第15章核磁共振15.1核磁共振的基本概念15.2核磁共振谱目录15.3磁共振成像原理氢核三种图像的获取及15.4进行诊断的物理学依据
目 录 15.1 核磁共振的基本概念 15.2 核磁共振谱 15.3 磁共振成像原理 15.4 氢核三种图像的获取及 进行诊断的物理学依据 第15章 核磁共振
第15章核磁共振学习要求020103掌握熟悉了解核磁共振的基本概念。核磁共振波谱的基本原理以磁共振技术在医学中的应用。及磁共振成像临床诊断的物理学依据和磁共振成像过程
01 02 03 核磁共振的基本概念。 核磁共振波谱的基本原理以 及磁共振成像临床诊断的物 理学依据和磁共振成像过程。 磁共振技术在医学中的应用。 第15章 核磁共振 掌握 熟悉 了解 学习要求
第5章核磁共振15.1 核磁共振的基本概念
15.1 核磁共振的基本概念 第15 章核磁共振
第15章核磁共振15.1核磁共振的基本概念15.1.1原子核的磁矩1.磁场中的磁矩具有磁矩的线圈在磁场中具有势能（磁势能）。势能与磁矩和外磁场成正比，还与它们的夹角有关，即：E=-u·B=-uB.coso
第15章 核磁共振 15.1 核磁共振的基本概念 15.1.1 原子核的磁矩 1.磁场中的磁矩 具有磁矩的线圈在磁场中具有势能（磁势能）。势能与磁矩和外磁场成 正比，还与它们的夹角有关，即： E μB cosθ = − 0 = − μ B0
第15章核磁共振15.1.1原子核的磁矩2.原子核的磁矩原子核又具有电荷，因而作自旋运动的核（等效于一个环形电流）具有磁矩，称为核磁矩。核自旋角动量由量子力学知核自旋是量子化的，只能取一系列不连续值。厂九为约化普朗克常量P, = /I(I +1)h／为核自旋量子数
15.1.1 原子核的磁矩 2.原子核的磁矩 原子核又具有电荷，因而作自旋运动的核（等效于一个环形电流）具有 磁矩，称为核磁矩。 PI = I(I +1) I 为核自旋量子数 为约化普朗克常量 核自旋角动量 由量子力学知核自旋是量子化的，只能取一系列不连续值。 第15章 核磁共振
第15章核磁共振15.1.1原子核的磁矩2.原子核的磁矩核自旋角动量的空间分量核自旋角动量也具有空间量子化的性质，即P，在外磁场（方向）的分量Pz也取不连续值。Pi. = m,hm,=/，/-1，/-2，"，-为自旋磁量子数。m，共有2/+1个可能值，这表明核自旋在外磁场中有2/+1个可能的取向
15.1.1 原子核的磁矩 2.原子核的磁矩 核自旋角动量的空间分量 核自旋角动量也具有空间量子化的性质，即PI 在外磁场（z方向 ）的分量PIz也取不连续值。 PIz = mI mI= I，I−1， I − 2，.，− 为自旋磁量子数。 I mI 共有 2I+1个可能值，这表明核自旋在外磁场中有 2I+1 个可能的取向。 第15章 核磁共振
第15章核磁共振原子核的磁矩15.1.12.原子核的磁矩核磁矩与核自旋的关系e.Pμ=Py=g为原子核的磁旋比μ=g2m,2mpeh+JI(I+1) -μNμ = g.g:2mpeh=5.05095×10-27J.T-1为核磁子，核磁矩单位UN2mp核磁矩的空间量子化eePz=g.mhuiz=μIz =mg μN2mp2m
15.1.1 原子核的磁矩 2.原子核的磁矩 核磁矩与核自旋的关系 为核磁子，核磁矩单位 核磁矩的空间量子化 I 为原子核的磁旋比 p I P 2m e μ = g I PI μ = γ 2mp e γ = g N p I ( 1) g I(I 1) μ 2m e μ = g I I+ = + 27 1 p N 5.05095 10 J T − − = = 2m e μ m 2m e P g 2m e μ = g = p Iz p Iz μIz m g μN = 第15章 核磁共振
第15章核磁共振15.1.2磁矩受外磁场的作用1.旋进角频率在外磁场中氢核磁矩受到外磁场的作用，当其转轴偏离竖直方向（即外磁场B的方向）时，就会一边自旋，一边又绕竖直方向进动，其旋进角频率（拉莫尔频率）为：W=B上式也称为拉莫尔方程
15.1.2 磁矩受外磁场的作用 1.旋进角频率 在外磁场中氢核磁矩受到外磁场的作用，当其转轴偏离竖直方向（ 即外磁场B0的方向） 时，就会一边自旋，一边又绕竖直方向进动，其旋进角频率（拉莫尔频率）为： 上式也称为拉莫尔方程。 0 ω = γB 第15章 核磁共振
第15章核磁共振15.1.2磁矩受外磁场的作用2.核能级劈裂裂距核磁矩受外磁场作用，原子核具有磁势能，使核能级产生附加能量：E=-μr ·B。=-μ,B。cosA=-μizBo=-mg·μn·Bo有了附加能量造成原子核能级劈裂。由于磁量子数m有2/+1个可能取值，所以在外磁场的作用下核能级将劈裂为21+1层。相邻能级间的能量差（裂距）：AE=gUN:Bo对于同一种核，在相同的磁场中，劈裂后相邻核能级间的能量差都相等
15.1.2 磁矩受外磁场的作用 2.核能级劈裂裂距 核磁矩受外磁场作用，原子核具有磁势能，使核能级产生附加能量： I 0 I 0 Iz 0 N 0 E = −μ B = − μ B cosθ = − μ B = −m g μ B 有了附加能量造成原子核能级劈裂。由于磁量子数m有2I+1个可能取值，所以在外 磁场的作用下核能级将劈裂为2I+1层。相邻能级间的能量差（裂距）： 对于同一种核，在相同的磁场中，劈裂后相邻核能级间的能量差都相等。 E g μN B0 = 第15章 核磁共振
第15章核磁共振15.1.3核磁共振处于磁场中的氢核磁矩，若同时在垂直于B方向上施加一个交变电磁场RF，当RF的频率满足拉莫尔公式时，氢核磁矩就有可能吸收RF的能量，使部分氢核被激发，这种现象称为共振吸收。停止RF照射，处于激发态的氢核磁矩将会回到低能态，同时发射RF，整个吸收和发射的过程称为核磁共振。主要方法：（1）扫频法：固定外磁场，连续改变RF的频率；（2）扫频法：固定外磁场，连续改变RF的频率。发生核磁共振的条件： Om= 2 Um=2元.kg:Ba =≥B。 或： ORF = )h
15.1.3 核磁共振 处于磁场中的氢核磁矩，若同时在垂直于B0方向上施加一个交变电磁场RF，当RF的频 率满足拉莫尔公式时，氢核磁矩就有可能吸收RF的能量，使部分氢核被激发，这种现象称 为共振吸收。停止RF照射，处于激发态的氢核磁矩将会回到低能态，同时发射RF，整个吸 收和发射的过程称为核磁共振。 主要方法：（1）扫频法：固定外磁场，连续改变RF的频率；（2）扫频法：固定 外磁场，连续改变RF的频率。 发生核磁共振的条件： 0 或： N 0 RF RF γB h g μ B ω 2πυ 2π = = = ωRF = ω 第15章 核磁共振