自旋迴訊

自旋迴波,是磁共振現象中的一種信號來源,相對於第一個射頻脈衝(RF pulse)激發後立刻出現的自由感應衰減(FID),自旋迴波是透過第二個射頻脈衝之後,將失相的磁化向量重新聚焦(refocus)而長回來的信號。“自旋迴波”是項歷史名詞,若從意義上來看,稱之為射頻回波(RF echo)可能更為貼切,以其為射頻聚焦造成的回波,相對於利用梯度反轉達成聚焦的梯度回波(gradient echo)。

簡介

自旋迴波,是磁共振現象中的一種信號來源,相對於第一個射頻脈衝(RF pulse)激發後立刻出現的自由感應衰減(FID),自旋迴波是透過第二個射頻脈衝之後,將失相的磁化向量重新聚焦(refocus)而長回來的信號。“自旋迴波”是項歷史名詞,若從意義上來看,稱之為 射頻回波(RF echo)可能更為貼切,以其為射頻聚焦造成的回波,相對於利用梯度反轉達成聚焦的梯度回波(gradient echo)。

歷史

在核磁共振(時稱“核感應”,Nuclear induction)發現後不久,埃爾溫·翰(Erwin L. Hahn)於1950年的《物理評論》雜誌發表了一篇名為“自旋迴波”的文章,首次介紹了這個現象。為了紀念他,他所提出的“單一自旋迴波磁振脈衝序列”方法以及相應產生的信號,也稱作“翰回波”(Hahn echo)。

機制

在射頻激發之後,熱平衡態的磁化向量(磁向量)M部分或全部被翻轉到垂直主磁場的橫平面上,產生了自由感應衰減(FID)這種信號。由於局部磁場不均勻、化學位移等等因素,使得自旋不完全是處在預想的共振頻率上(由主磁場強度與核種決定),事實上有不同的共振頻率與旋進速率。隨著時間,這樣的離共振現象使得橫磁向量不再處在同一方向上,使得橫磁向量的向量和變小,即造成信號強度變小。這是自由感應衰減(FID)的機制。

自旋迴波的產生,是額外加上一個聚焦用的射頻脈衝,傳統是用翻轉角180度的脈衝。其作用在於將不同旋進速率的自旋一下子反轉,變成跑得快的在後,跑得慢的在前。隨著時間,跑得快的漸漸追上跑得慢的,則橫磁向量漸漸排在一起;當排在同一方向上時,可以發現此時自旋信號強度達到最高峰。

整段過程信號慢慢回復,到達最高峰,再慢慢消逝;相對於自由感應衰減是一激發就出現的自旋反應信號,其與激發當下隔了一段時間,像個回音(echo)一樣,而其又來自於射頻聚焦,故應稱為“射頻回波”,但因歷史因素,多稱為“自旋迴波”。

其它含義

自旋迴波也是一大類磁振脈衝序列的總稱,包括有先前提過的“翰回波”以及它的造影版本、“CP自旋迴波磁振脈衝序列”、“CPMG自旋迴波磁振脈衝序列”,更廣義的還包括了磁振造影中的“快速自旋迴波磁振脈衝序列”。其中,C是Carr字首、P是Purcell字首、M是Meiboom字首、G是Gill字首,是核磁共振歷史中研究自旋迴波的幾位貢獻者姓氏。

另外,在磁振造影方面,單講“自旋迴波磁振脈衝序列”通常是指“翰回波”的造影版本。

相關條目

•核磁共振

•磁振造影

•自由感應衰減

•梯度回波

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