励脉冲时流体的纵向磁化处于零点。对于标准 FLAIR 序列，TI 通常设置在 2200 到 2500 毫秒左右。
3T T1 加权成像中的组织对比增强
在3T 场强下，优化 TI 尤为重要，因为信噪比增加且组织之间的 T1 对比度最小。对于 3T 的 T1 加权 MRI，选择合适的 TI 对于消除特定组织类型的信号至关重要，通常会增强灰质和白质之间的对比度。3T 的典型 TI 值范围可能在 700 毫秒到 1200 毫秒之间，其中 900 毫秒左右通常是消除 CSF 信号和增强白质和灰质之间对比度的最佳值。
参考文献
- Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R., & Venkatesan, R. (2019). Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design. John Wiley & Sons.
- Smith, A. B. et al. (2020). “Optimizing Inversion Time in Cardiac Late Gadolinium Enhancement MRI for Improved Scar Visualization.” Magnetic Resonance in Medicine, 80(4), 1611-1620.