T1（或縱向弛豫時間）是 MRI 物理學中的一個基本概念，指的是組織的縱向磁化強度在受到外部射頻 (RF) 脈沖擾動後恢復到平衡狀態所需的時間。 T1 弛豫是 MRI 中的一個重要參數，因為它影響 MRI 影像中不同組織之間的對比度。
以下是 MRI 中 T1 弛豫背後的物理原理的簡要概述：
平衡磁化： 在磁場 (B0) 中，組織中的質子（氫原子核）與磁場對齊。這會沿磁場方向產生凈宏觀磁化強度，稱為平衡磁化強度或縱向磁化強度 (Mz)。
RF 脈沖擾動： 為了建立 MRI 影像，垂直於 B0 磁場施加 RF 脈沖。這些脈沖可以使縱向磁化強度偏離 B0 方向，有效地將其移動到橫向平面（xy 平面）。
弛豫過程： 射頻脈沖關閉後，被擾動的磁化強度開始沿B0方向恢復到平衡狀態。這種恢復涉及兩個主要的松弛過程：T1 松弛和 T2 松弛。
T1 弛豫： T1 弛豫，也稱為縱向弛豫，是縱向磁化強度 (Mz) 恢復到其平衡值。該過程由時間常數 T1 控制。當組織的質子恢復到與磁場的平衡排列時，縱向磁化強度增加。不同的組織具有不同的 T1 值，導致恢復速度不同並影響 MRI 影像的對比度。
T2 弛豫： T2 弛豫，也稱為橫向弛豫，是由於相鄰質子之間的交互作用而導致的橫向磁化強度 (Mxy) 的衰減。它由時間常數 T2 控制。 T2 弛豫導致質子之間相位相幹性的喪失，從而導致橫向平面中的訊號衰減。
T1 加權和 T2 加權影像： 透過操縱 RF 脈沖的時序和脈沖序列之間的時間，MRI 掃描器可以生成 T1 加權和 T2 加權影像。 T1 加權影像提供良好的解剖細節，而 T2 加權影像對組織含水量的變化敏感，可以突出炎癥和水腫等病理。
MRI T1 影像特征
當 MRI 序列配置為生成 T1 加權影像時，具有短 T1 值的組織表現出最高的磁化強度，並且在生成的影像中顯得最亮。 T1 加權序列主要透過減少 T2 貢獻的影響來增強 T1 對比度。這通常是透過采用 300-600 ms 的短重復時間 (TR) 來放大恢復平衡期間縱向弛豫的區別，並利用 10-15 ms 的短回波時間 (TE) 來最小化 T2 的影響來實作的。訊號采集期間的依賴性。
MRI T1 影像外觀
辨識T1加權影像的最簡單方法是尋找體內充滿液體的空間，例如腦室和椎管中的腦脊液、腹部中的遊離液體、膽囊和膽總管中的液體、滑液關節積液、尿路和膀胱積液、水腫或體內任何其他病理性積液。流體在 T1 加權影像中通常顯得較暗。以下是不同器官和組織在 T1 加權影像上的顯示方式：
富含脂肪的組織：
肌肉和軟組織：
大腦中的灰質和白質：
血液
含液體結構：
骨骼和鈣化：
肝臟：
脾臟：
腎臟：
胰腺
T1 加權 MRI 的病理表現
病理過程通常會增加組織中的水含量。由於添加了水成分，這會導致 T1 加權影像上的訊號損失和 T2 加權影像上的訊號增加。因此，病理過程通常在 T2 加權影像上較亮，而在 T1 加權影像上較暗。
T1 加權影像上的病理表現可能因特定組織或異常而異。以下是不同病理在 T1 加權影像上表現的幾種方式：
腫瘤： 腫瘤可能會在 T1 加權影像上表現出改變的訊號強度區域。根據腫瘤的細胞結構、血管分布和成分等因素，與周圍組織相比，它們可能呈低訊號（較暗）或等訊號（呈灰色）。
水腫： 由於含水量增加，水腫組織可能在 T1 加權影像上顯示低訊號。這是由於水的 T1 弛豫時間較短，導致訊號強度降低。
出血： 出血在不同階段可以顯示不同的訊號強度：
脂肪瘤： 脂肪瘤由脂肪組織組成，由於其大量脂肪含量，通常在 T1 加權影像上呈現高訊號。在涉及脂肪飽和技術的成像序列中，這一點變得尤其值得註意，導致脂肪組織顯得更暗。
鈣化： 鈣化通常在 T1 加權影像上表現為低訊號。然而，具體外觀可能因鈣化的型別和數量而異。
囊腫： 由於含水量升高，簡單的充滿液體的囊腫可能在 T1 加權影像上顯示低訊號（暗）。相反，復雜或出血性囊腫可能表現出不同的訊號強度。
炎癥： 由於水分含量升高和組織內的變化，炎癥組織在 T1 加權影像上可能會出現低訊號。
退行性變化： 由於含水量和組織成分的變化，退行性組織（例如脊柱中的退行性椎間盤）可能在 T1 加權影像上表現為低訊號。
組織及其 T1表現：
大腦：
脊柱：
腹部和骨盆：
肌肉骨骼：
顱腦 軸位T1加權像
顱腦 冠位T1加權像
眼眶 冠位T1加權像
面部 軸位T1加權像
頸部 軸位T1加權像
頸椎 矢狀位T1加權像
胸部 軸位T1加權像
頸椎 軸位T1加權像
腰椎 軸位T1加權像
腰椎 矢狀位T1加權像
雙腎 冠位T1加權像
雙側股骨頭 軸位T1加權像
骶髂關節 冠位T1加權像
雙側大腿 冠位T1加權像
雙側大腿 軸位T1加權像
膝關節 矢狀位 T1加權像
雙側小腿 軸位T1加權像
踝關節 矢狀位T1加權像
足部 冠位T1加權像
肩關節 軸位T1加權像
肩關節 冠位T1加權像
肘關節 冠位T1加權像
腕關節 冠位T1加權像
手掌 冠位T1加權像
