Tempo di rilassamento longitudinale
# Tempo di rilassamento longitudinale

Il tempo di rilassamento longitudinale o rilassamento spin-reticolo o spin-lattice relaxation o $T_1,$ è una costante di tempo della risonanza magnetica nucleare, che è un fenomeno della fisica nucleare sfruttato per tecniche d'indagine della materia, anche in campo biomedico a scopo diagnostico.

## Descrizione

Il segnale raccolto al termine dell'irraggiamento dei nuclei con onde elettromagnetiche è costituito da onde aventi la medesima frequenza caratteristica della precessione nucleare. L'andamento del tempo di questo segnale è determinato da due costanti di tempo chiamate $T_1$ e $T_2.$

Se si perturba un campo magnetico con una magnetizzazione longitudinale, a 180°, i nuclei atomici immersi nel campo invertiranno il proprio vettore di magnetizzazione, fenomeno che avviene in aumento nel corso del tempo.

In ogni momento l'apparecchio RMN misura i valori della magnetizzazione residua a un determinato tempo di eco (TE) dal quale, mediante una formula esponenziale, risulta facile risalire al valore di $T_1.$ La scelta del tempo TE è molto importante, poiché ne viene il contrasto che l'immagine può ottenere. In genere $T_1$ ha un tempo più lento rispetto a $T_2$ poiché, essendo incrementale, occorre un tempo sufficientemente lungo per permetterne l'apprezzamento (ma non troppo lungo da eliminare il contrasto).

Essendo la formula di $T_1$ esponenziale, si dice comunemente che il $T_1$ di una sostanza è pari al tempo impiegato a riportare la sua magnetizzazione longitudinale al 63,21% del suo valore originario (essendo $1-e^{-1}≈0.6321).$ Inoltre, $T_1$ dipende non dall'omogeneità del campo, come $T_2,$ ma dalla sua intensità: ciò significa che aumentando questa, migliora la qualità dell'immagine. $T_1$ sarà quindi sempre maggiore di $T_2.$

Da un punto di vista chimico il $T_1$ di una sostanza è determinato dalla libertà di movimento delle molecole in essa contenute: $T_1$ è elevato per acqua e fluidi acquosi fermi, a causa della scarsa interazione fra le molecole; è elevato anche per le strutture solide, nei quali i rigidi legami intermolecolari ostacolano un'efficiente interazione energetica; è breve per le soluzioni e i parenchimi, in relazione comunque alla quantità di acqua; è minimo per i tessuti adiposi. $T_1$ permette quindi una brillante differenziazione dei tessuti a simile densità ma con contenuto fisico chimico diverso, presentando immagini ben contrastate.

## Confronto tempi di $T_1$ e $T_2$

Di seguito sono riportati esempi di tempi di rilassamento longitudinale e trasversale per alcuni tessuti biologici (il tempo $T_1$ è riferito ad un campo magnetico statico di 1,5 T):

| Tessuto biologico | $T_2$ | $T_1$ (a 1,5 T) |
| - | - | - |
| Sostanza grigia | 101 | 920 |
| Sostanza bianca | 76 | 780 |
| Liquido cerebrospinale | 1660 | 3270 |
| Muscoli scheletrici | 47 | 860 |
| Cuore | 57 | 860 |
| Fegato | 43 | 520 |
| Reni | 58 | 1220 |
| Milza | 62 | 1070 |
| Grasso sottocutaneo | 85 | 230 |
