磁共振现象，射频脉冲及其T1与T2

上节讲到的磁共振现象，如下图
这个用咱们平常的书上的内容描述就是：

给处于主磁场中的人体组织一个射频脉冲（RF），这个射频脉冲的频率与质子的进动频率相同，RF的能量将传递给处于低能级的质子，处于低能级的质子获得能量后将跃迁到高能级。

微观角度：低能级质子获得能量跃迁到高能级。

宏观角度：RF使纵向磁化矢量发生偏转。

RF的能量越大，则偏转角度越大。

涉及一个射频脉冲的概念（以下全是经典脉冲）

1。小角度脉冲（偏转小于90度的脉冲）

2.90度脉冲

3.180度反转脉冲

RF能量的大小与脉冲强度和持续时间有关，当宏观磁化矢量的偏转角度确定时，RF的强度越大，需要持续的时间就越短。

以90度RF为例分析其微观和宏观效应

1. 90度脉冲使处于低能级多出处于高能级的那部分质子，有一半获得能量进入高能级状态，这就是处于低能级和高能级的质子数目完全相同，两个纵向磁化分矢量就相互抵消，因此宏观纵向磁化矢量就为零。

2. 90度RF前，质子的横向磁化分矢量相位不同为0,90度RF可使横向磁化分矢量处于同一相位，因而产生一个最大的旋转宏观横向磁化矢量

横向宏观磁化矢量（RF激发后)和纵向宏观磁化矢量（RF激发前），二者都与质子含量（密度）成正比

质子含量高---宏观纵向磁化矢量就高----激发后横向宏观磁化矢量就大-----信号就强。

如下图：

RF关闭后发生了什么？（如下图）

上图就涉及到了上节讲到的核磁弛豫

RF关闭后，在主磁场的作用下，宏观横向磁化矢量逐渐减小到零直至消失，纵向磁化矢量则从零逐渐增大直至恢复到最大值（即平衡状态），这个过程就是核磁弛豫。

弛豫过程可以看作分为：横向弛豫

纵向弛豫

纵向弛豫

90度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，纵向磁化矢量从零逐渐恢复，直至平衡状态，此过程就是纵向弛豫，即T1弛豫。

90度脉冲激发，

低能级质子=》高能级质子

高能级质子释放能量=》纵向弛豫

高能质子把能量传递给周围晶格，故有称为自旋-晶格弛豫

T1弛豫就是高能级状态的质子释放能量回到低能级状态。

用T1值来描述组织T1弛豫的快慢。

横向磁化矢量

90度RF关闭后，宏观横向磁化矢量将呈指数式衰减，把此衰减称为自由感应衰减（free induction decay,FID），也称T2*弛豫

横向磁化矢量的衰减是由于质子失相位造成的

质子群失相位的原因：

1. 质子周围磁场环境随机波动----所感受的磁场微环境随机波动--所感受的磁场强度存在随机变化---进动频率就出现差别---同相位的质子就逐渐失相位----宏观横向磁化矢量就逐渐消失<>

2.主磁场的不均匀。

T2弛豫是由于质子失相位，有T2值来描述组织T2弛豫的快慢

T1与T2弛豫的比较

T2弛豫要比T1弛豫快的多

180度聚焦脉冲：

利用180度聚焦脉冲可以剔除主磁场不均匀造成的宏观横向磁化矢量的衰减。

上面提到的由于主磁场的不均匀引起的质子失相位原理如下图
用180度聚焦脉冲进行纠正的原理：

这节重点就是

1.磁共振现象的表述（上节已经提到）

2.射频脉冲（记住经典的脉冲）

3.横向弛豫和纵向弛豫的原理

4.T1和T2的对比

5.质子失相位的原因

6.180度聚焦脉冲的作用及其机理