Phương pháp tiếng vọng spin được đặc trưng bởi dãy xung tạo tín hiệu và tiếng vọng gồm một xung kích động 900 và sau đó sẽ tác dụng tiếp một xung 1800.
Quá trình này có thể được giải thích như sau: Đầu tiên dùng một xung vô tuyến 90 độ kích thích tín hiệu CHTHN, sau khi kích thích bằng xung vô tuyến này thì hạt nhân sẽ xuất hiện các thành phần từ trường ngang, chúng quay cùng vận tốc với nhau, hay là cùng pha với nhau quanh phương của từ trường ngoài. Sự quay này chính là sự chương động tự do, tốc độ chương động hay tần số cộng hưởng phụ thuộc vào cường độ từ trường ngoài. Các hạt nhân ở các vị trí khác nhau trong từ trường thì sẽ chương động với các tần số khác nhau. Đối với mỗi phần tử thể tích (một voxel) của mô, có một sự khác biệt nhỏ về cường độ từ trường. Kết quả, sẽ có khác nhau nhỏ về tần số chương động của các hạt nhân trong voxel đó. Sau một khoảng thời gian ngắn, các hạt nhân đó sẽ không còn chương động cùng pha với nhau nữa. Khi đó hướng của các thành phần từ trường ngang của các hạt nhân sẽ không còn giống nhau nữa, và kết quả thành phần từ trường ngang của voxel đó sẽ giảm đi. Hiện tượng này được gọi là sự di pha. Nếu lúc này ta tác dụng vào một xung vô tuyến 1800 thì nó sẽ làm quay các thành phần từ trường ngang đang quay của mỗi hạt nhân này đi một góc 1800 theo mặt phẳng ngang và sẽ làm đảo ngược hướng quay của nó. Quá trình này sẽ dẫn đến sự hội tụ pha trở lại của các hạt nhân, và kết quả là sau một khoảng thời gian đúng bằng khoảng thời gian giữa hai lần kích thích đó thì tất cả các hạt nhân trong một voxel sẽ cùng pha trở lại. Khoảng thời gian TE từ khi kích thích xung vô tuyến 900đến khi có sự đồng pha trở lại được gọi là khoảng thời gian xẩy ra tiếng vọng. Lúc này cường độ của thành phần từ trường ngang của một voxel là lớn nhất, dẫn đến cường độ của tín hiệu tiếng vọng cũng sẽ là lớn nhất.Mặt khác ta biết rằng quá trình suy giảm của thành phần từ trường ngang được đặc trưng bởi hằng số dãn hồi T2 của mô.Trong hầu hết các quá trình tạo ảnh, cường độ của tín hiệu xác định độ sáng tương ứng của điểm ảnh, và mức độ tương phản đối với từng thành phần riêng biệt của mô được điều chỉnh thông qua giá trị TR và TE.Hình 2.30 mô tả sự phân biệt độ tương phản giữa 2 loại mô A và B.Quá trình thực tế vượt quá một chu kỳ tạo ảnh.Mặc dù bản chất quá trình đối với 2 loại mô giống nhau nhưng sẽ dễ quan sát hơn khi biểu diễn như trên hình vẽ
Chu kỳ thứ nhất bắt đầu bằng một xung 900 biến đổi hoàn toàn thành phần véctơ từ hóa dọc thành thành phần véctơ từ hóa ngang,do đó chu kỳ bắt đầu với độ bão hòa hoàn toàn hay không có thành phần véctơ từ hóa dọc.Véctơ từ hóa bắt đầu dãn hồi với vận tốc xác định bởi T1 đối với từng mô cụ thể. Nếu 2 mô có thời gian T1 khác nhau sẽ có véctơ từ hóa khác nhau và sự xuất hiện sự tương phản giữa 2 mô,đây là độ tương phản T1.
Tại thời điểm bắt đầu chu kỳ thứ hai,2 mô có độ từ hóa ngang khác nhau xuất phát từđộ từ hóa dọc trong chu kỳ trước.Đây là sự tổ hợp giữa mô tương phản T1 và độ tương phản mật độ proton.Tuy nhiên khi véctơ từ hóa ngang bắt đầu suy giảm chúng sẽ có tốc độ suy giảm khác nhau nếu có thời gian T2 khác nhau,dẫn tới sự xuất hiện độ tương phản T2.
900 Mô A Mô B Cường độ sáng của điểm ảnh Tín hiệu Trắng Chu kỳđầu Véc tơ từ hóa TR 250-2500ms TE 15-150ms Hình 2.30: Xác định độ tương phản trong ảnh Đen Chu kỳ thứ hai T1 PD T2 1800 900
Chúng ta nhận thấy sự suy giảm thành phần véctơ từ hóa ngang có liên quan đến đặc trưng của mô hơn là của ảnh hưởng của từ trường.Tại thời điểm thích hợp xung 1800được đưa vào để tạo ra tín hiệu tiếng vọng spin từ véctơ từ hóa ngang.Cường độ tín hiệu tỷ lệ với độ từ hóa ngang.Cường độ tín hiệu xác định cường độ sáng khi hiển thị mô trong ảnh.Trong ảnh 2 mô sẽ có độ tương phản nếu cường độ tín hiệu của chúng khác nhau
Để tạo ra độ tương phản trong ảnh dựa trên sự khác nhau về T1 giữa 2 mô cần khảo sát 2 nhân tố.Thứ nhất là do độ tương phản T1 bộc lộ rõ trong giai đoạn sớm pha của véctơ từ hóa dọc cần sử dụng giá trị TR nhỏđể tạo ra sự tương phản.Thứ 2 giữ nguyên độ tương phản T1 trong quá trình hồi giãn ngang.Vấn đề cơ bản là nếu độ tương phản T2 được phép biểu hiện sẽ làm trung hòa mất độ tương phản T1.Điều này là do các mô có giá trị T1 ngắn cũng có T2 ngắn.Vấn đề xuất hiện vì các mô có T1 ngắn thường hiển thị bằng màu sáng,trong khi các mô có T2 ngắn làm giảm cường độ sáng khi độ tương phản T2 được hiển thị.T2 biểu hiện trong khoảng thời gian TE,do đó TE ngắn sẽ cực tiểu hóa độ tương phản T2 và sự suy giảm độ tương phản T1.Một ảnh T1 được tạo ra với giá trị TR và TE ngắn.
Độ tương phản mật độ proton biểu hiện khi véctơ từ hóa dọc đạt đến giá trị cực đại và được xác định bằng mật độ proton của từng mô riêng biệt.Do đó đòi hỏi thời gian TR tương đối dài khi muốn tạo ảnh tương phản mật độ proton.Thường sử dụng giá trị TR ngắn để làm giảm độ tương phản T2 và duy trì cường độ tín hiệu tương đối lớn.Bước đầu khi tạo ảnh độ tương phản T2 đáng kể là chọn một giá trị TR tương đối lớn.Điều này sẽ cực tiểu hóa độ tương phản T1 và quá trình dãn hồi ngang bắt đầu ở một mức độ từ hóa tương đối cao.Sau đó sử dụng TE dài để cho phép biểu hiện rõ độ tương phản T2.