Bildgewichtung und Kontrast

Die Repetitionszeit TR gibt die Zeit zwischen zwei Anregungspulsen an, die Echozeit TE ist jene Zeit, nach der das vom Gewebe ausgesendete Signal ausgelesen wird (Abb.15).

Abb. 15 : Repetitionszeit TR , Echozeit TE

Durch die Wahl unterschiedlicher Kombinationen dieser beiden Sequenzparameter lassen sich im MR-Bild unterschiedliche Gewebskontraste erzielen.

Der Kontrast der T1-Gewichtung wird durch die TR bestimmt. Sie muss so kurz sein, dass bei einem erneuten Anregungsimpuls noch nicht alle Spins relaxiert sind. Da nur bereits relaxierte (zurückgeklappte) Spins wieder angeregt werden können, hängt die Höhe des FID-Signals und auch die des Spin-Echos davon ab, wie viele Spins beim HF-Impuls wieder zur Anregung zur Verfügung stehen (Sättigung). Wie viele Spins aber in der TR wieder zurückklappen können, ist abhängig von der Schnelligkeit der Längsrelaxation, also von der T1-Zeit des entsprechenden Gewebes.

Das Signal-Echo wird aber auch aufgrund der Dephasierung der Spins nach der T2-Zeit kleiner. Um diesen Einfluss der Dephasierung durch Spin-Spin-Wechsel-wirkungen gering zu halten, muss die TE möglichst klein gewählt werden (Abb.16). Für T1-gewichtete Aufnahmen bei Spin-Echo-Sequenzen wählt man:

TR kurz : 300-800 ms

TE kurz : < 30 ms

Abb. 16: Darstellung der unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Gewebe in Abhängigkeit von der Zeit für T1 gewichtete Aufnahmen

Für T2-gewichtete Aufnahmen wählt man lange TR, so dass die Spins aller Gewebe (auch jene eines Gewebes mit hoher T1-Zeit) genügend Zeit haben bis zum nächsten HF-Impuls vollständig zurückzuklappen. Das FID-Signal und das Signalecho sind nun weitgehend unabhängig von der T1-Zeit. Wählt man eine lange TE-Zeit, bekommt die Dephasierung aufgrund der Spin-Spin-Wechselwirkungen eine große Bedeutung und das resultierende Signal ist stark von der T2-Zeit abhängig (Abb.17). Für T2-gewichtete Aufnahmen bei Spin-Echo-Sequenzen wählt man :

TR lang : > 2 sec

TE lang : 60-120 ms

Abb. 17: Darstellung der unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Gewebe in Abhängigkeit von der Zeit für T2 gewichtete Aufnahmen

Bei der PD/T2-SE-Sequenz wird das erste Spin-Echo zu einem eigenen Bild verarbeitet, dessen Kontrast vorwiegend von der unterschiedlichen Anzahl von Protonen (Wasserstoffatome) der verschiedenen Gewebe abhängt und daher als Protonendichtekontrast PD bezeichnet wird (Abb.18).

TR lang : > 2 sec TE kurz : < 30 ms

Gewebe mit einer hohen Protonendichte, z.B. Hirngewebe, erzeugen durch ihre große Quermagnetisierung ein starkes Signal und erscheinen auf diesen Aufnahmen hell, Gewebe geringerer Protonendichte dunkel. (Abb.18,19c)

In Geweben mit hoher Stoffdichte (z.B. Fett) liegt durch die schnelle T1-Relaxation vor jedem Anregungsimpuls mehr Längsmagnetisierung vor, da die angeregten Protonen auf Grund der kürzeren mittleren Wegstrecken zwischen den einzelnen Molekülen ihre Energie viel schneller abgeben als in Geweben mit geringerer Stoffdichte (Flüssigkeiten). Daraus resultiert eine höhere Quermagnetisierung welche ein stärkeres Signal zur Folge hat. Deshalb erscheint fetthaltiges Gewebe in den T1 gewichteten Aufnahmen hell und Wasser dunkel. (Abb. 19a)

In den T2-gewichteten Aufnahmen stellt sich Wasser auf Grund der großen Anzahl von Protonen (hohe Protonendichte) und der daraus resultierenden großen Quermagnetisierung hell dar, Gewebe mit einer geringen Protonendichte erscheinen dagegen dunkel. (Abb.19b)

a b c

Abb. 19 a-c : axiales MRT-Schnittbild a = T1 gewichtet : Parenchym hell, Liquor dunkel

b = T2 gewichtet : Parenchym dunkel, Liquor hell

c = PD gewichtet : Parenchym hell, Liquor dunkel