名词解释
- 重复时间（TR）：两个激发脉冲的间隔时间即称TR。
- 回波时间（TE）：即90°射频脉冲放射后到采集回波信号之间的时间。
- 序列：指检查中使用的脉冲程序-组合，简单来说就是发射脉冲的方式。常用的有自旋回波(SE)，快速自旋回波(FSE)，梯度回波(GE)，翻转恢复序列IR)，平面回波序列(EPI)。
- 弛豫：射频脉冲终止后，处于激发状态的氢质子恢复其原始状态，这个过程称为弛豫。
- 纵向弛豫时间（T1）：纵向磁化从零恢复到原平衡的63%大小所需要的时间。
- 横向弛豫时间（T2）：横向磁化从最大值减小到最大值的37%大小所需要的时间。
- 进动：质子在外加磁场中并非静止的，而是做快速的锥形旋转运动，质子在磁场中的这种自旋就称为进动。
水脂分离是Dixon在1984年首次提出的一种化学位移MRI方法[1]。MRI是对软组织和神经成像具有优势的成像模态，但是脂肪的强信号往往会干扰对病灶的诊断和治疗中的应用，需要通过抑制脂肪信号增强病灶的对比度，其中影响比较大的疾病如炎症、水肿、肿瘤等。在乳房或视神经中都有脂肪组织，其T1很短约230ms@1.5T，在短TR和短TE的T1加权成像上脂肪很容易成为一种干扰源。因此，临床MRI经常需要抑制信号以增加组织水图像的对比度。在T2加权的快自旋回波（SE）图形上，亮的脂肪信号与量的病灶信号容易发生混淆。在平面回波EPI图形上沿相位编码方向，脂肪化学位移伪影特别显著，必须抑制。解决水脂信号的分离，不只是从抑制脂肪信号的一方面考虑，因为有时脂肪信号还有用，例如骨髓病、肾上腺瘤，脂肪肝的诊断都需要脂肪成分的定量信息以及水脂比例信息。
而水脂分离技术，便是基于以上问题在前人研究基础上提出的方法。原始Dixon方法是利用水质子和脂肪质子拉莫尔频率差, 通过调节回波时间TE作两次采集, 第一次采集使得这两种成份的横向磁化强度矢量同相位。得到水和脂肪的加权像；第二次采集使他们的相位相反已得到其差像。对“和”像和“差”像进行减法运算，可分离出单独的水像和脂肪像。这种扫描采集机制写为（0°，180°），俗称为两点式Dixon（2PD）方法[2-4]。
第一幅图像采集时，180°RF脉冲位于TE/2时刻，是传统的SE采集。在信号读出的TE时刻，由于自旋回波和梯度回波重合，体元内水、脂质子磁化强度矢量平行，即水、脂信号相加，得到的是水与脂肪的和像：S1=W+F (W表示水像，F表示脂肪像) 如图1 (A) 所示。第二幅图像采集时，把180°RF脉冲的位置调到TE/2-τ时刻，其中τ=1/ (4δν) , (δν是水、脂化学位移频率差)。则在TE-2τ时刻，体元内以不同频率进动的静止自旋的相散都将得到补偿，形成SE回波，此时水、脂质子磁化强度矢量同向，但不采集回波。再经过2τ=1/ (2δν) =T/2 (T为脂肪质子相对于水质子的进动周期) 的时间，即在TE时刻，体元内水、脂质子磁化强度矢量反向，即水、脂信号相减，此时沿梯度方向体元内的所有位置都是水与脂肪的信号差。采集该回波所得图像是水与脂的差像：S2=W-F。如图1(B) 所示。
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图1
备注：在A中采集的是水脂同相信号所成的像，是标准的SE图像，即在RF回波TE时刻油和水质子磁化强度矢量平行(同相位准=0)；在B中采集的是水脂反相图像，通过把180°再聚焦脉冲移前τ=1/ (4δν) 时间，在(TE-2τ)时间产生水脂同相位的自旋回波，而在TE时间是水脂相差π角的梯度回波，用此回波成的像是水脂反相图像。
参考文献
[1] Dixon WT, Simple proton spectroscopic imaging[J].Radiology, 1984, 153:189.Dixon WT, 直接质子谱成像[J].放射学杂志,1984,153:189
[2] 刘亚涛,俎栋林,包尚联.水、脂分离磁共振成像Dixon方法[J].中国医学物理学杂志,2012,29(06):3759-3768+3792.
[3] 张晶,刁文超,程军营,艾雪强,刘镖水.基于3D区域增长的磁共振水脂分离方法[J].中国医学物理学杂志,2017,34(10):1013-1017.
[4] 邓云翔,李跃华.磁共振成像水脂分离技术在脊柱病变中的应用[J].上海医学,2017,40(09):573-576.
