弛豫时间的测量-复旦大学物理教学试验中心.PDF

弛豫时间的测量 ——脉冲核磁共振实验 卢宇婷 （复旦大学 光科学与工程系 上海 200433 ） 摘要 文章主要介绍脉冲核磁共振中，弛豫时间（T1 、T2 ）的测量结果及其影响因子，从而得 出最佳测量条件和参数设置，以及对不同样品测量结果的分析。 关键字 弛豫时间，测量条件 The measurement of relaxation time in Magnetic Resonance Experiment Lu Yuting (University Fudan, Shanghai) Abstract: This article gives some results of the measurement of relaxation time in Magnetic Resonance Experiment. From these result, the relative factors in the measurement are discussed, and the best condition for the measurement is presented. Different results of different samples are also presented. Key words: relaxation time, condition of the measurement 引言 自从1945 年Bloch 和Purcell 发现核磁共振现象，Bloch 因此推到出求解核磁共振定量计 算方程依赖，核磁共振成像在许多方面都得到了巨大的应用。特别在医学上，根据不同人体 组织的磁共振弛豫时间的不同可以进行共振成像，给予患者最安全最有效的观测治疗手段。 对于不同组织弛豫时间不同的研究一直没有停止，弛豫时间的最佳测量条件也有助于得出成 像最清晰的条件、参数设置。 实验原理 驰豫过程及弛豫时间T 、T 1 2 原子核受射频脉冲作用，发生共振且处在高能状态，当脉冲停止，将迅速恢复到低能状 态。纵向磁化矢量M 恢复到平衡状态的M 和横向磁化强度M 衰减到零，这两步同时开始 z 0 xy 但独立完成。纵向磁化强度分量Mz 向平衡状态的恢复与时间的关系有 dM M −M z z 0 = − 公式 1 dt T1 M 恢复的表达式为 z M ( ) (1 −e−t/T1) 公式 2 z t = M0 纵向弛豫时间T1 是组织的固有特性，又称为自旋- 晶格弛豫时间，其大小取决于外磁场 和质子与周围环境之间的相互作用（即组织的性质）。 在射频脉冲作用下，质子的相位沿相同的方向排列，以相同的角速度绕外磁场进动，形 核磁共振成像实验室 成横向磁化强度矢量Mxy 。射频脉冲停止后，同相位的质子彼此之间逐渐出现相位差，即失 相位。最后在xOy 平面形成以外磁场B0 为轴的均匀分布，横向磁化强度Mxy 则逐渐衰减为0 。 造成质子失相位的作用有两种，质子自旋- 自旋相互作用和外磁场的不均匀性。 横向磁化强度矢量Mxy 随时间变化规律 dM M xy