核磁共振实验中三种基本脉冲序列的特点和应用

回波信号的产生
t 0时
t 2 时
M XY M 0
M XY M 0e2 /T 2
t 时 180°脉冲使自旋绕x轴旋转180°
自旋回波法测横向弛豫时间T2
M XY (M 0e
2 /T2
)e
( t 2 )/T2
缺点： 花费时间长，每测一个回波要等Mz恢复到Mo， 每个周期要花5个T1 分子自扩散引起信号损失，使回波峰值达不到 应有高度，使得T2 偏小
反转恢复序列(IR）
Inversion-Recovery
特点： 射频激励脉冲 信号测量脉冲
180°脉冲 90°脉冲
反转恢复法测纵向弛豫时间T1
Mz(t)＝Mo[1—2e-t/T1]
自旋回波序列(SE)
Spin-Echo
特点： 一个周期内有90°脉冲和 180°脉冲 其中180°脉冲为相位反转脉冲 （回波形成脉冲）
核磁共振实验中三种基本 脉冲序列的特点和应用
Nuclear Magnetic Resonance Magnetic Resonance Imaging
07300300061 武帅 材料物理
核磁共振原理
在恒定磁场Bo中 0 B0
磁化强度矢量M在射频场B1作用下的运动
θ=γB1τ
γ ：旋磁比 与核的种类有关
信号测量脉冲 作用：对纵向磁化强度进行测量 射频激励脉冲 作用：建立横向磁化强度
饱和恢复序列SR
射频脉冲序列
反转恢复序列IR
自旋回波序列SE
饱和恢复序列(SR)
Saturation-Recovery
特点：射频激励脉冲 信号测量脉冲
90°脉冲 90°脉冲
饱和恢复法测纵向弛豫时间T1
Mz(t)＝Mo [1- e-TR/T1]
有180°回波产生脉冲的IR序列的射频脉冲时序
包含SE序列的IR序列的射频脉冲时序
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θ=180° 180°脉冲 θ=90° 90°脉冲 τ：射频脉宽 硬脉冲 τ较小 软脉冲 τ较大
驰豫过程 非平衡态 →平衡态
纵向弛豫：磁化强度的纵向分量从某个 Mz向它的最大值Mo增长的过程。 横向弛豫：磁化强度的横向分量从某个 Mxy向它的最小值零衰减的过程。
什么是脉冲序列？
产生并测量MR信号所需要的一组周期 性重复的射频脉冲的组合方式和定时 关系。
SE序列的改进： CP序列
CPMG序列
180°脉冲方向不同！施加在Y轴上，避免了 因为180°脉冲不精确而引起的误差
使用硬脉冲CPMG序列测量横向弛 豫时间T2
自旋回波序列成像
芝麻成Βιβλιοθήκη Baidu图
三种序列的比较
SR和IR对纵向弛豫时间的测定能力： IR序列比SR序列测量T1的准确性要高，鉴别T1不同的组织 的能力更强（由于TR的不同）
抗射频干扰能力：
SE序列中，检测的是180°脉冲后的自旋回波信号，可以
避免被90°射频所干扰，抗干扰能力比较强
应用方面：
IR和SR序列主要利用样品的T1弛豫时间影响信号性质， IR序列该特点更为显著；SE序列主要特点体现在获得反 映样品的T2特性的信号方面,是NMI中最广泛应用的基
本脉冲序列
可以检测自旋回波的IR序列