磁共振基本原理1-原子核

Part1

原子核结构目的...为什么在MR成像时使用氢原子核...如何计算磁场强度总和原子核结构氢原子+-NUCLEUSELECTRONPROTONKSHELL人体中¾的物质是氢原子核MR活性亚原子粒子的三个特点：charge，mass，spin当有成对的中子和质子存在时，他们的自旋效果就会相互抵消。

具有奇数质子和中子的原子核会有剩余自旋的。这个剩余的自旋值就会产生一个或强或弱的磁矢量。具有较强的磁矢量的原子核容易受外加磁场的影响，这种原子核我们称之为

MRActive.原子核结构磁场强度具有总合效应

=000为什么利用

H1成像?H1具有MR活性(在所有的可以进行MR成像的原子核中，H1具有最大的磁化矢量)H1

在人体内广泛存在1.2.同时具有大小和方向的量称为矢量磁场强度正是具有大小和方向的量具有大小和方向的矢量可以分解为两个相互正交的向量不同大小相同方向相同大小相反方向矢量

Vectors磁场强度的分解矢量

Vectors

磁场强度具有总合效应当指向一个方向的磁矢量（假设指向北极）vector较多时，总的磁场强度就会增加当磁矢量的方向同时有指向南极和北极时，总的磁场强度就会减弱净磁场矢量

Netmagneticvector对一个给定的采样来说，所有磁矢量的总合用MZ来表示MzPart2

排列与运动目的…描述磁场对人体的作用…确定为什么不同的磁场强度有不同的脉冲序列排列与运动Alignmentandprecession专业术语VocabularyB0:代表主磁场的强度。Hertz:是频率的国际标准单位，表示为每秒钟旋转的次数。(1hertz=1次/秒)Phase:指一个完整的循环周期中的特定时间点。自由旋转的方向Randomspinorientation任意方向排列，总的磁矢量为零自由旋转的方向Randomspinorientation单个质子的旋转模式磁化矢量的形成受外加磁场的作用，磁矢量的方向发生改变质子的运动状态已发生改变-进动质子以自身的轴心为中心转动质子以外加磁场的方向为中心旋转

在B0内的进动

SpinsinB0field

B0低能级状态NS高能级状态NS

在B0内的进动

SpinsinB0field

B06inlowEstate3inhighEstate在高B0内的进动

SpinsinhigherB0field

B07excesscontributetooursignalB0=主磁场强度MainMagneticField剩余矢量总合和磁场强度1.5T1.0T.5T.2T磁体洞MagnetBoreB0主磁场强度越大，就会有更多的氢质子的进动方向与主磁场方向一致。剩余磁矢量就会越大，产生的信号强度就会越大净磁化矢量

NetMagnetization当净矢量方向与B0方向一致时，我们将这时的磁化矢量称之为Mz.当净矢量的方向移到与B0方向垂直的平面时，我们将这时的磁化矢量称之为Mxy.进动频率

PrecessionalFrequency由主磁场引起的氢质子的自旋或摆动。氢质子的自旋或摆动以静磁场为轴心旋转。.主磁场引起的旋转MagneticFieldB0进动：磁化矢量Precessing:MagneticMomentumgGEMedicalSystemsTraininginPartnership

低磁场B0与主磁场的变化成正比高磁场B0进动频率

PrecessionalFrequencyLarmor公式

LarmorEquationw=gBo进动频率PrecessionalFrequency氢质子旋磁比HYDROGEN(42.6mHz)磁场强度MagnetFieldStrengtho进动频率

PrecessionalFreq.

同位素Isotope0.20.51.01.51H13C19F31P42.68.521.342.663.9mHzg10.7140.0417.2416.160.125.95.3520.038.6210.7340.117.262.148.015.05B0低能级状态的质子进动的频率

Larmor公式

mHz

排列与进动

AlignmentandPrecession3.4.1.Larmor’sequation _____ 2.Precessionalfrequency _____3.Netmagnetizationvector_____4.MRActiveNuclei _____5.Magnetogyricratio _____6.MagnetogyricratioforH1_____7.Elementsofanatom _____8.Vector _____9.Mz _____10.Mxy _____11.Hertz _____12.Phase _____13.Frequency _____14.Magneticmoment _____ProgressCheck

场景1您所在科室的放射科医师刚刚参加了一个研讨会归来，学习到了很多新知识。现在想尝试一个新的扫描垂体的脉冲序列。但是您的设备是1.5T，这位医生拿回的参数是0.5T的。请问这些参数是否可以在您的设备上使用，请解释场景2您的MR系统是0.5T，您所在科室来了一位新医生，他拿来一套1.5T系统的扫描参数，这是他以前常用的参数。请问他的参数可以使用吗？请解释ProgressCheck

Part3:

共振共振

Resonance…描述当发射射频脉冲时原子核和净磁矢量的变化…描述当翻转角变化时横向磁化矢量的变化…预算翻转角变化时信噪比的变化目的B1:与外加磁场方向垂直的的另一个磁场RF：在MR中，这个磁场是由一个特定频率的电磁波产生的—射频脉冲术语

Vocabulary射频脉冲

RadioFrequency频率=单位时间内震动的波峰或循环的次数振幅Amplitude{波长Wavelength在进行共振现象之前，必须考虑两个情况：1.射频脉冲必须与主磁场方向垂直2.射频脉冲的频率必须与原子核进动的频率一致((()))B0射频脉冲

RadioFrequency磁共振

MagneticResonance如果声源音叉的频率与静止音叉的震动频率一致，就会发生共振G声源CDEFGABGCDEFGAB磁共振

MagneticResonance如果射频脉冲的频率与原子核的进动频率一致，就会发生共振磁共振

MagneticResonance氢核进动发生共振表现为氢原子核吸收射频脉冲的能量，由低能级状态跃迁到高能级状态磁共振

MagneticReson