医学成像技术-磁共振实验指导书

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1、电子科技大学生命科学与技术学院本科教学实验指导书（实验）课程名称：医学成像技术电子科技大学教务处制表-20-目录前言----------------------------------------------------------3一、基础知识------------------------------------------------------31、基本概念------------------------------------------------------32、核磁共振------------------------------------

2、------------------43、体磁化强度----------------------------------------------------54、射频脉冲磁场瞬态作用----------------------------------------55、自由感应衰减（FID）信号---------------------------------------66、弛豫过程------------------------------------------------------77、自旋回波法测量横向弛豫时间------------------

3、------------------88、反转恢复法测量纵向弛豫时间------------------------------------109、脉冲核磁共振的捕捉范围----------------------------------------11二、实验内容------------------------------------------------------121、观察FID信号并对样品进行二维磁共振成像------------------------122、用自旋回波法测量横向弛豫时间----------------------------

4、----123、用反转回复法测量纵向弛豫时间--------------------------------12三、实验步骤和测量方法-----------------------------------------13-20-前言核磁共振是指受电磁波作用的原子核系统在外磁场中能级之间发生共振跃迁的现象。早期的核磁共振电磁波主要采用连续波，灵敏度较低，1966年发展起来的脉冲傅里叶变换核磁共振技术，将信号采集由频域变为时域，从而大大提高了检测灵敏度，由此脉冲核磁共振迅速发展，成为物理、化学、生物、医学等领域中分析鉴定和微观结构研究不可缺少的工具。核磁共振的

5、物理基础是原子核的自旋。泡利在1924年提出核自旋的假设，1930年在实验上得到证实。1932年人们发现中子，从此对原子核自旋有了新的认识：原子核的自旋是质子和中子自旋之和，只有质子数和中子数两者或者其中之一为奇数时，原子核具有自旋角动量和磁矩。这类原子核称为磁性核，只有磁性核才能产生核磁共振。磁性核是核磁共振技术的研究对象。一.基础知识1.基本概念具有自旋的原子核，其自旋角动量为（1）（1）式中，为自旋量子数，其值为半整数或整数，由核性质决定。，为普朗克常数。自旋的核具有磁矩，和自旋角动量的关系为（2）（2）式中，为磁旋比。在外加磁场时，核自旋为的核处于

6、度简并态。外磁场时，角动量和磁矩绕(设为方向）进动，进动角频率为：（3）（3）式称为拉摩尔进动公式。拉摩尔进动公式可知，核磁矩在恒定磁场中将绕磁场方向作进动，进动的角频率取决于核的磁旋比和磁场磁感应强度的大小。-20-由于核自旋角动量空间取向是量子化的。在方向上的分量只能取个值，即：（4）为磁量子数，相应地（5）此时原度简并能级发生塞曼分裂，形成个分裂磁能级（6）相邻两个能级之间的能量差（7）对的核，例如氢、氟等，在磁场中仅分裂为上下两个能级。2.核磁共振实现核磁共振的条件：在一个恒定外磁场作用下，另在垂直于的平面（，平面）内加进一个旋转磁场,使转动方向与

7、的拉摩尔进动同方向，见图1－a。如的转动频率与拉摩尔进动频率相等时，会绕和的合矢量进动，使与的夹角发生改变,增大,核吸收磁场的能量使势能增加，见式（6）。如果的旋转频率与不等，自旋系统会交体地吸收和放出能量，没有净能量吸收。因此能量吸收是一种共振现象，只有的旋转频率与相等才能发生共振。图1a拉摩尔进动图1b直线振荡场-20-旋转磁场可以方便的由振荡回路线圈中产生的直线振荡磁场得到。因为一个的直线磁场，可以看成两个相反方向旋转的磁场合成，见图1－b。一个与拉摩尔进动同方向，另一个反方向。反方向的磁场对的作用可以忽略。旋转磁场作用方式可以采用连续波方式也可以采

8、用脉冲方式。3.体磁化强度因为磁共振的对象不可能单个核，而是包含大