有關核磁共振原理問題? 為什麼不同的組織的豫馳時間不同呢?最根本的原因是什麼? ?


首先弛豫分為兩種,縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2),這兩個弛豫過程相互獨立,同時發生。

縱向弛豫時間又稱為spin-lattice time,它的物理意義是自旋的質子把能量釋放到周圍的晶格中,從激發態恢復到平衡態的時間。

橫向弛豫時間又稱為spin-spin time,它的物理意義是自旋的質子間相互影響,逐漸失相位(也因為主磁場的不均勻性影響),回到平衡狀態排列的過程。

對於不同的組織,質子的組成、含量以及互相影響都各不相同,所以質子把能量釋放到周圍晶格的過程(T1)和質子-質子間失相位的過程(T2)也會有所不同。


==============更新與2016年3月9日============================

弛豫分為縱向弛豫(又稱自旋-晶格弛豫)和橫向弛豫(自旋-自旋弛豫)。

原子核從高能級掉到低能級時,會與晶格(可以理解成環境,因為MR最早是用於研究晶體分子的,所以晶格這個詞就留下來描述原子核周邊環境)相互作用,進行熱交換, 把得到的能量釋放出去。

一、 T1縱向弛豫:能量交換

在生物環境中,微觀粒子總是在不停移動,旋轉和碰撞狀態,其中碰撞頻率約接近拉莫頻率,晶格對原子核能量的吸收就越有效

舉個例子, 脂肪是大分子,分子運動頻率緩慢,相對而言,接近拉莫頻率,所以能量傳遞快,T1短。

相對而言,水分子小,頻率遠大於拉莫頻率,其能量交換相對慢,T1長。

同樣的, 組織中的正常水如果T1不正常的變短,就說明水中有了大分子,如腫瘤和水腫。

二、T2橫向弛豫:無能量交換

通過射頻場B1,造成了原子核的相位相干,宏觀上表現成xy平面上Mxy的出現。B1場消失之後,原子核將快速的相散。此時各個原子核的相位相干性快速損失,宏觀表現為Mxy衰減。

舉個例子,我們知道0.5T磁場下高能級的原子核比低能級的少2PPM,也就是說2M中有4個原子核自旋構成宏觀磁化矢量M。此時這4個原子核自旋時的相位是隨機,所以整體組織Mxy為零。受B1激勵後,原子核相位有了相干性,Mxy大於零;激勵停止後,各原子核相位要重新相散,也就是自旋-自旋的相互作用,所以又稱自旋-自旋弛豫。


簡單來說,不同組織的氫原子所處的環境不同,周圍的原子對其所產生的影響不同,便會影響其恢復到平衡/進行散相所需要的時間。


貌似物態會影響實際弛豫時間,因為「分子滾動(tumbling)對於電磁場局域擾動」。

見:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%9B%E7%B7%A9_(%E6%A0%B8%E7%A3%81%E5%85%B1%E6%8C%AF)

此外如果存在特殊原子,例如釓,也會影響質子的弛豫速度,因此釓劑才會在MRI中作為造影劑使用。


我也想知道這個


因為每每種原子周圍的電子都是一定的, 由於電子帶負電繞著原子核旋轉,會產生不同的磁場T1,該磁場在瞬間強磁場T的作用下發生相應的偏轉,瞬間強磁場消失時,原來磁場T1回到原來的方向,由於不同種類原子的磁場T1都不同,回到原來方向的時間也不同,再將這些信號經過處理,最後轉換成我們可以識別的核磁共振譜圖,本質就是每種環境下能發生核磁共振的原子本身的磁場的差異


三句話搞定你的疑惑

第一句:核磁共振探測的是氫離子擺正到恢復散亂狀態的時間,泛泛講就是探查水有多少。

第二句:人身體里不同組織含水量有差異。

第三句:我說完了


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