ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ РЕЗОНАНСА ЯДРО, НАХОДЯЩЕЕСЯ В СОСТОЯНИИ С НИЗКОЙ ЭНЕРГИЕЙ
1) переходит в состояние с высокой энергией (+)
2) переходит в состояние более низкой энергии
3) не меняет своего состояния
4) гасит явление резонанса
При поглощении радиочастотного импульса на ларморовской частоте спины, находящиеся в более стабильной низкоэнергетической ориентации, переходят в менее стабильную—высокоэнергетическую. Это и есть физический смысл резонанса: энергия внешнего РЧ-поля совпадает с энергетическим зазором между уровнями, уменьшая продольную намагниченность (Mz) и увеличивая поперечную (Mxy), что делает сигнал детектируемым. Верным считается переход в состояние с высокой энергией.
Далее система релаксирует: со временем T1 восстанавливается Mz за счёт возврата спинов в низкоэнергетическое состояние, а за T2 происходит потеря фазовой когерентности Mxy. Клинически это позволяет выбирать контраст—короткие TR/TE усиливают вклад T1, длинные TR/TE подчёркивают T2. Но ключ к запуску всего процесса один: резонанс с переводом части ядер на более высокий энергетический уровень.
| Параметр | Суть | Что происходит при резонансе | Клиническое значение | Типичные единицы/диапазон |
|---|---|---|---|---|
| Энергетические уровни (Eнизк, Eвыс) | Две ориентации спина в поле B0 | Переход Eнизк → Eвыс | Запуск формирования сигнала МР | ΔE = ħγB0 |
| Частота Лармора | ω0 = γB0 | Совпадение с РЧ-импульсом обеспечивает поглощение | Определяет частотную селективность и свипы | МГц (≈42,58 МГц/Т для ¹H) |
| B0 (основное поле) | Поле магнита | Увеличение ΔE и SNR при росте B0 | Выбор 1,5Т vs 3Т влияет на контраст/артефакты | 0,2–7 Т (клинически 1,5–3 Т) |
| РЧ-импульс (flip angle) | Поворот вектора намагниченности | Перевод спинов в высокоэнергетическое состояние | Контроль контраста (GRE vs SE) | Градусы (10–180°) |
| Продольная намагниченность (Mz) | Компонента вдоль B0 | Снижается из-за заселения Eвыс | Определяет насыщение и T1-контраст | От 0 до M0 |
| Поперечная намагниченность (Mxy) | Когерентная компонента в поперечной плоскости | Возникает и детектируется как сигнал | Источник Эхо-сигнала (FID/SE/GRE) | Пропорциональна SNR |
| Населённость уровней | Разница spинов на Eнизк и Eвыс | Выравнивается при насыщении | Влияет на интенсивность сигнала | Больцмановское распределение |
| T1-релаксация | Восстановление Mz | Возврат из Eвыс в Eнизк | T1-взвешивание (жир ярче, ГКМ сокращает T1) | ≈200–2000 мс |
| T2-релаксация | Декогерентность Mxy | Снижение сигнала без обмена уровней | T2-взвешивание (вода/отёк ярче) | ≈30–200 мс |
| T2* | T2 с учётом неоднородностей | Ускоренное затухание сигнала | Чувствительность к крови, кальцинатам, воздухy | Короче T2 |
| TR (повторный интервал) | Время между возбуждениями | Определяет степень восстановления Mz | Ключевой рычаг T1-контраста | Короткий/длинный (мс) |
| TE (время эха) | Время до сбора сигнала | Фиксирует вклад T2/T2* | Ключевой рычаг T2-контраста | Короткий/длинный (мс) |