Relaxation (MRT)
Definition
Die Relaxation in der Magnetresonanztomographie (MRT) beschreibt die zeitliche Rückkehr der durch einen Hochfrequenzpuls angeregten Magnetisierung in ihren Gleichgewichtszustand. Sie umfasst den Wiederaufbau der Longitudinalmagnetisierung und den Abbau der Transversalmagnetisierung und ist die zentrale Grundlage des MRT-Bildkontrasts.
Physikalische Grundlagen
Nach der Anregung durch einen Hochfrequenzpuls befindet sich das Spinsystem außerhalb des thermischen Gleichgewichts. Die Rückkehr in den Gleichgewichtszustand erfolgt über zwei gleichzeitig ablaufende Prozesse:
- T1-Relaxation (longitudinale Relaxation)
- T2-Relaxation (transversale Relaxation)
Zusätzlich beeinflussen Magnetfeldinhomogenitäten die effektive transversale Relaxation (T2*).
Longitudinale Relaxation (T1)
Die T1-Relaxation beschreibt den Wiederaufbau der Magnetisierung entlang des B0-Magnetfeldes durch Energieaustausch mit der Umgebung (Spin-Gitter-Relaxation).
Transversale Relaxation (T2)
Die T2-Relaxation beschreibt den Verlust der Phasenkohärenz in der Transversalebene durch Wechselwirkungen zwischen Spins (Spin-Spin-Relaxation).
Effektive transversale Relaxation (T2*)
Die T2*-Relaxation berücksichtigt zusätzlich zur T2-Relaxation auch Dephasierung durch Inhomogenitäten des Magnetfeldes und bestimmt den Signalabfall im Free Induction Decay und in Gradientenecho-Sequenzen.
Einfluss auf den Bildkontrast
Unterschiede in den Relaxationseigenschaften verschiedener Gewebe sind die Grundlage des MRT-Kontrasts. Die Bildgewichtung wird durch Sequenzparameter gesteuert:
- Repetitionszeit (TR): beeinflusst T1-Gewichtung
- Echozeit (TE): beeinflusst T2-Gewichtung
- Inversionszeit (TI): ermöglicht selektive Signalunterdrückung
Zusätzlich spielt die Protonendichte eine Rolle für die Signalintensität.