磁共振基本原理1-原子核

Part1

原子核結(jié)構(gòu)目的...為什么在MR成像時(shí)使用氫原子核...如何計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度總和原子核結(jié)構(gòu)氫原子+-NUCLEUSELECTRONPROTONKSHELL人體中?的物質(zhì)是氫原子核MR活性亞原子粒子的三個(gè)特點(diǎn)：charge，mass，spin當(dāng)有成對(duì)的中子和質(zhì)子存在時(shí)，他們的自旋效果就會(huì)相互抵消。

具有奇數(shù)質(zhì)子和中子的原子核會(huì)有剩余自旋的。這個(gè)剩余的自旋值就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或強(qiáng)或弱的磁矢量。具有較強(qiáng)的磁矢量的原子核容易受外加磁場(chǎng)的影響，這種原子核我們稱之為

MRActive.原子核結(jié)構(gòu)磁場(chǎng)強(qiáng)度具有總合效應(yīng)

=000為什么利用

H1成像?H1具有MR活性(在所有的可以進(jìn)行MR成像的原子核中，H1具有最大的磁化矢量)H1

在人體內(nèi)廣泛存在1.2.同時(shí)具有大小和方向的量稱為矢量磁場(chǎng)強(qiáng)度正是具有大小和方向的量具有大小和方向的矢量可以分解為兩個(gè)相互正交的向量不同大小相同方向相同大小相反方向矢量

Vectors磁場(chǎng)強(qiáng)度的分解矢量

Vectors

磁場(chǎng)強(qiáng)度具有總合效應(yīng)當(dāng)指向一個(gè)方向的磁矢量（假設(shè)指向北極）vector較多時(shí)，總的磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)增加當(dāng)磁矢量的方向同時(shí)有指向南極和北極時(shí)，總的磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)減弱凈磁場(chǎng)矢量

Netmagneticvector對(duì)一個(gè)給定的采樣來說，所有磁矢量的總合用MZ來表示MzPart2

排列與運(yùn)動(dòng)目的…描述磁場(chǎng)對(duì)人體的作用…確定為什么不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度有不同的脈沖序列排列與運(yùn)動(dòng)Alignmentandprecession專業(yè)術(shù)語(yǔ)VocabularyB0:代表主磁場(chǎng)的強(qiáng)度。Hertz:是頻率的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位，表示為每秒鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。(1hertz=1次/秒)Phase:指一個(gè)完整的循環(huán)周期中的特定時(shí)間點(diǎn)。自由旋轉(zhuǎn)的方向Randomspinorientation任意方向排列，總的磁矢量為零自由旋轉(zhuǎn)的方向Randomspinorientation單個(gè)質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)模式磁化矢量的形成受外加磁場(chǎng)的作用，磁矢量的方向發(fā)生改變質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)已發(fā)生改變-進(jìn)動(dòng)質(zhì)子以自身的軸心為中心轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)子以外加磁場(chǎng)的方向?yàn)橹行男D(zhuǎn)

在B0內(nèi)的進(jìn)動(dòng)

SpinsinB0field

B0低能級(jí)狀態(tài)NS高能級(jí)狀態(tài)NS

在B0內(nèi)的進(jìn)動(dòng)

SpinsinB0field

B06inlowEstate3inhighEstate在高B0內(nèi)的進(jìn)動(dòng)

SpinsinhigherB0field

B07excesscontributetooursignalB0=主磁場(chǎng)強(qiáng)度MainMagneticField剩余矢量總合和磁場(chǎng)強(qiáng)度1.5T1.0T.5T.2T磁體洞MagnetBoreB0主磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，就會(huì)有更多的氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)方向與主磁場(chǎng)方向一致。剩余磁矢量就會(huì)越大，產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度就會(huì)越大凈磁化矢量

NetMagnetization當(dāng)凈矢量方向與B0方向一致時(shí)，我們將這時(shí)的磁化矢量稱之為Mz.當(dāng)凈矢量的方向移到與B0方向垂直的平面時(shí)，我們將這時(shí)的磁化矢量稱之為Mxy.進(jìn)動(dòng)頻率

PrecessionalFrequency由主磁場(chǎng)引起的氫質(zhì)子的自旋或擺動(dòng)。氫質(zhì)子的自旋或擺動(dòng)以靜磁場(chǎng)為軸心旋轉(zhuǎn)。.主磁場(chǎng)引起的旋轉(zhuǎn)MagneticFieldB0進(jìn)動(dòng)：磁化矢量Precessing:MagneticMomentumgGEMedicalSystemsTraininginPartnership

低磁場(chǎng)B0與主磁場(chǎng)的變化成正比高磁場(chǎng)B0進(jìn)動(dòng)頻率

PrecessionalFrequencyLarmor公式

LarmorEquationw=gBo進(jìn)動(dòng)頻率PrecessionalFrequency氫質(zhì)子旋磁比HYDROGEN(42.6mHz)磁場(chǎng)強(qiáng)度MagnetFieldStrengtho進(jìn)動(dòng)頻率

PrecessionalFreq.

同位素Isotope0.20.51.01.51H13C19F31P42.68.521.342.663.9mHzg10.7140.0417.2416.160.125.95.3520.038.6210.7340.117.262.148.015.05B0低能級(jí)狀態(tài)的質(zhì)子進(jìn)動(dòng)的頻率

Larmor公式

mHz

排列與進(jìn)動(dòng)

AlignmentandPrecession3.4.1.Larmor’sequation _____ 2.Precessionalfrequency _____3.Netmagnetizationvector_____4.MRActiveNuclei _____5.Magnetogyricratio _____6.MagnetogyricratioforH1_____7.Elementsofanatom _____8.Vector _____9.Mz _____10.Mxy _____11.Hertz _____12.Phase _____13.Frequency _____14.Magneticmoment _____ProgressCheck

場(chǎng)景1您所在科室的放射科醫(yī)師剛剛參加了一個(gè)研討會(huì)歸來，學(xué)習(xí)到了很多新知識(shí)?，F(xiàn)在想嘗試一個(gè)新的掃描垂體的脈沖序列。但是您的設(shè)備是1.5T，這位醫(yī)生拿回的參數(shù)是0.5T的。請(qǐng)問這些參數(shù)是否可以在您的設(shè)備上使用，請(qǐng)解釋場(chǎng)景2您的MR系統(tǒng)是0.5T，您所在科室來了一位新醫(yī)生，他拿來一套1.5T系統(tǒng)的掃描參數(shù)，這是他以前常用的參數(shù)。請(qǐng)問他的參數(shù)可以使用嗎？請(qǐng)解釋ProgressCheck

Part3:

共振共振

Resonance…描述當(dāng)發(fā)射射頻脈沖時(shí)原子核和凈磁矢量的變化…描述當(dāng)翻轉(zhuǎn)角變化時(shí)橫向磁化矢量的變化…預(yù)算翻轉(zhuǎn)角變化時(shí)信噪比的變化目的B1:與外加磁場(chǎng)方向垂直的的另一個(gè)磁場(chǎng)RF：在MR中，這個(gè)磁場(chǎng)是由一個(gè)特定頻率的電磁波產(chǎn)生的—射頻脈沖術(shù)語(yǔ)

Vocabulary射頻脈沖

RadioFrequency頻率=單位時(shí)間內(nèi)震動(dòng)的波峰或循環(huán)的次數(shù)振幅Amplitude{波長(zhǎng)Wavelength在進(jìn)行共振現(xiàn)象之前，必須考慮兩個(gè)情況：1.射頻脈沖必須與主磁場(chǎng)方向垂直2.射頻脈沖的頻率必須與原子核進(jìn)動(dòng)的頻率一致((()))B0射頻脈沖

RadioFrequency磁共振

MagneticResonance如果聲源音叉的頻率與靜止音叉的震動(dòng)頻率一致，就會(huì)發(fā)生共振G聲源CDEFGABGCDEFGAB磁共振

MagneticResonance如果射頻脈沖的頻率與原子核的進(jìn)動(dòng)頻率一致，就會(huì)發(fā)生共振磁共振

MagneticResonance氫核進(jìn)動(dòng)發(fā)生共振表現(xiàn)為氫原子核吸收射頻脈沖的能量，由低能級(jí)狀態(tài)躍遷到高能級(jí)狀態(tài)磁共振

MagneticReson