医用物理学 第2版 课件 17-2磁共振.pptx

当原子核处于外磁场B0中时，它的能级将产生塞曼分裂，当处于热平衡时，位于低能级的原子核要多于处于高能级的原子核。对于氢原子来讲，塞曼分裂后相邻两能级之间的能量差为;磁共振发生后，产生两种效应：⑴质子由低能级（对应上面圆锥面）跃迁到高能级（对应下面圆锥面），指向下质子抵消了指向上质子的磁化强度，于是纵向磁化强度减小，由M0减小到Mz；⑵同时，射频脉冲还使旋进的质子不再均匀分布在上、下两个圆锥面，而是作同步、同方向、同速运动，即处于同相位。;在射频脉冲的作用下，质子系统的纵向磁化强度减小，由M0减小到Mz，横向磁化强度由零变到Mxy，纵向磁化强度Mz和横向磁化强度Mxy的矢量和为质子系统在射频脉冲作用下总的磁化强度M，它的方向与外磁场方向成θ角，其大小与M0的大小相同。因此，质子系统在射频脉冲作用下的宏观表现就是其纵向磁化强度M0由沿外磁场方向（z轴）向xoy平面翻转，当射频脉冲停止后，M0与z轴成θ角;核磁共振的宏观表现;弛豫过程：当射频脉冲停止作用后，核磁矩解脱了射频场的影响，而只是受到主磁场B0的作用，这时所有核磁矩逐步向原来的平衡状态恢复，恢复过程中会把吸收的能量以电磁波的形式发射出去。这种恢复不是立即完成，而是慢慢进行最后回到平衡位置。;根据Mxy和Mz变化原因的不同，我们把这一过程分为两种独立的弛豫。随着M0逐渐回到平衡位置，Mxy逐渐衰减，而Mz则是逐渐增大的。;以π/2脉冲为例，以上两式的解分别为;在横向弛豫过程中如果在y轴上放置一个如上图所示的线圈，并让y轴通过线圈的中心轴线。那么，当Mxy反复扫过接收线圈时，便在线圈中感生出一个很小的电动势，这个电动势就是磁共振信号，称为自由感应衰减(FID)信号。;利用FID信号，我们可以获得关于核密度ρ和T1、T2的信息，而人体内不同组织不同器官的氢核密度和T1、T2等参数是不同的，进而可以利用这些信号进行成像。