核磁共振成像实验.doc

核磁共振成像实验庞抒见电子科学与技术06300300078摘要Abstract本实验是通过在核磁共振成像分析仪NMI20上的实验,由原理性的实验到各种成像的实验。本文分析了成像的各种因素的影响,讨论了磁场均匀性的测量。(icResonanceImaginNMRI)的思路和方法,1978年英国EMI制造出第一台NMRI仪,,讨论了磁场均匀性的测量。实验部分Experimentaldetails实验原理:磁场均匀性的调节问题的诞生来自于第一次的实验,无论怎么调节梯度场的大小都不能得到良好的磁场均匀性。问题在于:半宽高越小为何磁场均匀性越好为何FID信号衰减越缓慢磁场均匀性越好。由于磁场均匀性对于下面的测量有很大的影响,所以先讨论。提出三种测量磁场的方法:1用磁强计测出样品所处磁场强度,估算ΔB/B0,式中ΔB为样品体积范围内最大和最小磁场强度之差。2将样品放入探头的线圈中,且使样品和线圈置于磁铁的中央(磁场最均匀处),调节幅度和频率,使之出现共振信号,移动探头的位置,使信号最强,然后移动探头在测量磁极中的位置(前、后移动1cm),分别用三峰等间隔测量共振频率f0,f1,f2。根据B0=f0/(γ/2π),分析磁场的均匀度|B1-B0|/B0,|B2-B0|/B0。3FID信号的衰减是按指数下降的,对其进行洛仑兹变换,可以计算出洛仑兹函数波形半值全宽(f=1/(1/T2+1/T2非均匀)Hz),即半值全宽的大小决定了T2非均匀的大小,半值全宽的值越小磁场均匀性越好。成像原理:核磁共振成像就是将核磁共振信号所反映的核密度或弛豫时间T1T2加权的核密度空间分布显示成图像,为此必须对核磁共振信号进行空间编码。在一均匀的外加磁场B0内所有同类的核磁共振频率均相向,无法区分它们的空间位置,为此必须在均匀外磁场B0上叠加一非均匀场B(x,y,z),其磁场的方向与均匀场B0的方向一致,其数值与坐标(x,y,z)相关,这样共振频率,f(x,y,z)就是空间位置的函数,因而只要将测出的FID信号或自旋回波信号进行傅里叶变换所得到的频谱图F{f(x,y,z)},就反映了核密度的空间分布,即我们常说的核磁共振图。由于三维成像可以由一系列的X---Y平面图像在Z方向叠加而成,可以首先在Z方向上选定一个截面,然后在截面上得到二维的成像。1截面的选择z力向的截断面选择较为简单,只需在z方问加一个与B0方向相同的线性梯度场Gz即可,总磁场强度B(z)为:B(z)=B0+Gz*z这时位于X—Y平面的发射线圈若发射圆频率w为射频脉冲w(z1)=rB(z1)=r(B0+Gz*z1)则z=z1截断面附近的核将产生共振,其他各层的核均处于非共振状态,对NMR信号无贡献。2Gx的选择(频率编码)在撤掉Gz后,在x方向上加上一个梯度为Gx的梯度场,其磁场方向仍然于B0的方向相同,不同x会造成其拉摩尔频率的不同,从而实现了x方向上的频率编码。而测得是不同频率信号的总和,对其进行傅里叶变换所得到的频谱既是核密度在x方向上的剖面图。3Gy的选择(相位编码)在射频脉冲消失后,在x方向的梯度场之前,加一