[MRI] T2/T2* relaxation

Transverse magnetization을 dephasing 시키는 원인에는 크게 spin-spin relaxation, magnetic field inhomogeneity, chemical shift 3가지가 있다.

Proton간의 상호작용에 의하여 MR 신호가 감소하는 현상.

세차운동을 하는 proton도 하나의 자석이므로 주변 다른 원자들의 국소 자기장 변화가 발생한다.

한 위치 안에서도 시간에 따라서 계속 random하게 변하기 때문에 spin echo로 refocusing할 수 없다.

MRI 기계 내부의 모든 부분이 아주 작은 차이이기는 하지만 조금씩 다른 외부자기장 세기를 갖게 된다. 이렇게 되면 라모어 방정식에 의해 위치에 따라 조금씩 다른 세차주파수를 가지게 되며 이것은 dephasing을 초래하게 된다.

물에 붙어 있는 수소원자(proton)와 지방에 붙어 있는 수소원자는 동일한 자기장 하에서도 미세한 세차주파수의 차이를 나타내고 이것은 dephasing을 초래하게 된다.

T2/T2* relaxation은 둘다 Transverse magnetization의 dephasing에 의해 signal이 감소되는 현상을 지칭하지만 그 범위가 다르다.

T2 relaxation : spin-spin relaxation에 의한 dephasing

T2* relaxation : spin-spin relaxation, magnetic field inhomogeneity, chemical shift 모두에 의한 dephasing

Magnetic field inhomogeneity은 MRI 기계에 의한 것이고, chemical shift는 인체 구성 성분에 의한 것이기 때문에 이 두가지는 같은 위치에서는 시간이 지나더라도 변하지 않는다. 따라서 180º purse를 사용해 refocusing할 수 있게 된다.

하지만 위에서 언급했듯이 spin-spin relaxation은 proton 사이의 random interaction이므로 시간에 따라서 계속 변하고 이것은 180º purse를 사용해 refocusing할 수 없다.