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时间:2018-12-13
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1、实用标准文案MRI磁共振成像入门.txt懂得放手的人找到轻松,懂得遗忘的人找到自由,懂得关怀的人找到幸福!女人的聪明在于能欣赏男人的聪明。生活是灯,工作是油,若要灯亮,就要加油!相爱时,飞到天边都觉得踏实,因为有你的牵挂;分手后,坐在家里都觉得失重,因为没有了方向。一、引言X-CT是利用X射线从一定的方向向人体照射,X射线穿过人体,经各器官不同程度地吸收后被探测,作为信号送往计算机处理,获得人体断层图像。核磁共振成像(MRI)类似于X-CT,它利用一定频率的电磁波,向处于强磁场中的人体辐射。人体中各种组
2、织都含有体液,体液中的氢原子核H在电磁波的作用下发生磁共振(以后会谈到这个词的含义),吸收电磁波能量,随后探测来自H核的电磁波信号。经计算机信号处理得到人体的断层图像。由于H核发出电磁波时,附带了它们周围化学环境的信息,所以从核磁共振信号得到的人体断层图像上可以获得许多X-CT不能得到的生理信息。二、核磁共振“核磁共振”顾名思义,是与核和磁有关的一种现象,以下我们就从磁矩说起。1、原子核磁矩在人类生活的五彩缤纷的世界中,万物都是由罗列于化学元素周期表中的各类原子组成。每个原子都包含一个原子核,以及多个电
3、子。电子绕着原子核快速旋转,如同月亮绕着地球转动一样,原子核则像地球一样作自我旋转,原子核内的质子因为核自旋运动,产生环形电流并感生出磁场,我们称这样的原子核具有核磁矩。所谓磁矩,形象地说,就像一个个细小的指南针具有磁性、南极、北极等。虽然组成物体的很多原子核都具有磁矩,但平时在一般常见的物体中它们都处于一种无序排列状态,每个磁矩的方向都是随意的,磁矩间的磁性相互抵消,从整体上来讲,我们并未感到自己的身体,书本以及其它物体具有磁性。指南针总是指向南极,是因为它们总受地球磁场的作用。如果具有磁矩的原子核也
4、受一个磁场的作用,它们也会从一种无序排列变成一种有序排列,磁场愈强磁矩一致取向的倾向愈强烈,物体就会表现出磁性,就好像一个大的指南针,我们称之为宏观磁矩。磁场愈强这个宏观磁矩的磁性也愈大。2、磁矩在磁场中的运动特性1)进动当一个核磁矩处于磁场中时,磁矩受磁场的作用(如指南针受地磁场的作用一样),磁矩将绕磁场方向作“进动”,即原子核绕着自我旋转的同时,又绕磁场方向转动。这个情形如同小孩玩的陀螺,陀螺在旋转的时候,如果其轴偏离垂直方向,它就会一边自旋,一边又绕着垂直方向转动,陀螺进动是受地球重力场的作用,磁
5、矩进动是受外加磁场的作用。磁矩在磁场中进动时,进动的频率称拉莫而频率,是由著名的拉莫尔方程决定的:ω=γB0其中ω为拉莫尔频率,B0为外加磁场的磁感应强度,γ是与原子核性质有关的一个常数,称为旋磁比。H核的旋磁比γ=42.58MHz/T,在1500高斯的磁场中,H核磁矩每秒钟将绕磁场转动六百三十万周。磁场越高,磁矩进动的频率就越快。处于磁场中的核磁矩,当其方向与磁场方向之间的夹角越大时,它所处的能量状态越高。宏观磁矩在磁场中的运动规律与单个核磁矩一样,另外宏观磁矩的能量也与它同磁场的方向的夹角成正比。在
6、目前人们能制造的各种磁体的磁场强度范围内,原子核的拉莫尔频率都在1千兆周以下,我们称为射频波段。2)处于强磁场中的宏观磁矩,在无外界因素影响的情况下,将处于顺着磁场方向排列的状态,不会随时间变化而变化,称为稳定平衡状态。如果由于某种原因,宏观磁矩的方向偏离磁场方向,核磁矩就不能长久保持这种状态,它们将由偏离磁场方向的非平衡状态,逐渐变化到顺着磁场方向的稳定状态。这种变化过程反映了原子核与周围环境的相互作用,就是下面要说的“弛豫过程”。为了叙述方便,我们把顺着磁场方向的方向称为纵向,垂直于磁场方向的方向称
7、为横向。精彩文档实用标准文案由于人体中的液体是由无数个H原子与其它原子组成,H核磁矩受周围原子核的影响,液体分子本身还在作布朗运动,因为核磁矩与周围环境存在着各种形式的能量交换。宏观磁矩偏离磁场方向之后,在磁场中以拉莫尔频率运动。由于偏离磁场方向后,磁矩处于高能态,它将向周围环境传递能量,其方向也将向磁场方向靠拢,最终停留在磁场方向上,恢复到没有偏离磁场方向以前的状态。另外,每个H核磁矩与周围其它H核磁矩相互作用,各磁矩的进动速度会有一些差异。就像在环形跑到上3000米赛跑一样,起跑时选手们都在同一线上
8、,以后由于各个赛跑着速度不同而拉开距离,直到均匀地分布在整个跑到上。磁矩在“非稳定”到稳定的变化过程中,也经历这种“分散”的过程。各磁矩在横向的磁性将相互抵消,宏观磁矩的横向分量最后变为0,以上宏观磁矩从非稳定状态到稳定状态的变化过程反映了“弛豫”(relaxation)。其中,宏观磁矩在纵向上的分量,从小到大变化,最后达到磁矩没有偏离磁场方向以前的宏观磁矩值,这过程称为“纵向弛骤”。宏观磁矩横向上的分量从非稳定状态初始值变到零的过程为“横
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