用核磁共振成像仪测T1和T2

性能指标

B0 :
均匀区： 均匀度: 选片厚度(Z): X、Y方向空间分辨率:
10 10mm
35ppm
0.65T
3mm
0.5mm
核磁共振实验原理
核磁共振原理
检测共振信号的方法
傅立叶(Fourier)变换
核磁共振原理
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简写为 NMR），是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下， 核自旋能级发生塞曼分裂（Zeeman Splitting），共振吸 收某一特定频率的射频（radio frequency 简写为rf或RF） 辐射的物理过程。
硬脉冲FID信号
软脉冲FID信号
RF脉冲角度的设置
设置90度射频脉冲角度 P1/ms RFAMP1/% 34 20
硬脉冲回波
软脉冲回波
自旋回波CPMG
测量横向弛豫时间 T2
• 手工测点计算横向弛豫时间 T2
用自旋回波CPMG测量横向弛豫时间 T2
水样 自来水 娃哈哈纯净水 北大纯净水 燕园水 乐百氏纯净水 农夫山泉 T2/ms 1869.24 1572.52 1602.93 1636.06 1570.18 1691.09
酒精
硫酸铜水溶液
670.475
83.23
T1 的测量
反转恢复脉冲序列测量 T1
饱和恢复脉冲序列测量 T1
反转恢复
饱和恢复
T1
n 1 2 Ave. 反转 98.8 100.8 99.8 饱和 119.1 117.6 118.35
T1ir T1sr 100% 15.67% T1sr
1t p B1t p
然后在弛豫过程的作用下，M 散相，最后回到 如下图所示。
轴。 z
自旋回波
90度脉冲的作用
脉冲后的自由进动
弛豫导致的相散
弛豫过程
自旋－晶格弛豫过程: 核自旋系统与周围晶格交换能量,使 各能级上的布居数恢复到热平衡状 态，T1 纵向弛豫。 自旋－自旋弛豫过程: 等同核自旋系统内部各自旋之间交 换能量,影响谱线线宽，T2 横向弛豫。
用核磁共振成像仪测 T1和T2
北京大学物理学院01级 彭培芝 臧充之 指导教师：张洁天 吕斯骅
概述
实验仪器 核磁共振实验原理 实验内容
实验仪器介绍
小型教学用核磁共振成像仪
仪器装置
磁体：主磁体、三组梯度线圈、探头 电路：数字 DDS、I/O、ADC 模拟：发射、接收、梯度 软件：控制、采集、处理、显示
共振频率
0 B0 2π
B0
是外磁场的磁感应强度；
其中：
2π

2π
1
Baidu Nhomakorabea
成为旋磁比。
42.58 MHz T
拉莫频率
0 B0
0 B0
H
– 核磁矩绕外磁场的进动频率称为Larmor频率。
共振条件：
射频脉冲和自旋回波
若将一个射频场 B1 ，在共振条件下加到核系统上， 施加时间为 t p 秒，则磁化强度矢量 M 将绕 x ' 轴章 动 角度
脉冲序列
硬脉冲FID 硬脉冲自旋回波 硬脉冲CPMG 反转恢复 饱和恢复 软脉冲 软脉冲自旋回波
检测共振信号的方法
吸收法
优点是比较简单，样品 不易饱和，缺点是振荡频率 的稳定性较差，噪音电平较 高。一般只用于宽谱的波谱 仪与测场仪
感应法
优点是工作稳定度 高，噪音低，但漏电流 相位不易调整。常用在 商业波谱仪
平衡法
优点是频率稳定好，噪 音低，缺点是频率调谐范围 不够宽。常用于灵敏度和分 辨力高的波谱仪
傅立叶(Fourier)变换
时域信号 F变换
S（t1,t2,…）
频域信号 S(1, 2,…)
频域谱
软件介绍
可做的实验
FID信号观察 RF脉冲角度设置 自旋回波信号的获得 自旋回波序列测T2 T1的测量 软脉冲激发实验