医学成像技术课件07NMR.ppt

Medical Imaging Technology 核磁共振 角动量与进动 原子核的自旋及磁矩 微观核磁共振 核磁共振现象的宏观描述 第一页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 角动量与进动 角动量 angular momentum 右手螺旋定理 第二页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 角动量与进动 第三页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 原子核的自旋及磁矩 原子的结构 核子：质子和中子 自旋 (Pauli,1924) 第四页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 原子核的自旋及磁矩 质子带正电荷，它们像地球一样在不停地绕轴旋转，并有自己的磁场。 核子的自旋 核子的自旋角动量： 核子的固有角动量与轨道角动量的矢量和。 第五页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 原子核的自旋及磁矩 核子的磁矩 第六页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 原子核的自旋及磁矩 磁性和非磁性原子核 并非所有原子核的自旋运动均能产生核磁，根据原子核内中子和质子的数目不同，不同的原子核产生不同的核磁效应。如果原子核内的质子数和中子数均为偶数，则这种原子核的自旋并不产生核磁，我们称这种原子核为非磁性原子核。反之，我们把自旋运动能够产生核磁的原子核称为磁性原子核。磁性原子核需要符合以下条件： （1）中子和质子均为奇数； （2）中子为奇数，质子为偶数； （3）中子为偶数，质子为奇数。 详见Page100 第七页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 原子核的自旋及磁矩 氢核 用于人体磁共振成像的原子核为氢核（1H），选择1H的理由有： （1）1H是人体中最多的原子核，约占人体中总原子核数的 2/3以上； （2）1H的磁化率在人体磁性原子核中是最高的。 1H是氢原子核，仅有一个质子而没有中子，由于人体MR图像一般采用1H作为成像对象，因此除非特殊说明，一般所指的MR图像即为1H的共振图像。 第八页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 当将自旋核子置于外磁场B中会怎样？ 什么是共振？ 什么是核磁共振？ 第九页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 当将自旋核子置于外磁场B中的两个效应： 核绕B旋进 能级劈裂 第十页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 核绕B旋进 v:进动频率（Larmor 频率），Hz γ：磁旋比，Hz/T B0：外磁场强度,T 对于1H，当B0 ＝1T时， v约为42.5MHZ Larmor方程 第十一页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 能级劈裂 核子在外磁场中的排列 第十二页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 共振 音叉的共振 物理学上，共振被定义为能量从一个振动着的物体传递到另一个物体，而后者以前者相同的频率振动。从这个概念可以看出，共振的条件是相同的频率，实质是能量的传递。 第十三页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 共振交换能量 第十四页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 核磁共振 Nuclear Magnetic Resonance(NMR) 给处于主磁场中的样品施加射频电磁波，如果该射频电磁波的能量正好等于原子核能级劈裂的间距时，就会出现样品中的核子强烈吸收电磁波能量，从劈裂后的低能级向相邻的高能级跃迁的现象。 第十五页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 射频电磁波（Radio Frequency，RF） 0.1～300兆赫 第十六页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 微观核磁共振 核磁共振产生的条件 第十七页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 核磁共振现象的宏观描述 大量自旋核子置于外磁场B中会有怎样的宏观效应？ 如何获得NMR信号？ MRI检查的步骤是怎样的？ 第十八页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 核磁共振现象的宏观描述 矢量和－磁化强度 第十九页，共四十二页。 Medical Imaging Technology 核磁共振现象的宏观描述 矢量和－