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MRI磁共振成像入门

更新时间:2023-10-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一种无序排列状态,每位磁矩的方向都是随便的,磁矩间的磁性互相抵消,从整体上来讲,我们并未倍感自己的身体,书本以及其它物体具有磁性。手册针总是指向北极,是由于它们总受月球磁场的作用。假如具有磁矩的原子核也受一个磁场的作用,它们也会从一种无序排列弄成一种有序排列,磁场愈强磁矩一致取向的倾向愈强烈,物体都会表现出磁性磁矩方向,就貌似一个大的手册针,我们称之为宏观磁矩。磁场愈强这个宏观磁矩的磁性也愈大。2、磁矩在磁场中的运动特点1)进动当一个核磁矩处于磁场中时,磁矩受磁场的作用(如手册针受地磁场的作用一样),磁矩将绕磁场方向作“进动”,即原子核绕着自我旋转的同时,又绕磁场方向转动。这个情形就像孩子玩的陀螺,陀螺在旋转的时侯,假如其轴偏离垂直方向,它还会一边载流子,一边又绕着垂直方向转动,陀螺进动是受月球重力场的作用,磁矩进动是受外加磁场的作用。磁矩在磁场中进动时,进动的频度称拉莫而频度,是由知名的拉莫尔多项式决定的:ω=γB0其中ω为拉莫尔频度,B0为外加磁场的磁感应硬度,γ是与原子核性质有关的一个常数,称为旋磁比。b1c物理好资源网(原物理ok网)

H核的旋磁比γ=42.58MHz/T,在1500高斯的磁场中,H核磁矩每秒钟将绕磁场转动六百三十万周。磁场越高磁矩方向,磁矩进动的频度就越快。处于磁场中的核磁矩,当其方向与磁场方向之间的倾角越大时,它所处的能量状态越高。宏观磁矩在磁场中的运动规律与单个核磁矩一样,另外宏观磁矩的能量也与它同磁场的方向的倾角成反比。在目前人们能制造的各类磁极的磁场硬度范围内,原子核的拉莫尔频度都在1百兆周以下,我们称为射频波段。2)处于强磁场中的宏观磁矩,在无外界诱因影响的情况下,将处于沿着磁场方向排列的状态,不会随时间变化而变化,称为稳定平衡状态。若果因为某种缘由,宏观磁矩的方向偏离磁场方向,核磁矩就不能长久保持这些状态,它们将由偏离磁场方向的非平衡状态,逐步变化到沿着磁场方向的稳定状态。这些变化过程反映了原子核与周围环境的互相作用,就是下边要说的“弛豫过程”。为了表述便捷,我们把沿着磁场方向的方向称为横向,垂直于磁场方向的方向称为纵向。因为人体中的液体是由无数个H原子与其它原子组成,H核磁矩受周围原子核的影响,液体分子本身还在作布朗运动,由于核磁矩与周围环境存在着各类方式的能量交换。b1c物理好资源网(原物理ok网)

磁力矩方向_磁矩方向和磁力矩方向_磁矩方向b1c物理好资源网(原物理ok网)

宏观磁矩偏离磁场方向然后,在磁场中以拉莫尔频度运动。因为偏离磁场方向后,磁矩处于高能态,它将向周围环境传递能量,其方向也将向磁场方向靠拢,最终逗留在磁场方向上,恢复到没有偏离磁场方向曾经的状态。另外,每位H核磁矩与周围其它H核磁矩互相作用,各磁矩的进动速率会有一些差别。如同在环型挪到上3000米赛跑一样,起跑时选手们都在同一线上,之后因为各个赛跑着速率不同而拉开距离,直至均匀地分布在整个挪到上。磁矩在“非稳定”到稳定的变化过程中,也经历这些“分散”的过程。各磁矩在纵向的磁性将互相抵消,宏观磁矩的纵向份量最后变为0,以上宏观磁矩从非稳定状态到稳定状态的变化过程反映了“弛豫”()。其中,宏观磁矩在横向上的份量,从小到大变化,最后达到磁矩没有偏离磁场方向原先的宏观磁矩值,这过程称为“纵向弛骤”。宏观磁矩纵向上的份量从非稳定状态初始值变到零的过程为“横向弛豫”。从图上看,无论纵向弛豫还是横向弛骤,开始时变化都十分快,,之后渐渐平缓,最后纵向宏观磁矩份量趋于零,而横向宏观磁矩份量趋于于稳定状态时的值。b1c物理好资源网(原物理ok网)

横向宏观磁矩份量达到平衡状态时的63﹪所需的时间称为横向弛豫时间常数,用T1表示。纵向宏观磁矩份量从非稳定状态初始值变化到初始值得37﹪处所需的时间称为纵向弛豫时间常数,用T2表示。T1,T2大,弛豫进行的慢,T1,T2小,弛豫进行的快。因为弛豫速率是由原子核所处的周围环境决定的,人体各组织中H核所处的物理环境各不相同,因此通常来说,各组织的T1,T2值都不相同。3、核磁共振现象及磁共振讯号的侦测共振现象是自然界普遍存在的,例如荡吊床,假如你坐在吊床上,另一个人在推你,吊床来伫立上去,你荡到他后面时,就推你一下,这样吊床越荡越高。如果推的频度同你荡吊床的频度不一样的话,他就推不着你,你和他总是不同步,他每次推都只能推到空气,你的吊床也就不会越荡越高。推的频度和吊床的频度一致,吊床得到能量,b1c物理好资源网(原物理ok网)

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