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磁共振基本原?/p>
磁共振成像的依据是与人体生理、生化有关的人体组织密度对核磁共振的反映不同。要
理解这个问题,就必须知道核磁共振和核磁共振的特性?/p>
一、核磁共振与核磁共振吸收的宏观描?/p>
由力学中可知,发生共振的条件有二
:
一是必?/p>
满足频率条件
,二是要满足
位相条件
?/p>
原子核是自旋?/p>
,它绕某个轴旋转(颇像个陀螺)
。旋转时
产生一定的微弱磁场和磁?/p>
?/p>
将自旋的原子核放在一个均匀的静磁场中,受磁场作用,原子核的自旋轴会被强制定向,?/p>
与磁场方向相同,或与磁场方向相反。重新定向的过程中,原子核的自旋轴将类似旋转陀?/p>
般的发生进动
。不同类的原子核有不同的进动性质,这种性质就是
旋转?/p>
(非零自旋的核具
有特定的旋转比)
?/p>
?/p>
γ表示
?/p>
进动
的角频率ω
一方面同旋转比有关?/p>
另一方面同静磁场?/p>
?/p>
场强?/p>
B
有关。其关系有拉莫尔?/p>
Larmor
)公式(ω又称拉莫尔频率)
:
ω=γ·B
(6-1)
静磁场中的原子核自旋时形成一定的微弱势能。当一个频率也为ω的交变电磁场作用到
自旋的原子核时,自旋轴被强制倾倒,并带有较强的势能;当交变电磁场消除后,原子核?/p>
自旋轴将向原先的方向进动,并释放其势能。这种现象就是核磁共振现象(换言之,
当电?/p>
辐射的圆频率和外磁场满足拉莫尔公式时?/p>
原子核就对电磁辐射发生共振吸?/p>
?/p>
?/p>
这一过程?/p>
称为
弛豫过程
?/p>
释放势能所产生的电压信号就是核磁共振信?/p>
.也被称?/p>
衰减信号
?/p>
FID
?/p>
?/p>
显然,核磁共振信号是一频率为ω的交变信号,其幅度随进动过程的减小而衰减?/p>
?/p>
6-1
表示几种原子核的共振频率与磁场强度的关系。这些频率是在电磁波谱的频带?/p>
内,
这样的频率大大低?/p>
X
线的频率?/p>
甚至低于可见光的频率?/p>
可见它是无能力破坏生物系
统的分子的。在实际情况下,由于所研究的对象都是由大量原子核组成的组合体,因此在转
入讨论大量原子核在磁场中的集体行为时,有必要引人一个反映系统磁化程度的物理量来?/p>
述核系统的宏观特性及其运动规律。这个物理量叫静磁化强度矢量,用
M
表示。由大量原子
核组成的系统,相当于一大堆小磁铁,在无外界磁场时,原子核磁?/p>
μ
的方向是随机的,?/p>
统的总磁矩矢量为

?/p>
6-2
?/p>
如果在系统的
Z
轴方向外加一个强静磁?/p>
B
?/p>
,原子核磁矩受到外磁场的作用,在自身
转动的同时又?/p>
B
。为轴进动,核磁矩取平行?/p>
BO
的方向。按照波尔兹曼分布,在平衡状
态下,处于不同能级的原子核数目不相等,使得原子核磁矩不能完全互相抵消,从而有

?/p>
6-3
?/p>
此时可以说系统被磁化了,
可见
M
是量度原子核系统被磁化程度的量,
是表示单位体?/p>
中全部原子核磁矩的矢量和?/p>

?/p>
6-1
几种原子核的共振频率与磁场强度的关系