我們已經(jīng)知道，人體MRI的信號(hào)主要來源于兩種成分：水和脂肪。水分子中氫質(zhì)子的化學(xué)鍵為O-H鍵，而脂肪分子中氫質(zhì)子的化學(xué)鍵為C-H鍵。由于這兩種結(jié)構(gòu)中氫質(zhì)子周圍電子云分布的不同，造成水分子中氫質(zhì)子所感受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度稍高些，最終導(dǎo)致水分子中氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率要比脂肪分子中氫質(zhì)子稍快些，其差別約為3．5ppm（ppm為百萬分之幾），相當(dāng)于150Hz／T。這種進(jìn)動(dòng)頻率差異隨著場(chǎng)強(qiáng)的增加而加大。在1．5T條件下，水分子比脂肪分子中的氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率快225Hz。如果某一像素中同時(shí)有脂肪和水，射頻脈沖激發(fā)后，脂肪和水的橫向磁化矢量處于同相位，即它們之間的相位差為零，而水質(zhì)子比脂肪質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率快，經(jīng)過數(shù)毫秒后，水分子中的質(zhì)子的相位將超過脂肪中的質(zhì)子半圈，即兩者的相位差為180°，其宏觀橫向磁化矢量（Mxy）將相互抵消，那么此時(shí)采集到MR信號(hào)相當(dāng)于這兩種成分信號(hào)相減的差值，我們把這種圖像稱為反相位（out of phase或opposed phase）圖像。過了這一時(shí)刻后，水分子的質(zhì)子又將逐漸趕上脂肪中的質(zhì)子，兩種之間的相位差又開始逐漸縮小，又經(jīng)過相同的時(shí)間段，水分子中質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)相位將超過脂肪中質(zhì)子一整圈，這兩種質(zhì)子的相位又完全重疊，這時(shí)兩種質(zhì)子的Mxy相互疊加，此時(shí)采集到的MR信號(hào)為這兩種成分信號(hào)相加的和，我們把這種圖像稱為同相位（in phase）圖像（圖5-2-1）。因?yàn)槎叩倪M(jìn)動(dòng)頻率差是恒定的，因此在以后不同的時(shí)刻，脂肪和水的Mxy將會(huì)依次出現(xiàn)同相位或反相位，也就是說同相位、反相位是周期性出現(xiàn)的。

圖5-2-1　化學(xué)位移成像技術(shù)

我們以時(shí)鐘的方式來演示，以分針（長(zhǎng)細(xì)箭）表示進(jìn)動(dòng)較快的水質(zhì)子，以時(shí)針（短空箭）表示進(jìn)動(dòng)較慢的脂肪質(zhì)子，假設(shè)在1．5T場(chǎng)強(qiáng)下。射頻脈沖激發(fā)后即刻，兩種質(zhì)子的相位一致，相當(dāng)于12點(diǎn)整；射頻脈沖關(guān)閉后，由于水質(zhì)子進(jìn)動(dòng)較快，其相位將超前于脂肪質(zhì)子，到激發(fā)后2．22ms，其相位將超過后者半圈，即相差180°，相當(dāng)于6點(diǎn)整，此時(shí)采集回波得到的將是反相位圖像；過了此時(shí)刻后，水質(zhì)子的相位將超前脂肪中質(zhì)子更多，再經(jīng)過2．22ms，即到了激發(fā)后的4．44ms，水質(zhì)子相位將比脂肪質(zhì)子超前一整圈（360°），實(shí)際上又重疊在一起，相當(dāng)于24點(diǎn)整，此時(shí)采集回波得到的將是同相位圖像