弛豫时间T1和T2的理解问题

弛豫过程
在核磁共振现象中，弛豫是指原子核发生共振且处在高能状态时，当射频脉冲停止后，将迅速恢复到原来低能状态的现象。恢复的过程即称为弛豫过程，它是一个能量转换过程，需要一定的时间反映了质子系统中质子之间和质子周围环境之间的相互作用。

完成弛豫过程分两步进行，即纵向磁化强度矢量Mz恢复到最初平衡状态的M0和横向磁化强度Mxy要衰减到零，这两步是同时开始但独立完成的，下面将简单介绍横向弛豫过程和弛豫时间T2。
在射频脉冲的作用下，所有质子的相位都相同，它们都沿相同的方向排列，以相同的角速度（或角频率）绕外磁场进动。当射频脉冲停止后，同相位的质子彼此之间将逐渐出现相位差，即失相位。
我们把质子由同相位逐渐分散最终均匀分布，宏观表现为其横向磁化强度矢量Mxy 从最大（对于π/2脉冲来说，为M0）逐渐衰减为0的过程称为横向弛豫过程。
下图为处在外磁场（沿z轴）中4个质子系统



（a）在射频脉冲作用后最初4个质子磁矩的横向分量相同形成横向磁化强度Mxy；（b）表示开始失相位；
（c）为完全失相位，横向磁化强度衰减为零。
从物理学的观点看，横向弛豫过程是同种核相互交换能量的过程，故又称为自旋-自旋弛豫过程。由于质子自旋间的相互作用，其横向磁化强度Mxy随时间衰减。而在π/2脉冲作用后，有如下关系：


Mxy(t)=Mxymaxe-t/T2


上式中的T2称为横向弛豫时间（transverse relaxation time）又称自旋-自旋弛豫时间，通常用Mxymax衰减63%时所需的时间，所以经过一个T2时间，Mxy还存在37%
在实际工作中，一般认为Mxy经过5T2时间已基本衰减为零。
下图表示π/2脉冲之后Mxy随时间的衰减曲线：


在MRI中，通常用横向弛豫时间T2来描述横向磁化强度Mxy衰减的快慢，如果T2小就说明横向磁化强度Mxy衰减快。否则，若T2长就说明横向磁化强度Mxy衰减慢。
在给定外磁场中，T2仅取决于组织，不同的组织由于其自旋-自旋相互作用效果不同，而这种效果取决于质子间的接近程度。由于不同组织自旋-自旋相互作用效果不同，所以不同组织的T2不同，固体中的T2比液体中的T2短的多。特别注意的是：横向弛豫时间T2比纵向弛豫时间T1快5-10倍，也就是说在纵向磁化强度恢复到M0时，横向磁化强度早已经衰减为零。