横向弛豫过程
核磁共振谱中的弛豫过程
核磁共振谱中的弛豫过程
核磁共振谱中的弛豫过程是指原子核从激发态到基态恢复的过程，它包含了两个重要阶段：纵向磁化强度矢量Mz恢复到最初平衡状态的M0和横向磁化强度Mxy要衰减到零。
这个过程是同时开始但独立完成的。
在弛豫过程中，原子核将所吸收的射频磁场的能量释放出来，并恢复到共振前的状态。
驰豫过程中有两个重要的时间常数T1和T2，称作驰豫时间。
其中T1称作纵向驰豫时间，是描述自旋核与晶格相互作用时，氢核系统恢复到平衡状态快慢的物理量。
T2称作横向驰豫时间，是描述自旋核与自旋核之间相互作用时，氢核系统恢复到平衡状态快慢的物理量。
在完成弛豫过程时，需要区分纵向弛豫过程和弛豫时间T1。
纵向弛豫过程是质子与周围物质进行热交换，或者说质子将多余能量通过晶格扩散出去，使其从高能级跃迁到低能级。
这个过程又称为自旋-晶格弛豫过程。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
核磁共振谱学7
在通常射频作用下，受激跃迁只有满足m = 1的跃迁才是允许的。双 量子跃迁（ m = 2）和零量子跃迁（ m = 0）在射频作用下是禁阻的， 但在偶极自旋算符的作用下上面六个跃迁都是允许的。
饱和S跃迁，即用射频场照射S核，使S跃迁对应的两个能级布居相等。
W1I
(**) ab
N
0.15
NH2
2.4
N
0.16
N 6.3 N O
0.19
0.11
CH2
0.19
0.23
0.22
HO OH
OH O PO
OH
连接NH2的季碳，由于胺基上两个质子对其产生的DD贡献，T1 小些 (2.4)， 由此可以帮助区分这两个季碳。
分子大小与T1的关系：环越大（分子越大），T1越小。
环烷烃的T1
T2 ：自旋－自旋弛豫时间（或横向弛豫时间），是横向磁化矢量保持相 位相干的时间量度。它与谱线的线宽相关，T2越短，谱线越宽。
磁场不均匀性也会使横向磁化伞形散开，导致谱线增宽（半高宽Δ(Hz )= 1/T2*）。由半高宽估计的T2*常常包含了磁场不均匀性的影响，1/ T2* = 1/T2 + 1/T2’，T2’是由磁场不均匀性引起的磁化强度的横向衰减。
核电四极矩相互作用（Q）：对I>1/2的核，它有电四极矩，电四极矩和核 处的电场梯度(EFG)有相互作用，当分子无规滚动时，EFG产生涨落场，为 电四极矩核提供了强烈的弛豫途径。
标量偶合作用（SC）：两个核A和X可以通过核外的成键电子云的间接作用 使它们偶合起来，偶合常数为JAX。如果JAX随时间t无规涨落，就会产生标 量偶合的弛豫机制。分两种情况：（1）JAX是时间的函数，如发生化学交 换，这种情况称为第一类SC机理；（2）IX是时间的函数，即和A偶合的核 X本身可能在进行快速的弛豫，这种情况称为第二类SC机理. 这种弛豫机理 在一般有机分子中不重要，只有当两个直接相连的核A和核X的Larmor频率 相近时才有贡献。
横向弛豫名词解释
横向弛豫名词解释
横向弛豫名词解释指的是一种材料在受力作用下，其自由度的丢失并随时间的推移而恢复的过程。
横向弛豫通常表示为物质的长时间变形，或称之为流动。
在
此过程中，物质的内部结构逐渐调整，以减少应力。
这种现象在很多领域都有应用，比如物理学、化学、生物学等。
在物理学中，横向弛豫现象通常涉及到固体和液体。
固体和液体的粒子在受到外力影响时，会发生位移，产生微观的应变。
这种应变在时间的推移下会逐渐消失，称为横向弛豫。
横向弛豫的速度与温度、压力、材料的内在性质等因素有关。
在化学中，横向弛豫常常与化学反应的动力学有关。
反应产物在形成后，其内部结构会在一定时间内达到稳定状态。
这个过程，就是横向弛豫。
横向弛豫时间是反应速率的重要指标，影响着化学反应的整体进程。
在生物学中，横向弛豫主要发生在细胞和组织的柔性变形中。
例如，细胞在受到外界压力后，会产生形变。
随着时间的推移，细胞会逐渐恢复到原来的状态，
这个过程就是横向弛豫。
综上所述，横向弛豫是一种广泛存在于物质中的自然现象，不仅在自然科学中有应用，同时也对工程技术等应用科学有着重要的影响。
核磁共振的横向弛豫时间与孔径转化关系
核磁共振的横向弛豫时间与孔径转化关系
核磁共振（NMR）是一种常用的物质结构分析方法，通过测量样品中原子核的横向弛豫时间（T2）来获取有关样品的信息。
横向弛豫时间与孔径之间存在着一定的转化关系，这是因为孔径的大小会影响样品中分子的扩散速率，从而影响横向弛豫时间的大小。
在NMR实验中，样品被放置在一个均匀的磁场中，磁场的强度决定了原子核的共振频率。
当外加一个与共振频率相匹配的射频脉冲时，原子核会吸收能量，进入激发状态。
当射频脉冲结束后，原子核会逐渐返回基态，并释放出吸收的能量。
这个返回过程可以分为两个部分，一个是纵向弛豫时间（T1），即原子核返回到基态的时间；另一个是横向弛豫时间（T2），即原子核自发退相干的时间。
横向弛豫时间与孔径之间的转化关系可以通过研究样品中分子的扩散速率来获得。
当样品中存在较大的孔径时，分子的扩散速率会较快，分子之间的相互作用也较小，因此横向弛豫时间会较短。
相反，当样品中存在较小的孔径时，分子的扩散速率会较慢，分子之间的相互作用也较强，因此横向弛豫时间会较长。
通过测量样品中不同孔径的横向弛豫时间，可以建立起孔径与横向弛豫时间之间的转化关系。
这种关系可以用于研究材料中孔隙的大小和分布，对于材料的表征和应用具有重要意义。
核磁共振的横向弛豫时间与孔径之间存在着一定的转化关系。
通过
测量样品中不同孔径的横向弛豫时间，可以获取有关孔隙大小和分布的信息。
这种转化关系对于材料的表征和应用具有重要意义，为我们深入了解材料的结构和性质提供了一种有效的手段。
弛豫与弛豫时间 在磁共振现象中
弛豫与弛豫时间在磁共振现象中，终止射频脉冲后，质子将恢复到原来的平衡状态，这个恢复过程叫弛豫。
弛豫分为纵向弛豫和横向弛豫两种。
（1）纵向弛豫和纵向弛豫时间：人体在MR机磁体内可产生一个沿外磁场纵轴（Z轴）方向的总磁矩，成为纵向磁化。
发射射频脉冲后，纵向磁化消失为零。
停止射频脉冲，纵向磁化逐渐恢复至原磁化量的63%，所需时间成为纵向弛豫时间，简称T1. （2）横向弛豫和横向弛豫时间：发射的射频脉冲还使振动的质子做同步同速运动，处于同相位，这样，质子在同一时间指向同一方向，形成横向磁化。
停止射频脉冲，振动的质子处于不同相位，横向磁化逐渐消失至原磁化量37%，所需时间成为横向弛豫时间，简称T2.在磁场强度一样的条件下，同一种质子的T1和T2从理论上是一样的。
（3）MRI成像：每个体素中氢质子的含量不同，氢质子受周围环境影响也会改变弛豫时间，这样虽然均称为氢质子成像，但含有不同的组织的体素之间会产生弛豫时间的差别。
即同为氢质子，静磁场强度也一致，但因组织结构的差别，造成氢质子之间弛豫时间的差别，把这些弛豫时间的差别用电信号记录下来并且数字化，就成为磁共振成像的基础。
实际过程是在人为旁边安装接受线圈，在质子弛豫过程中接受线圈受到感应产生电信号，弛豫的快慢决定了信号的强弱。
记录每个像素信号的强弱变化并将其定位，经过计算机的处理就形成黑白差别的磁共振图像。
核磁共振的两种弛豫过程
核磁共振的两种弛豫过程1.引言1.1 概述核磁共振（NMR）是一种重要的科学技术方法，被广泛应用于物理学、化学、生物学等领域。
它基于原子核在外加磁场中的行为，通过测量其发出的辐射信号来获取样品的结构和性质信息。
在核磁共振中，弛豫过程是一种重要的现象。
弛豫是指系统从非平衡状态趋向平衡状态的过程，可以分为自发弛豫和受激弛豫两种类型。
自发弛豫是指由于系统内部相互作用导致的能量损失和相位耗散，而受激弛豫则是外界干扰下系统对能量进行响应的过程。
在核磁共振中，自发弛豫和受激弛豫过程对信号的形成和检测起着至关重要的作用。
自发弛豫过程会导致信号的衰减和相位的演化，而受激弛豫过程则可以被外界的射频场所操控。
本文将重点探讨核磁共振中的两种弛豫过程，即自发弛豫和受激弛豫。
通过对弛豫过程的原理和概念的介绍，将深入探讨这两种过程在核磁共振中的应用和影响。
此外，本文还将对这两种弛豫过程进行比较和讨论，以期加深对核磁共振中弛豫过程的理解和认识。
弛豫过程在核磁共振领域中具有重要的意义，对于数据处理、成像和谱图解析等方面都起到至关重要的作用。
因此，对于弛豫过程的深入研究和理解，对于核磁共振技术的发展和应用具有重要的意义。
接下来，本文将首先介绍弛豫过程的概念和原理，然后详细讨论核磁共振中的弛豫过程。
最后，我们将总结弛豫过程的重要性，并对两种弛豫过程进行比较和讨论，从而对核磁共振中的弛豫过程有更深入的了解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文将对核磁共振的两种弛豫过程进行详细介绍和分析。
文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将首先对本文的主题进行概述，介绍核磁共振和弛豫过程的一般背景和基本原理。
随后，我们将介绍本文的结构和目的，以帮助读者了解文章的整体框架和内容。
在正文部分，我们将首先对弛豫过程的概念和原理进行详细的阐述，包括其定义、分类和基本原理。
接着，我们将重点介绍核磁共振中的两种弛豫过程，包括自旋网络弛豫和横向弛豫。
弛豫时间 核磁共振氢谱累积时间
弛豫时间核磁共振氢谱累积时间
弛豫时间（relaxation time）是指在核磁共振（NMR）中，核磁共振能级间相互交换的时间。
在NMR氢谱中，主要有两个弛豫时间：
1. 纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time或T1值）：当核磁共振系统受到外界影响（如电磁脉冲）后，处于激发态的核自旋会逐渐回到平衡态，这个过程被称为纵向弛豫。
纵向弛豫时间是核自旋从激发态返回到平衡态所需的时间。
2. 横向弛豫时间（transverse relaxation time或T2值）：当核磁共振系统处于平衡态时，核自旋的磁矩在外界磁场中产生进动（precession）。
当核自旋之间存在相互作用（如分子间相互作用、自旋自旋相互作用等），它们之间的进动会逐渐失去同步，从而造成核磁共振信号的衰减。
这个过程被称为横向弛豫。
横向弛豫时间是核磁共振信号衰减到原始信号强度的1/e（约37%）所需的时间。
弛豫时间的值取决于被测物质的性质和测定条件。
不同分子有不同的弛豫时间，因此弛豫时间可以用来研究分子结构和动力学性质。
在氢谱中，测定弛豫时间常用的方法是通过测定不同脉冲间隔的自旋回波信号的衰减，从而得到横向弛豫时间T2值。
同时，T1值可以通过测定不同时间间隔的激发信号的恢复来获得。
磁共振基础知识
何为加权？？？
所 “重 谓的加权就是 点突出”
的意思
T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（ 纵向弛豫）差别
T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（ 横向弛豫）差别
质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含 量差别
T1WI T2WI
T1WI T2WI
人体不同组织的
磁共振检查技术
平扫（T1WI，T2WI，PDWI) 增强（TIWI） 动态增强（Dynamic MR） 磁共振血管造影（MRA） 脂肪抑制成像（STIR） 水抑制成像（FLAIR） 水成像（MRCP、MRU） 灌注成像（Perfusion) 弥散成像（Diffusion） 功能成像（Function MR）
进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互 抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础
z M
x
按照单一核子 进动原理,质子 群在静磁场中 y 形成的宏观磁 化矢量M
Z
B0
Z
MZ
X A
Y
X
在这一过程中，产生能量
Y MXY
B
A:施加90度RF脉冲前的磁化矢量Mz B:施加90度RF脉冲后的磁化矢量 Mxy.并以Larmor频率横向施进 C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M 以螺旋运动的形式倾倒到横向平面
X
X
体各类组织均有特定T1 、
（4）停止后一定时间 （5）恢复到平衡状态 T2值，这些值之间的差
异形成信号对比
弛豫：Relaxation;
自然界的一种固有属性；即任何系统都有在外
MR 信 号 特 点
磁共振弛豫时间
磁共振弛豫时间磁共振弛豫时间（T1和T2）是磁共振成像（MRI）技术中的重要参数，它们对于成像质量和临床应用具有重要的影响。
本文将详细介绍磁共振弛豫时间的概念、原理和应用。
磁共振弛豫时间是指在磁场中，磁共振信号从激发状态恢复到平衡状态所需要的时间。
根据不同的弛豫过程，磁共振弛豫时间可以分为纵向弛豫时间（T1）和横向弛豫时间（T2）。
T1是指磁共振信号从激发状态恢复到63%的平衡状态所需的时间，它反映了核磁共振信号的纵向弛豫过程。
T2是指磁共振信号衰减到初始强度的37%所需的时间，它反映了核磁共振信号的横向弛豫过程。
磁共振弛豫时间的测量是通过改变激发脉冲的参数来实现的。
在磁共振成像中，通过对样品进行一系列的激发脉冲，可以得到一组信号，然后通过对这组信号进行处理和分析，就可以得到样品的T1和T2值。
这些数值可以用来描述样品的组织特性，如脂肪含量、水含量、纤维方向等。
磁共振弛豫时间在医学影像学中具有广泛的应用。
首先，它可以用于诊断和评估各种疾病。
例如，在神经影像学中，可以利用T1和T2测量脑组织的异常变化，如肿瘤、炎症和脑梗死等。
其次，在肌肉骨骼影像学中，T1和T2可以用来评估肌肉和骨骼组织的结构和功能，以帮助诊断和治疗肌肉骨骼疾病。
此外，磁共振弛豫时间还可以用于研究人体器官的生理和代谢过程，如水分代谢、血流动力学等。
除了医学影像学外，磁共振弛豫时间还在其他领域有着重要的应用。
在材料科学中，磁共振弛豫时间可以用来研究材料的结构和性能。
例如，在聚合物材料研究中，可以通过测量T1和T2来评估聚合物的分子运动和分子排列方式。
在地球科学中，磁共振弛豫时间可以用来研究地质样品的岩性、孔隙度和渗透性等。
磁共振弛豫时间是磁共振成像技术中的重要参数，它可以用来评估样品的组织特性和疾病变化。
通过测量和分析T1和T2值，可以获得丰富的信息，对于临床诊断、医学研究和材料科学等领域具有重要意义。
未来随着磁共振成像技术的不断发展和完善，磁共振弛豫时间的应用将更加广泛，为人们带来更多的健康和科学福祉。
磁共振基础知识ppt课件
磁共振检查技术
平扫（T1WI，T2WI，PDWI) 增强（TIWI） 动态增强（Dynamic MR） 磁共振血管造影（MRA） 脂肪抑制成像（STIR） 水抑制成像（FLAIR） 水成像（MRCP、MRU） 灌注成像（Perfusion) 弥散成像（Diffusion） 功能成像（Function MR）
9
纵 向 弛 豫 过 程
a、射频结束瞬间，纵向磁化为零，横向磁化最大 b、反平行质子释放能量跃迁回平衡态，纵向磁化逐渐增大 c、最后回归原始状态，纵向磁化恢复到最大
10
横 向 弛 豫 过 程
a、射频结束瞬间，横向磁化达到最大,进动相位一致 b、c、内部小磁场的不均匀性使得进动相位分散，横向磁化矢量逐渐减小 d 、最终相位完全分散，横向磁化矢量为零
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正常胸部MRI表现 SE序列（黑血技术）
正常胸部MRI表现 GRE序列（亮血技术）
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MR脑血管成像 （MRA)
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正常肝脏增强动态MRA (DE-MRA)
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怎样阅读常规检查的MR图像
1、熟悉图像上的常用标记：姓名、年龄、日期、左右、层厚以 及增强的标记等
2、仔细观察每一帧图像，目的在于发现疾病或异常的征象 3、当发现病变后，应看其病变在T1加权、T2加权上的信号特
核磁共振成像（MRI）基础知识
1
磁共振成像基本原理 定义：利用人体内固有的原子核（氢质子），在外加磁场作用下产生共振现象，
产生振荡磁场，并形成感应电流（电信号），将其采集并作为成像源，经计 算机处理后，形成人体 MR图像。
2
3
磁共振成像基本原理
基本过程： 一、自然状态下的原子核（磁矩、自旋） 二、外加磁场（主磁场和射频磁场）后的原子
物防知识总结
物防知识总结㈠名词解释⑴弛豫过程:射频脉冲发射结束后，处于非热平衡状态的原子核系统将逐渐恢复为热平衡状态，这一恢复过程称为弛豫过程。
（是一个由高能态转变为低能态的释放能量的过程）⑵纵向弛豫:z分量即纵向分量Mz将逐渐增大，恢复到平衡状态的Mo,此过程称为纵向驰豫。
（纵向磁化强度矢量从零回复至最大值的63%时所需的时间为T1,称为纵向弛豫时间）⑶横向驰豫:xy（平面）分量即横向分量Mxy将逐渐减少，直至Mxy=0,此过程称为横向驰豫。
（横向磁化强度矢量从最大值减小至最大值的37%处时所需的时间为T2,称为横向驰豫时间）⑷阳极效应:愈靠近阳极，X射线强度下降得愈多的现象，这就是所谓的“足跟”效应，也称阳极效应。
⑸铝当量:是指一定厚度的铝板与其他过滤材料相比较，对X射线具有相同的衰减效果，则此铝板厚度就是该过滤材料的铝当量。
（一般诊断X射线机的固有过滤在0.5~2mmAl)⑹铅当量:把达到与一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的铅层厚度，称为该一定厚度屏蔽材料的铅当量。
⑺半价层（mmAl):是指射线数减弱到初始强度的一半时所需要吸收体的厚度。
⑻半值深度:水体模中1/2最大剂量深度。
⑼辐射生物效应:①确定性效应:射线照射人体全部组织或局部组织，若能杀死相当数量的细胞，而这些细胞又不能由活细胞的增值来补充，则这种照射可引起人类的确定性效应。
②随机性效应:电离辐射的随机性效应被认为无剂量阈值，其有害效应的严重程度与受照剂量的大小无关。
㈡选择题㈢判断题1.⑴激发态:由于吸收了一定大小的能量后，电子跃迁到一个更高的能级轨道上，此时原子不稳定，称为激发态。
⑵第一激发态:n=2的能量状态称为第一激发态。
⑶能级:电子在不连续的轨道上运动，原子所具有的能量也不是连续的，这种不连续的能量状态称为原子能级。
⑷基态:当原子处于n=1的状态时，能量最低，也最稳定，称为基态。
⑸跃迁:外层轨道电子或自由电子，填充空位，同时放出一个能量为hv的光子。
磁共振检查技术复习题
磁共振成像技术复习题一、名词解释1．磁共振成像是利用处在静磁场中人体内的原子核磁化后，在外加射频磁场作用下发生共振而产生影像的一种成像技术。
2.弛豫当停止射频脉冲后，被激发的氢原子核把吸收的能量逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的平衡状态。
3.横向弛豫驰豫期间，横向磁化矢量逐渐减小直至消失的过程。
4.纵向弛豫驰豫期间，纵向磁化矢量开始恢复的过程。
T1加权，图像对比度主要来自组织间的T1差异。
T2加权，图像对比度主要来自组织间的T2差异。
7.质子密度加权像图像主要反应不同组织间氢质子在含量上的差异。
8.重复时间TR脉冲序列执行一次所需要的时间，也就是从第一个RF激励脉冲出现到下一周期同一脉冲再次出现所经历的时间。
9.回波时间TERF激励脉冲的中心点到回波信号中心点的时间间隔。
10.对比度噪声比：contrance nose ratio，CNR图像中相邻组织、结构间信号强度差值的绝对值与背景噪声的比值。
11．K空间空间频率K所对应的频率空间，是一个抽象的频率空间。
12.自旋回波以90°脉冲激励开始，后续以180°相位重聚焦脉冲并获得回波信号的脉冲序列。
13.化学位移在外磁场不变的情况下，相同的原子核再不同分子中具有不同的共振频率。
14.信噪比图像中感兴趣区域的平均信号强度与背景平均噪声强度的比值，是衡量图像质量最重要的指标。
二、填空题1. MR成像仪主要由以下五部分构成：磁体系统、梯度系统、射频系统、控制系统和运行保障系统。
2.受激励后核自旋与周围物质交换能量主要有两种形式，一是纵向弛豫过程；二是横向弛豫过程。
3. MRA是在MR的临床应用中较为普遍的技术，常用的技术有三种：时间飞越法、相位对比法及对比增强MRA。
4.磁共振K空间的常用填充方式有循序对称填充、K空间中央优先采集技术、K空间放射状采集技术、迂回轨迹采集技术。
患者相关的伪影有运动伪影、金属伪影、磁敏感性伪影。
6．空间编码包括频率编码、相位编码。
第五节 核磁弛豫
第五节 核磁弛豫在这一节中让我们来看看90︒脉冲关闭后人体组织中的质子的核磁状态又发生了什么变化。
90︒脉冲关闭后，组织的宏观磁化矢量逐渐又回到平衡状态，我们把这个过程称为核磁弛豫。
核磁弛豫又可分解成两个相对独立的部分：（1）横向磁化矢量逐渐减小直至消失，称为横向弛豫；（2）纵向磁化矢量逐渐恢复直至最大值（平衡状态），称为纵向弛豫。
一、自由感应衰减和横向弛豫90︒脉冲关闭后，横向磁化矢量将逐渐减小，最后将衰减到零。
前面第四节我们已经讲到，90︒脉冲产生宏观磁化矢量的原因是使质子小磁场的横向磁化分矢量聚相位。
90︒脉冲关闭后，宏观横向磁化矢量衰减的原因与之相反，即处于同相位的质子发生了相位的离散（失相位），其横向磁化分矢量逐渐相互抵消，因此宏观横向磁化矢量衰减直至到零（图8）。
致使质子失相位的原因有两个：（1）质子周围磁环境随机波动。
每个质子都暴露在周围无数个其他原子核和电子的磁环境中，而周围这些带电粒子一直处于热运动状态，这样质子感受到的磁场就会有轻微波动，且这种波动是随机的，由于质子周围磁环境的这种随机的轻微波动，各个质子所感受到的磁场就会有差别，也就造成了质子之间的进动频率出现差别，其结果引起质子逐渐的失相位，宏观横向磁化矢量逐渐衰减；（2）主磁场的不均匀。
尽管我们追求主磁场的绝对均匀，但实际上这是不可能，主磁场总是一定程度的不均匀，这种不均匀性一般认为是较为恒定的，也就是说某处一直轻微偏高，而另一处则一直轻微偏低，主磁场的这种不均匀同样会造成质子失相位，引起宏观磁化矢量的衰减。
a b c图8 横向弛豫示意图图a 示90︒脉冲使质子聚相位，产生宏观横向磁化矢量（水平空箭）；图b 图c 示90︒脉冲关闭后，质子逐渐失相位，宏观横向磁化矢量逐渐衰减（水平空箭）由于受上述两个方面磁场不均匀的影响，实际上90︒脉冲关闭后，宏观横向磁化矢量将呈指数式衰减，我们把宏观横向磁化矢量的这种衰减称为自由感应衰减（free induction decay ，FID ），也称T2*弛豫（图9）。
核磁共振成像的弛豫机理
翻转角的计算公式为：
1 B1
式中，B1为射频脉冲中磁场B1的大小，τ 为射频脉 冲持续作用时间，γ 为质子的旋磁比
通过改变脉冲磁场的大小，作用时间来改变偏转角 的大小。
使M0产生θ 偏转角的射频脉冲称为θ 角脉冲，其中 以Pi/2脉冲最为常用
部分翻转情况下纵向磁 化强度矢量和横向磁化 强度矢量大小Mz，Mxy 分别为：
0.5T和1.5T磁场下部分组织的纵向弛豫时间
组织 0.5T下的纵 1.5T下的纵 T1比率 向弛豫时间 向弛豫时间 （1.5T/0.5 T） 74000 74000 1.0
脑脊液
骨骼肌肉
灰质 肝脏 脂肪组织
600
656 323 215
870
920 490 260
1.5
1.4 1.5 1.2
横向弛豫过程
研究弛豫时间的作用
横向和纵向弛豫时间决定了射频脉冲结束一 段时间后，纵向和横向磁化的恢复和衰减状 况 它们将影响接收到的信号强度，而信号强度 代表MRI图像中的灰度，通过接收到信号强 度的不同，我们就可以区分不同的组织，用 于临床的检测
谢谢！
核-电子弛豫、四级作用弛豫、自旋转动弛豫、化 学位移各向异性弛豫、标量弛豫
3.
对于同一组织，在不同的磁场作用下，常数 的大小也不相同。外磁场增大，常数也增大。
从理论上来说，从Mz恢复到M0需要的时间是无穷 长的时间，然而，当t=5T1时，纵向磁化强度矢量 Mz已经恢复了99.33%，非常接近于M0。 因此在实际中我们用5T1表示Mz恢复到它初始磁 化矢量M0所需的时间。 T1的大小取决于外磁场和质子与周围环境之间的 相互作用（即组织的性质）。 纵向弛豫时间是组织的固有特性，在外磁场给定 以后，不同生物组织都有不同的弛豫时间。
纵向弛豫T和横向弛豫T
精心整理
精心整理
纵向弛豫T1和横向弛豫T2
摘要:在磁共振成像中。
存在着两种组织磁性，即纵向磁性Mz ，它与Bo 平行，涉及T1；横向磁性Mxy ，它与Bo 垂直，涉及T2。
这两种磁性涉及到两种不同的机制：Mz ：质子从E1能级跃迁到E2能级，和从E2能级回到E1能级的状态。
Mxy ：自...
在磁共振成像中。
存在着两种组织磁性，即纵向磁性Mz ，它与Bo 平行，涉及T1；
横向磁性Mxy ，它与Bo 垂直，涉及T2。
这两种磁性涉及到两种不同的机制：
Mz ：质子从E1能级跃迁到E2能级，和从E2能级回到E1能级的状态。
Mxy ：自旋相位的重聚和相散。
示意图如下：
磁矩Mz 量从E1T1T1RF 当RF T2值对应于消失量达到63%所需的时间，横向磁矩在2T2减少了87%，在3T2减少了95%。
人为的将横向磁矩消失量达到63%所需的时间，即是减少至最大时37%时所需的
时间称为一个单位T2时间，即T2值单位为s 或ms 。
生物组织的T2值一般为T1值的10%，即50~100ms 。
相对于固态物质和大分子构
成的组织来说，液体的T2值较长些。
横向弛豫时间曲线绘制
横向弛豫时间曲线绘制【摘要】这篇文章将介绍横向弛豫时间曲线绘制的背景、意义和方法步骤，包括数据收集与处理、曲线绘制与分析、控制变量与误差分析，以及横向弛豫时间曲线绘制的案例分析和应用领域。
通过总结横向弛豫时间曲线绘制的重要性和实用性，展望其在未来的发展前景。
横向弛豫时间曲线绘制是一种重要的分析方法，在各个领域都有广泛的应用。
深入了解和掌握这一技术将有助于研究人员更准确地分析实验数据，提高研究成果的可靠性和实用性。
希望本文能为读者提供有益的信息，并激发更多人对横向弛豫时间曲线绘制技术的兴趣和研究。
【关键词】横向弛豫时间曲线绘制、引言、数据收集与处理、曲线绘制与分析、控制变量与误差分析、案例分析、应用领域、结论、重要性、实用性、未来发展前景1. 引言1.1 介绍横向弛豫时间曲线绘制的背景和意义横向弛豫时间曲线绘制是一种常用的实验方法，用于研究样品在外加磁场作用下的弛豫过程。
随着现代科学技术的发展，横向弛豫时间曲线绘制在磁共振成像、核磁共振波谱、顺磁共振等领域得到了广泛的应用。
通过测量样品在外加磁场下的横向弛豫时间，可以了解样品中的核磁共振特性，为材料科学、医学影像学、物理学等领域的研究提供重要参考。
在研究中，横向弛豫时间曲线绘制的背景和意义是非常重要的。
通过对横向弛豫时间的测量，可以得到样品中核自旋的相互作用信息，从而揭示样品结构及性质。
横向弛豫时间曲线绘制可以用于研究不同环境下样品的弛豫特性，为材料的设计和优化提供重要依据。
横向弛豫时间曲线绘制还可以用于医学影像学中的研究，提高核磁共振成像技术的分辨率和准确性，为临床诊断提供更准确的信息。
横向弛豫时间曲线绘制的背景和意义不仅在于其在科学研究中的重要性，更在于其在实际应用中的广泛而深远的影响。
在未来的发展中，我们可以进一步深化对横向弛豫时间曲线绘制的研究，拓展其应用领域，为相关领域的发展和进步做出更大的贡献。
1.2 概述横向弛豫时间曲线绘制的方法和步骤横向弛豫时间曲线绘制是一种用于研究材料或化合物在外界影响下的弛豫过程的方法。
核磁共振弛核磁共振弛豫过程的特性
核核磁磁共共振振弛弛豫豫过过程程的的特特性性及及其其应应用用核核磁磁共共振振弛弛豫豫过过程程的的特特性性及及其其应应用用1 1 2 2刘聪 ,任朝辉 ,汪红志 ,张学龙1. 上海理工大学理学院,上海,200093;2. 上海理工大学医疗器械学院,上海,200093;上海市营口路 101 号,Email: xuelongz@//0>.摘摘要要: 几乎所有用核磁共振技术对物质结构和性质的分析方面,都要涉及到驰豫过程的特性摘摘要要及相应的驰豫时间的分析,并由它获取相关的信息。
本文在结合讨论驰豫过程微观机制的基础上,阐明驰豫时间这个参数的重要的性质特征,然后重点分析研究核磁共振驰豫特性在油井储层中确定孔隙结构参数、在食品研究中分析食品品质、在医学诊断中判明病理病灶等方面的重要应用。
关关关关键键键键词词词词: 核磁共振;弛豫时间;孔隙结构;水含量;玻璃化温度;自由水;结合水中图分类号 O482.53;TE311;X836;[R35]自 1924 年 Pauli预言核磁共振发生的可能性,到 1946 年 Bloch和Purcell各自发现核磁共振现象以来,随着计算机科学技术的快速发展进步,核磁共振(Nuclear MagneticResonance,NMR)技术已成为石油勘探、食品分析和医学诊断等行业和领域重要的研究分析手段。
核磁共振是原子核的磁矩受恒定磁场和相应频率的射频磁场同时作用,且满足一定条件时在它们的磁能级之间所发生的共振吸收现象。
具体而言,样品中的自旋不为零的原子核,它们的磁矩在静磁场中会发生能级分裂。
若用射频电磁波(Radio Frequency,RF)照射样品,当电磁波的能量等于能级分裂的差值时,低能级的原子核会吸收能量发生能级跃迁,产生共振吸收信号。
而一旦恢复原状,原子核又会把多余的能量释放出来,同时状态发生变化。
因此,它是一种利用原子核在磁场中的能量和状态变化来获得关于核(及其相关物质)信息的技术。
11 第三章 第四节 弛豫时间常数
陈旧性脑梗死磁共振成像T1图T2图（弛豫时间常数）医学影像成像原理弛豫时间常数T 1、T 2磁共振成像Relaxation time constant复习磁共振可见，大量的氢核产生的净磁矩用M 0表示，且M 0与B 同向。
无外磁场B氢核有外磁场B低能态高能态M 0氢核在外磁场B 中的表现：人体断层◆90°射频（RF）脉冲照射，使M从Z轴被“翻转” 到XY平面。
90°电磁波RF照射◆90°射频（RF）脉冲结束后，M返回Z轴。
ZXYM0ZXYM0ZXYM0M0“翻转” 到XY平面M0返回Z轴的过程称为驰豫过程。
（1）纵向弛豫过程：（沿Z轴）弛豫过程可分解为两个独立的分过程：纵向磁化分量Mz 逐渐恢复为M的过程。
横向磁化分量Mxy 逐渐恢复为零的过程。
（2）横向弛豫过程：（沿XY平面）ZXY M0M ZM XY90°脉冲关闭后，纵向磁化分量M z 逐渐恢复为M 0的过程。
90度脉冲1、纵向弛豫过程T 1：纵向弛豫时间常数，)e(1)(0z 1T t Μt M --=M 0M 0M z二、纵向弛豫即为M Z 恢复到最大值的63%所需时间。
纵向磁化分量M z 随时间t 变化为：t不同组织的T 1弛豫（1）不同组织有不同的纵向弛豫速度;（2）T 1值小的M Z 恢复的快。
2. 纵向弛豫时间常数T 1（1）T 1值大的影像黑；（2）T 1值小的影像白。
T 1图像是指90度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，横向磁化分量M xy 逐渐恢复为零的过程。
90度脉冲1. 横向弛豫过程M xyM xy →02T t M t M -=e)(0xy T 2：横向弛豫时间常数三、横向弛豫纵向磁化分量M xy 随时间t 变化为：M XY 衰减到最大值的37%所需时间。
（1）不同的组织横向弛豫速度不同;（2）T 2值长的Mxy 衰减得慢。
2、横向弛豫时间常数T2不同组织的T 2弛豫T 2图像（1）T 2值大的影像黑；（2）T 2值小的影像白。
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反转恢复序列(Inverse Recovery,IR)
由于TE有限，SE序列的 T1像质量不理想。IR序列是 用来得到最佳T1像的成像序 列。
IR序列是由一个180°反转 脉冲使 Mz0 反转，此后脉冲 同SE序列。
180- 90-{180-Echo}n
多回波 SE 序列
由于TR长(2000ms)，短TE回波与质子密度有关(CSF是 灰色白，灰质为灰白，白质为灰)；随TE延长，质子密度作 用逐渐减弱，而T2因素逐渐增大；当TE很长时，图像为很 重的T2加权像(CSF为强信号，灰质为次强信号，而白质为 灰黑色。
SE特点
T1加权像： TR越短，T1对比越强，但信号下降； TE越短，T2影响越小，信号强度越高。
T1加权像
减少T2对图像的作用，可以使用短TR(400-600 ms)，以 增强不同组织的T1对比度
TE越短越好，由于磁共振仪限制(为了避免接收线圈饱和) 和定位脉冲作用，一般TE在5~30ms之间。
T1加权像
短TR、短TE——T1加权像 T1像特点：
组织的T1越短，恢复越快，信号就越强；组织的T1越长， 恢复越慢，信号就越弱。
脑白质：300 ms 脑灰质：500 ms CSF： 2100 ms
T2加权像
将T1对图像的作用减少到最小。
增加TR(2000 ms)，能使T1不同的组织都能得到充分
恢复，使信号对 T1的依赖性就减小。
长TE可以将组织的不同T2特性能充分体现出来，以增
加图像对T2的依赖，一般TE=120ms左右。
IR序列
180°脉冲反转脉冲结束后，无Mxy的存在，Mz开始恢复，等Mz 过了0点后，在时刻 t=TI (Time of Inversion反转时间)，再施加 一个 90°脉冲(此后的脉冲方式同SE)，再施加180°脉冲，就可以 得到回波信号。IR序列的TR一般为1800~2500ms，而 TI=400~600ms。
自旋回波(SE)序列
自旋回波序列通过下列方法获得不同加权图像： T1加权： TR短(500ms)，TE短(20ms) T2加权： TR长(2000ms)，TE长(120ms)
质子密度加权： TR长(2000ms)，TE短(20ms)
多回波SE序列
一个180°脉冲只能产生一个回波信号，若在一个脉 冲周期内施加多个180°脉冲，在每个180°脉冲后，得一 个回波，直到信号消失。回波之间的时间可以是相等或 不等。每个回波所得到的图像性质是不同的。在一次成 像中得到同一层面的不同加权性质的图像。
T2加权像
脑白质：95 ms 脑灰质：105 ms CSF： 245 ms
长TR、长TE——T2加权像
T2长的组织，图像为强信号，如脑灰质； T2短的组织，图像为弱信号，如脑白质。 一般讲：组织T1时间长者，其T2时间也较长，所以T1和T2 图像一般互为反像。
质子密度加权像
选取长TR(2000ms)和短TE(30~40ms)，减少T1和T2 对图像影响，则信号强度与组织质子密度有关。
TR对信号的影响
当第二个序列作用时，前序列作用后的Mz还未恢复至平 衡状态，若进行测量，信号会依赖T1。
TR的长短会影响信号对T1的依赖程度。
TR对MRI的作用
在每个TR期间，Mz是按 T1 时间常数恢复。TR长，Mz恢复 充分；TR短，Mz没有得到充分的恢复。
组织R(T1短)，L(T1长)，若TR短(500ms)，R比L恢复快，R的 信号强，两者构成对比(T1不同造成)——T1加权。
TR越短，T1加权比重越大；TR越长，T1加权越弱。
TE对MRI的作用
在TE期间，信号按 T2*时间常数衰减。TE长，Mxy衰减得多； TE短，Mxy衰减得少。
组织R的T2短，衰减快，L的T2长，衰减慢；用长TE(80100ms)，L的衰减慢，L信号强(T2差异) ——T2加权。
TE越短，T2加权越弱；TE越长，T2加权越强。
脑白质 脑灰质 脑脊液
(%) 65 75 97
T1 (ms) 300 45
预脉冲
成像中，纵向磁化矢量(Mz)和横向磁化矢量(Mxy)是两个 相互相存的量，上一个脉冲序列的Mz恢复值，也就是下一 个脉冲序列的Mxy初始值。
预脉冲
第一个序列的90°脉冲作用时，Mz最大(Mz0)，倒向XOY平面 时， Mxy也最大。由于TR有限，所以Mz恢复也有限，此后序列 90°脉冲作用时，Mxy在逐渐减小，约(4~5)个序列结束后，M才 会维持在一个相对稳定的值，开始进行数据采集。将此称为预脉 冲。
组织质子密度相差不大，则其对比度不强(10％-15 ％)。但有较高的信噪比，用于观察细小结构的组织。
质子密度加权像
长TR、短TE——质子密度加权像 图像特点：
组织的 H 越大，信号就越强； H 越小，信号就越弱。 脑白质：65 % 脑灰质：75 % CSF： 97 %
脑部组织的T1、T2和值
横向弛豫过程
信号不是在90脉冲作用 之后马上采集。由于质 子间相互作用及主磁场 不均匀性，导致 Mxy迅 速下降，采集不到信号 。
自旋回波方法(Spin Echo,SE)
1955年Hahn提出了一种可以在均匀度不是十分理想的磁场条件 下得到横向弛豫时间T2* 的方法，
SE 序列
自旋回波序列是一个以90-180-180的脉冲序列， 90脉冲间隔时间——TR(Time of Repetition，重复时间)， 90至回波时间——TE(Time of Echo，回波时间)。
回波(Echo)
FID：由90°脉冲作用后直接产生的，Mxy从大到小。 Echo：180°脉冲作用结果，信号(Mxy)是从小到大然后再从 大到小，体现了 M 相聚与相散的变化；由于Mxy是按时间常 数T2指数衰减的，
TE的长短决定了信号对T2的依赖程度。
与回波信号强度有关的参数
RF作用后(90°脉冲)，Mz开始恢复(与T1有关)，Mxy开始衰减 (与T2有关)。当下一脉冲周期开始时，其初始值与上一周期结 束时的状态有关。所以TR与TE的选择与MRI信号有关。