实验二测量磁共振中心频率拉莫尔频率

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1、实验二测量磁共振中心频率（拉莫尔频率）一、实验目的：1、理解核磁共振的基本原理。2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系。3、掌握拉莫尔频率的测量方法。二、实验器材：约10mm高的大豆油试管样品；NMI20台式磁共振成像仪。三、实验原理：1、核磁共振基本原理当一个样品被放在外磁场B中时，样品就会被磁化，产生能级分裂现象，0DE=gBh所产生的能级间距为：0；如果在该样品系统上加上一个射频磁场，从量子力学观点来看，射频场的能量为hn，当该能量和分裂产生的能级间距相等，即hn=DE时，样品对外加射频能量吸收达到最

2、大，产生的磁共振信号也最强，因此得到核磁共振产生的基本条件：hn=hw0=h2pf0=gB0h，因此w=gBw得到拉莫尔方程00，此时的0就是产生核磁共振的拉莫尔频率，也是g外加磁场的中心频率，其中为样品物质的磁旋比，h为原子核自旋角动量的单位，h为谱朗克常量，B0为外加磁场的磁场强度。2、测量方法方法一：对于一个主磁场确定的磁共振系统来说，在外界条件不变的条件下，其共振频率也是一个固定的值，接收线圈测量到的FID信号和射频磁场的频率变化是一致的，因此可以对FID信号进行傅立叶变换，找到FID信号的频率，根据

3、核磁共振发生的条件，从而间接得到射频磁场的中心频率，此频率也就是样品质子进动的拉莫尔频率。方法二：宏观磁化矢量的弛豫可以通过布洛克方程进行描述和求解，但此过程中总是包含着一个固定的进动项。由于进动的存在，使得描述和求解都很困难。而进动并不对信号幅值产生任何影响。因此有人采用旋转坐标系来描述宏观磁化矢量的弛豫过程。因此，实验室坐标系中的MR信号在旋转坐标系中就可以把进动项消除。当旋转坐标系的旋转频率与拉莫尔频率完全相同时，线圈采集到的FID信号中的拉莫尔频率成分就可被完全过滤掉，呈现出来的是一条呈指数递减规律的

4、曲线。因此在实验中可以通过不断修改射频脉冲的频率，同时观察屏幕上的FID信号。当FID信号的振荡频率逐步减小到基本上不出现振荡时，说明此时的射频频率就是拉莫尔频率。四、实验步骤：1、启动计算机，点击桌面图标进入到如图1所示界面。再点击按钮进入WinMRIXP操作界面，如图2、MRIjx按钮图1核磁共振成像技术实验仪软件界面图2WinMRIXP操作界面2、将装有10mm高大豆油的样品管小心放置入磁体柜上方样品孔内。3、开启射频单元及梯度放大器的电源(如下两图)。NM2010射频单元面板NM2011梯度单元面板4

5、、单击工具栏上的按钮（如图3），进入脉冲序列选择对话框（如图4）。选择硬脉冲FID序列，在参数设置列表中将中心频率主值SF1、偏移量O1和采样点数TD分别预设为：22、600.000和2048（如图5）。(注意：此处数值为射频单元NM2010面板上所张贴数值，注意主频偏移量O1不能偏离所设数值20KHz，否则无法自动寻找中心频率。)若所填写数值无误，但并未观察到FID信号，此时可适当改变O1值，直到出现FID信号为止。如若精细调节后仍无FID信号，则可能是硬件上的问题，此时可将问题向老师反映。Demo按钮图3

6、WinMRIXP菜单栏图4脉冲序列对话采样点ＴＤ主频ＳＦ１偏移量Ｏ１图5WinMRIXP参数设置界面方法一：1、点击（见图7）进行单次采集，即可观测到FID信号。2、单击按钮(如图7)停止扫描，点击按钮(如图7)，弹出一对话框，如图所示：S1选择默认值，点击OK按钮，将FID信号进行傅里叶变换。傅里叶变换后窗口如下图所示：图6FID信号经FT后的频域信号形状ＧＳ按钮FFT按钮一维处理Ｓtop按钮图7WinMRIXP菜单栏3、点击（见图7）进入一维处理选项卡，界面如图8所示。4、单击（见图8）按钮进入相位校正对

7、话框，调节零级相位校正PC0数值框中的值使谱线基部处在同一水平位置上，如图8所示，选择OK确定。归零按相位校正对话钮框点击此按钮调节相位OK相位校正按钮频域显示调整按钮设置中恢复按钮心频率图8一维处理界面5、选择基线归零按钮(见图8)，谱线基部会下拉到坐标零基线位置，如图9所示。图9基线归零后的频谱图6、使用频域显示调整按钮（见图8），选择以谱峰为中心点的局部谱线进行显示，具体方法将鼠标先后对称地点击谱峰中心左右两侧，如图10所示。鼠标松开后，选择的局部谱线就会得到放大显示如图11所示。放大后如若想回到原来状

8、态，可点击恢复按钮（见图8）图10局部谱线显示图7、使用按钮(见图8)，把谱线中心峰值处设置为中心频率，如图11所示，设定后系统会出现一个对话框，确定后系统就会在下次采集时采用设定的中心频率，即找到了系统的中心频率。图11中心频率设置8、再次选择单次采集工具(见图7)，观看FID信号情况。重复以上步骤，当FID信号如图12或13出现单调无振荡时，说明射频信号的中心频率和磁场的中心频率近似一致，此时射