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核磁共振试验中的弛豫时间测量
* * * * * * * * * * * * * * * * 核磁共振实验中的弛豫时间测量 06307050002 于天 核磁共振与FID信号 什么叫“弛豫” 纵向弛豫时间T1 纵向弛豫时间T1描述了平行于磁场方向的核自旋磁矩(Mz)恢复到热平衡态(Mz,eq)的快慢程度 核自旋态分布的重新分配过程 并非能量守恒过程 单个核自旋的弛豫时间很长 “自旋-晶格弛豫” 横向弛豫时间T2 横向弛豫时间T2描述了垂直于磁场方向的核自旋磁矩(Mxy)恢复到热平衡态(一般是零)的快慢程度 横向弛豫机理复杂，最基本的是横向核自旋磁矩的退相干 “自旋-自旋弛豫” T2* 与磁场的不均匀性 实际磁场存在不均匀性 共振频率分布自旋矢量散开 T2*比T2小很多 是自旋回波(spin echo)实验的基础 T1,T2, T2*的关系 以下关系总是成立 T1T2T2* 如果纵向弛豫(T1)比横向弛豫(T2)快？ 旋转坐标系 vs 实验室坐标系 弛豫时间的测量 Bloch Equations: 一系列微分方程，可以用来描述在各种条件下总磁化矢量的变化情况： 积分后，就可以描述磁化矢量的X’,Y’与Z分量随时间的变化关系 反转恢复法测T1? 磁化矢量与时间满足如下关系： 脉冲序列如图 反转恢复法测T1 D1: 让磁化矢量有所恢复 D3: 保证探测到的是FID信号 D0: 相邻两次测量的间隔，保证全同测量 得到信号幅值与时间的关系 拟合曲线，求出T1 调和油样品 T1=144.1ms 反转恢复法测T1 实验结果 饱和恢复法测量T1 脉冲序列与恢复过程 散相梯度 调和油样品 T1=132.7ms 饱和恢复法测量T1 实验结果 硬脉冲CPMG序列测量T2 CP序列与CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列 180°脉冲的方向： CP序列：X CPMG序列： Y CP vs CPMG CP序列的180°脉冲方向为x方向，要求180°脉冲长度极其精准，否则会出现积累误差，当回波链很长时，得出的T2显著偏小。 CPMG序列修正了这个问题，将180°脉冲放到了y方向，因此即使180°脉冲不够精确，序列也能自行进行修正，保证误差在内部被抵消，提高测量精度。 硬脉冲CPMG序列测量T2 通过连续施加多个180? 脉冲产生多个回波信号，回波信号的幅值（包络线）衰减 指数衰减的包络线进行拟合，才能得出横向弛豫时间的数值 回波点数=200 单组份拟合，拟合曲线明显不准确 硬脉冲CPMG序列测量T2 实验结果 双组份拟合 T2=55.76ms, T2=208.86ms 硬脉冲CPMG序列测量T2 实验结果 回波链长度=1000, 累加次数=30 T2=208.95ms, T2=52.73ms 硬脉冲CPMG序列测量T2 实验结果 06307050002@fudan.edu.cn * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
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