第十二章磁共振成像设备 y
第十二章 磁共振成像设备
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磁共振物理基础 核的磁性 原子核一 带有电荷的粒子的自旋，感应产 生与自旋旋转轴一致的磁场，由磁矩(4)表 示其大小及方向 具有磁矩的快速 自旋核可以看成 为极小磁棒
原子核——带有电荷的粒子的自旋，感应产 生与自旋旋转轴一致的磁场，由磁矩(μ)表 示其大小及方向 磁共振物理基础 核的磁性 具有磁矩的快速 自旋核可以看成 为极小磁棒
第0节磁共振的物理基础 原子核的旋进： 非零自旋原子核置于外磁场中， 原子核在绕自身轴线旋转的同时，核磁矩又 以外磁场方向为轴线作旋转运动的现象。 外加静磁场Bo为原子核提供 了一根进动的轴和旋进频率
第0节 磁共振的物理基础 原子核的旋进： 非零自旋原子核置于外磁场中， 原子核在绕自身轴线旋转的同时，核磁矩又 以外磁场方向为轴线作旋转运动的现象。 外加静磁场Bo为原子核提供 了一根进动的轴和旋进频率
能级劈裂 据量子力学，在外加静磁场 Bo中的原子核的磁矩在空间的 ul=Yhv3 从h 4π 取向是量子化的，原子核的能 4π 量也只能是量子化的。能量E 和磁矩N关系式：E=- yh μNBo cosθ 对1H,自旋量子数I=112,这说明 自旋状态只能有两个，一个与B0平 行，一个与B0反平行。相临能级差 为AE=2μNBo
能级劈裂 据量子力学，在外加静磁场 B0中的原子核的磁矩在空间的 取向是量子化的，原子核的能 量也只能是量子化的。能量E 和磁矩μN关系式： E= – μNB0 cosθ 对1H ，自旋量子数 I=1/2 ，这说明 自旋状态只能有两个，一个与B0平 行，一个与B0反平行。相临能级差 为⊿E=2 μNB0
射频脉冲 B1为动磁场（射 频电磁场) 射频脉冲 作用：使旋进中 的原子核发生共 振跃迁 A pulse of B oscillating magnetic field at Larmor frequency B1场的强度和作用 的持续时间决定磁化 M 强度矢量M偏离Z轴 (或Bo方向)的角 度0=yB1T
射频脉冲 B1为动磁场（射 频电磁场） 作用：使旋进中 的原子核发生共 振跃迁 B1 场的强度和作用 的持续时间决定磁化 强度矢量M偏离Z轴 （或 B0方向）的角 度 1
>射频脉冲激励原子核后 磁化矢量M在XY平面中 将产生分量My, 当射频 脉冲关闭后，由于核自 uopeznaubeW 旋之间以及核自旋和晶 格之间进行能量交换产 Time Z 生纵向驰豫和横向驰豫 使得核自旋从外加射频 脉冲中吸收能量又释放 出来 Time
射频脉冲激励原子核后， 磁化矢量M在XY平面中 将产生分量Mxy。当射频 脉冲关闭后，由于核自 旋之间以及核自旋和晶 格之间进行能量交换产 生纵向驰豫和横向驰豫， 使得核自旋从外加射频 脉冲中吸收能量又释放 出来
磁共振物理基础 核的磁性 Bo 核的磁矩按照布郎运动原理随机取向 静止磁场内，这些磁偶极子倾向于与使用的 磁场顺向平行或逆向平行取向排列 ■ 取向与量子力学能量状态相一致，能级的实 际数目由自旋量子数)决定的 ▣自旋量子数取值士n/2(n=0,1,2,..) ▣=0，表明核没有磁矩
核的磁矩按照布郎运动原理随机取向 静止磁场内，这些磁偶极子倾向于与使用的 磁场顺向平行或逆向平行取向排列 取向与量子力学能量状态相一致，能级的实 际数目由自旋量子数Ｉ决定的 自旋量子数取值±n/2（n=0，1，2，…） n=0，表明核没有磁矩 核的磁性 磁共振物理基础
磁共振物理基础 核的磁性 M Bo 磁矩与外磁场(B。)方向不完 全一致 在外加磁场中，核自旋矢量 经历转矩作用，又称作耦合， 引起自旋以一定频率围绕外 磁场轴旋转。类似地球引力 场内的一个旋转陀螺运动， 称为拉莫尔进动 o=YB
磁矩与外磁场(Bo )方向不完 全一致 在外加磁场中，核自旋矢量 经历转矩作用，又称作耦合, 引起自旋以一定频率围绕外 磁场轴旋转。类似地球引力 场内的一个旋转陀螺运动， 称为拉莫尔进动 核的磁性 ω=γBo 磁共振物理基础
磁共振物理基础 磁共振和净磁化的矢量描述 单个磁矩矢量和构成净宏观磁矩 M 没有外磁场时，热能产生随机运动，单 个进动磁矩随机取向宏观磁矩为零 Bo 外加磁场时，质子倾向与磁场方向排列 一 致、但自旋量子数确定散离方向 室温下，这些取向之间能量差相对小于 热能，取其两个方向中任一个排列可能 性几乎相同 低能级方向排列较高能级方向略占优势， 产生沿外磁场方向排列的净磁化 每个进动核相对进动运动的相位随机取向 的，无可测量到的横向磁化成分
单个磁矩矢量和构成净宏观磁矩 没有外磁场时，热能产生随机运动，单 个进动磁矩随机取向宏观磁矩为零 外加磁场时，质子倾向与磁场方向排列 一致、但自旋量子数确定散离方向 室温下，这些取向之间能量差相对小于 热能，取其两个方向中任一个排列可能 性几乎相同 低能级方向排列较高能级方向略占优势， 产生沿外磁场方向排列的净磁化 每个进动核相对进动运动的相位随机取向 的，无可测量到的横向磁化成分 磁共振和净磁化的矢量描述 磁共振物理基础