(二)外磁场对原子核自旋的影响
0＝0
：磁旋比常数 0：外加磁场强度 0:质子进动频率
拉莫（Larmor)频率 原子核的共振频率
(二)外磁场对原子核自旋的影响
由于有无数个质子在 进动，其磁矩在X和Y轴 方向上的分量将相互抵 消，只有沿Z轴方向的 分量叠加起来形成了纵 向磁化矢量，它不能被 直接测量。
当质子磁化矢量只受主磁场作用时，由于自由进动 与主磁场方向一致，所以无法测量。
当RF脉冲对组织激励又停止后，组织出现了弛豫过 程，横向磁化矢量的变化能使位于被检体周围的接收线 圈产生随时间变化的感应电流，其大小与横向磁化矢量 成正比，将这个电流信号放大后即为MR信号，它是一个 随时间周期性不断衰减的电流，又因为它是由自由进动 感应产生的，所以叫自由感应衰减。
磁共振成像（MRI〕原理 与磁共振机的结构
晋中三院 影像科
一、磁共振成像
磁共振成像： Magnetic Resonance Imaging，MRI 是利用人体内原子核在磁场内与外加射频磁场
发生共振而产生影像的一种成像技术,它既能显示形 态学结构，又能显示原子核水平上的生化信息及某些 器官的功能状况，更有无辐射的优点，其发展潜力巨 大。
(二)外磁场对原子核自旋的影响
在一定温度和磁场条件下，自旋质子就产生 了一个沿外磁场方向的宏观磁矩，这样当原子核 围绕自己的轴作自旋运动时，外加磁场又会产 生一个旋力臂作用于自旋质子的磁矩上，使得 质子旋进于一个锥形的磁矩轴上，称为拉莫进 动。
(二)外磁场对原子核自旋的影响
质子进动的速度用 进动频率来衡量，也 就是质子每秒进动的 次数，进动频率与外 加磁场的强度成正比， 场强越高，进动频率 越高。
T1是一个时间常数，描述组织的纵向磁化矢量恢复的 快慢程度。其长短依赖于组织成分、结构和环境，如 水为长T1，脂肪为短T1 。
（六〕核磁共振弛豫
（六〕核磁共振弛豫
RF脉冲停止后，质子很快失去相位一致性,这是由 于原子核之间的相互作用，而没有能量从原子核向周 围晶格中的转移，所以也成为自旋-自旋弛豫。
像基础。有如CT时，组织间吸收系数（CT值） 差别是CT成像基础的道理。但MRI不像CT只有 一个参数，即吸收系数，而是有T1、T2等几个 参数。因此，获得选定层面中各种组织的T1（ 或T2）值，就可获得该层面中包括各种组织影 像的图像。
（七〕自由感应衰减
磁共振设备中，接收信号用的线圈平面与主磁场平 行，工作频率接近拉莫频率。
（六〕核磁共振弛豫
在磁共振领域中，将质子周围的原子统称为晶格。 纵向弛豫就是质子自旋磁矩将能量释放传递给晶格原 子的过程，所以也叫自旋-晶格弛豫。
RF脉冲停止后，纵向磁化矢量恢复到原来的数值所 需要的时间称为纵向弛豫时间，简称T1,实际中将纵向 磁化矢量从0恢复到最大值的63%所需的时间定义为T1 时间。
二、MRI基本原理
MRI影像形成的物理基础
(一)、原子核的自旋特性
含单数质子的原子核，例如人体内广泛 存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正 电，产生磁矩，有如一个小磁体。

(一)原子核的自旋特性
在有自旋特性的原子核周围存在的这个微观 磁场是磁偶极子，就是所谓的原子核的自旋磁 矩。
在没有外加磁场时，各个质子由于热运动而 处于杂乱无章的任意排列状态，磁矩方向各不 相同，相互抵消，所以在宏观上不显磁性。
（八〕MR信号的空间编码
一幅MR影像由垂直方向的象素行和水平 方向的象素列共同组成，同时又对应着一 定层厚的体素组成的一个层面，称为MR信 号的空间位置。
采 集 MR 信 号 空 间 位 置信息的方法称为空 间编码，拉莫方程， 0＝0是空间编码技 术的基础。
（九〕磁共振成像原理总结
综上所述，磁共振成像主要包括三方面的 内容： 1、激发产生磁共振现象并测量磁共振信号的 RF脉冲序列； 2、确定信号位置的空间编码； 3、将所测量的磁共振信号及其位置信息重建 成磁共振影像。
(二)外磁场对原子核自旋的影响
当外部施加一个恒定磁场后，则质子沿外加 磁场方向排列，产生净磁化。
1.低能级--自旋方向 与磁场方向一致 2.高能级--自旋方向 与磁场方向相反
(二)外磁场对原子核自旋的影响
在外磁场作用下，低能级的质子数目要多于 高能级的质子，在大量原子分布的情况下，原 子在不同能级上分布的数目与温度与外磁场强 度有关。
此过程中，横向磁化矢量逐步抵消而变小直至为零。 实际中把横向磁化矢量衰减至其最大值的37%的时间 定义为横向弛豫时间，简称T2 。
T2与人体组织的固有小磁场有关,如大分子比小分 子快,结合水比游离水快。
（六〕核磁共振弛豫
（六〕核磁共振弛豫
（六〕核磁共振弛豫
小结： 这 种 组 织 间 弛 豫 时 间 上 的 差 别 ， 是 MRI 的 成
（三〕电磁感应现象
•电流通过金属导线可以产生磁场 •金属导线切割磁力线产生电流 •变化磁场强度在金属导线（线圈〕内可 以产生感应电压和感应电流
（四〕射频脉冲
电场和磁场随时间而变化称为电磁辐射。 射频（RF〕脉冲是一种无线电波，也是电磁波 的一种，它的主要作用是扰乱沿外加磁场方向 进动的质子的进动。只有RF脉冲与自旋质子的 进动频率相同时，才能向质子传递能量。
2、进动的质子相位一 致，做同步同速运动， 使得在横轴方向上的 磁化矢量得以叠加， 并产生一个新的横向 磁化矢量， RF脉冲的 强度越大，持续时间 越长，横向进动偏转 的角度就越大。
（六〕核磁共振弛豫
当质子系统达到饱和状态后，停止RF磁场后， 激励过程结束。随后，吸收能量跃迁到高能级 的质子将释放吸收的能量，很快回到外加磁场 原先排列的平衡位置，这一过程称为核磁弛豫。 横向磁化矢量逐渐消失，称为横向弛豫 纵向磁化矢量恢复原状，称为纵向弛豫
（五〕核磁共振现象
当RF脉冲频率与质子进动频率相同时，质子就 从中吸收能量，这称为核磁共振现象。 此时RF脉冲频率＝ 0＝0
（五〕核磁共振现象
施加RF脉冲后，质子吸收了能量，能级就会提 高，这会产生两方面的效应： 1、质子能级提高，使得纵向磁化矢量减小，最 终为零，称为饱和状态。
（五〕核磁共振现象