MRI成像的物理基础及实验

以实验原理为主,含公式推导(pdf)

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核子自旋

两种运动形式 $\to$ 核磁矩 $\to$ 旋磁比、磁化强度矢量

  • 轨道运动:轨道角动量
  • 自旋运动:自旋角动量

$\to$ 核子本征角动量:二者矢量和 $\to$ 原子核本征角动量:核子本征角动量的矢量和 $\to$ 核自旋量子数

拉莫尔进动

原子核处于外磁场中,本征角动量和核磁矩按某一角频率/圆频率进动。

原子核塞曼分裂

在外磁场中原子核的能级分裂。 Bolzmann分布 $\to$ 能级分裂的能量差、不同能级的粒子数比

射频场

频率在射频范围的交变电磁场,产生振荡磁场。

  • 硬脉冲
  • 软脉冲

核磁共振

原子核吸收等于能级分裂能量差的射频场能量,发生跃迁。 $\to$ 磁化强度矢量改变

弛豫

粒子受到激发后,以非辐射的方式回到基态而达到 Bolzmann 平衡。

  • 横向弛豫
  • 纵向弛豫

MR信号

  • FID 自由感应衰减信号
  • SE 自旋回波信号
  • GRE 梯度回波信号(todo)
  • EPI 回波平面成像信号(todo)
  • Q-CPMG 序列
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