2-1 T1 與 T2 加權影像
人體內不同組織的 T1 遲豫時間(T1 relaxation time)與 T2 遲豫時間(T2 relaxation time)皆不相同，藉由調整 MRI 的重覆時間(repetition time, TR)與回 訊時間(echo time, TE)參數，即可獲得不同權重的影像。若要區別不同組織間 T1 遲豫時間之差別，使用短 TR 與短 TE 即可取得 T1 加權影像，而區別不同 組織間 T2 遲豫時間之差別，則使用長 TR 與長 TE 即可取得 T2 加權影像。由 於水之 T1 遲豫時間與 T2 遲豫時間較長，而脂肪的 T1 遲豫時間與 T2 遲豫時 間較短，適當的取像參數設定可提高組織間之對比，進而區別不同組織。
臨床上水訊號和脂肪訊號是放射科醫師藉以診斷疾病的重要依據，在 T1 加權影像中，水相對於其他組織的訊號較低，脂肪訊號則較高，如圖 2-1 所示。
而 T2 加權影像中，水與脂肪相對於其他組織的訊號較高，如圖 2-2 所示。當 病灶在 MRI 影像中訊號強度相近時，為了分辨病灶與正常組職，藉由組織的 特性抑制特定組織的訊號將是分辨病灶的一大關鍵。
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圖 2-1 腰椎之 T1 加權影像。左圖為 T1 加權影像，椎體中的腦脊髓液(CSF) 為低訊號，而背部脂肪為高訊號；右圖為脂肪抑制 T1 加權影像，背部脂肪訊 號被抑制而呈低訊號。
圖 2-2 腰椎之 T2 加權影像。左圖為 T2 加權影像，椎體中的腦脊髓液(CSF) 為高訊號，背部脂肪而為高訊號。右圖為脂肪抑制 T2 加權影像，背部脂肪訊 號被抑制而呈低訊號，而腦脊髓液則呈高訊號。
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2-2 脂肪抑制技術
2-2-1 頻率選擇脂肪抑制 (Spectral fat saturation, Fat Sat)
醫學上磁振造影為氫質子成像，而鍵結於不同分子的氫質子旋進頻率會 些許不同，水與脂肪的氫質子在 1.5T 磁場下，旋進頻率相近，約差 3.5 ppm (220Hz)。一般 MRI 掃描使用之激發射頻頻寬為 1.25kHz，水與脂肪的氫質子 會同時被激發，接收頻寬約 32 kHz，擷取訊號時，會同時接收水與脂肪的訊 號，此技術使用水與脂肪中氫質子旋進頻率之差異，抑制脂肪的訊號。施以 一般激發 RF 射頻前，施以脂肪氫質子為中心頻率之 90°窄頻寬的預飽和射 頻，僅激發脂肪的氫質子，而偏折到 X-Y 平面，此稱之為飽和(saturation)，接 著施以一般的 90°之激發射頻，同時激發水及脂肪之氫質子，水的氫質子被偏 折至 X-Y 平面，而脂肪之氫質子因僅少量回復至 Z 軸而產生微小的訊號，達 到脂肪抑制的效果，如圖 2-3 所示。
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圖 2-3 頻率選擇脂肪抑制之示意圖。(a) 首先，施以脂肪氫質子為中心頻率 窄頻寬的射頻，飽和脂肪的氫質子(b)已飽和的脂肪氫質子少量回復到 Z 軸產 生微小磁向量(c)施以一般的 90°激發射頻，同時激發水與脂肪氫質子。
頻率選擇脂肪抑制的優點：(1)使用與脂肪氫質子相同頻率的 RF 射頻飽 和，不影響其他組織對比 (2)磁場愈高，水與脂肪旋進頻率相差更大，抑制效 果更佳 (3)可應用於多種造影波序(4)適用於施打顯影劑造影[27]。
頻率選擇脂肪抑制的缺點：(1)若 B0 和 B1 磁場不均勻，會造成脂肪的氫 質子旋進頻率與 RF 射頻所選擇的頻率有差異，則脂肪抑制效果不佳(2)施以預 飽和的 RF 射頻增長 TR 而減少切面張數，如須固定切面張數，則會增加掃描 時間 (3)主磁場強度愈低，脂肪抑制效果愈差，1.0T 磁場中水與脂肪旋進頻率 相差約為 150Hz，0.5T 則約為 75Hz，若使用的 RF 頻寬不夠窄，將會連同飽 和部分水分子 (4)因脂肪的氫質子於不同位置之主磁場中旋進頻率會有所差 異，如造影視野太大，窄頻寬的射頻可能無法涵蓋所有位置的脂肪氫質子旋 進頻率，將會造成視野邊緣的脂肪組織抑制不佳[28]。
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2-2-2 短反轉時間反轉回復 (Short TI Inversion Recovery, STIR)
在施以 90°激發射頻前，先施以 180°射頻激發水與脂肪的氫質子，將磁向 量偏轉至-Z 軸，當各組織的氫質子開始沿著 Z 軸回復時，-Z 軸的磁向量慢慢 的回復至零點(Null point)，接著往+Z 軸方向回復至初始大小的磁向量。當我 們想抑制某組織的訊號，可選擇該組織從-Z 軸回復至零點時，即施以 90°射 頻，因該組織在 Z 軸方向之靜磁量為零，所以沒有磁向量偏轉至 X-Y 平面上，
因此沒有任何訊號產生。欲抑制脂肪訊號，必須知道脂肪回復到零點的時間，
180°至 90°間之時間稱為反轉時間，因水與脂肪的 T1 遲豫時間差異相當大(水 的 T1 遲豫時間≒ 3000 ms；脂肪的 T1 遲豫時間≒ 200 ms)，藉由脂肪的短 T1 遲豫時間，選擇合適的短 TI 使脂肪之磁向量回復到零點[TI = 0.693×(欲抑 制組織的 T1 遲豫時間)]，即可抑制脂肪訊號[29-32]，如圖 2-4 所示。
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圖 2-4 短回復時間反轉回復脂肪抑制之示意圖。先施以 180°射頻同時激發水 與脂肪的氫質子，當脂肪的氫質子回復到零點時，再施以 90°射頻，即可抑制 脂肪訊號。
短反轉時間反轉回復的優點：(1)B0 磁場均勻度的影響較小，此法抑制組織係 決定於欲抑制組織的 T1 遲豫時間，即使在低磁場中也不會受組織旋進頻率影 響。(2)大範圍的 FOV 掃描也能得到好的抑制效果。
短反轉時間反轉回復的缺點：(1)因在 90°射頻激發前施以 180°RF 射頻，準備 時間較長，會增長 TR 而減少切面張數。(2)某種組織(如血腫)之 T1 遲豫時間 接近於脂肪，則訊號會一併被抑制，造成組織間對比下降。(3)不適用於顯影 劑造影，因顯影劑(釓)會降低組織的 T1 遲豫時間，而使組織之 TI 與脂肪的
TI
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TI 相近。
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2-2-3 頻率選擇絕熱反轉回復 (Spectrally Adiabatic Inversion Recovery, SPAIR)
此技術改良短反轉時間反轉回復以提高脂肪抑制效果及組織間之對比， SPAIR 技術在施以 90°激發射頻時，水的磁向量一直在+Z 軸方向，因此，SPAIR 組織間之對比大於 STIR。
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圖 2-5 頻率選擇絕熱反轉回復之示意圖。使用窄頻寬而略大於 90°的射頻以 脂肪氫質子為中心頻率，將部分脂肪的氫質子偏折到-Z 軸，當脂肪的氫質子 回復到零點時，即施以 90°射頻。
頻率選擇絕熱反轉回復的優點：（1）比 STIR 短(掃描時間)，因施以 90°
激發射頻前的窄頻寬射頻僅略大於 90°。（2）對 B1 磁場之不均勻度較不敏感。
（3）訊雜比(Signal to Noise Ratio, SNR)較高，水的氫質子磁向量一直維持在 +Z 軸，磁向量不變[34]。
頻率選擇絕熱反轉回復的缺點：（1）不能使用於低磁場強度 MRI 掃描儀。（2）
對 B0 主磁場均勻度較敏感，磁場不均勻會造成與頻率選擇脂肪抑制技術相同 之結果，無法準確地抑制脂肪氫質子。(3)解剖位置較複雜之部位(如肩頸)，因 各組織間磁化率不同，會導致抑制效果不佳。
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快速自旋回訊(Turbo Spin Echo, TSE)與常規自旋回訊(Conventional Spin Echo, CSE)最大的差別在於 TSE 於一個 TR 內擷取多個回訊填入 K-space 的方
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圖 2-6 自旋回訊(spin echo)之 spin 示意圖。(a)氫質子順著主磁場排列於 Z 軸 方向(b)施以 90°RF 射頻脈衝後，spin 偏折至 X-Y 平面(c)90°RF 射頻脈衝後，
自旋開始失相(d)經過一段時間(τ)後，施以 180°射頻脈衝，氫質子自旋反轉 180°(e)氫質子再聚相(f)氫質子同相位，訊號達到最大值。
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圖 2-7 常規自旋回訊與快速自旋回訊差異圖。快速自旋回訊於一個 TR 內擷 取多個回訊填入 K-space 的方式，使得掃描時間縮短。
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