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2021lck赛程:知乎神作:核磁共振的道理是甚么?

编者注:小编比来对磁共振比拟沉迷,从知乎上看到的一篇神作,转载与同业分享~

磁共振的道理提及来很是庞杂。

1.起首你要晓得这些物理常识

核自旋,插手主磁场B0后,会构成一个净磁化矢量M0,这是因为在外加磁场下,能态被量子化也便是塞曼割裂。

进动:若是对这个M0施加一个扰动,那末就会产生进动,进动频次是拉莫尔频次: [公式]

共振:在B0的根本上施加一个与B0标的目的垂直的且不时扭转的磁场B1,而若是B1的扭转频次刚好即是拉莫尔频次,那末就会产生共振:

进动的直观表述便是B1的扭转和M0环绕B0的扭转速率恰好match上了,那末放在扭转坐标系下,实在便是M0又在环绕B1做一个进动

弛豫:

在普通的大学物理中,咱们晓得对一个角动量来讲,若是不外界的搅扰,它会对峙活动状况的绝对不变。表现咱们这里,若是撤去射频场以后,净磁化矢量在xy立体的话,那它会一向在xy立体做扭转。可是因为净磁化矢量是一个统计的观点或说量子力学的一些特点,致使了射频场打消以后,会产生弛豫景象。

描写弛豫景象的方程是Bloch方程,这个方程是一个经历方程并不是实际方程。它描写了微观的磁化矢量在弛豫进程中的步履。

在射频场B1打消以后,M0会趋势于规复至初始状况即与B0平行的标的目的(能量最小最不变)。是以会在xy立体产生衰减,z标的目的产生规复。

2、其次你要晓得旌旗灯号是从那边来的

旌旗灯号领受:

因为xy立体的Mxy一向在扭转,以是在Z标的目的安排一个线圈,就会产生磁通质变化产生电流的景象,而因为Mxy在衰减,以是此旌旗灯号是一个自在衰减的正弦旌旗灯号FID

3、你还要懂图象是若何构成的(二维FT)

空间编码:

因为磁共振领受到的旌旗灯号是一个全体的旌旗灯号,也便是不能辨别空间的地位,以是咱们须要对其停止空间编码:

起首是Z标的目的是选层:在Z标的目的开启梯度场,各个地位的拉莫尔频次不不异,经由进程施加特定频次的射频磁场就会使得某个层产生共振。

而后是相位编码和频次编码:这个进程比拟庞杂,相位编码和频次编码的物理进程实在对应了二维傅里叶的数学进程,以是终究领受的到图象便是频次空间KSPACE。这实在是MRI外面很是fascinating的一个关头:颠末空间编码后,你领受到的旌旗灯号便是频次空间的旌旗灯号了。它很是的奇奥,固然也不是那末轻易便能够让人懂得。

颠末如许一个进程以后磁共振领受的旌旗灯号便能够间接添补到K空间里:


注重:领受旌旗灯号是在频次编码的同时停止的

在很多多少次相位编码完成以后,K空间被添补完了,颠末二维傅里叶逆变更便能够取得咱们想要的图象了:

注重:K空间中的各个点(kxky )并不是与图象中的各个像素(x,y)逐一对应的。每一个K空间点包罗对终究图象中的每一个像素的空间频次和相位信息 。相反,图象中的每一个像素都映照到K空间中的每一个点 。这里能够去看我的另外一个回覆:

4、硬件布局:

下面这些只是最根本的,可是想要充实懂得也是要画上一番工夫了。下面让咱们看一下MRI扫描仪的硬件布局:

首要包罗:主磁体、梯度线圈(x\y\z)、射频线圈、旌旗灯号领受线圈、垫片等。为了完成庞大的磁场,还要有超导手艺、就会有液氦。


梯度线圈

全体布局

5、若是想深切领会MRI的话,就不可防止的要进修序列

序列实在便是履行MRI扫描的进程,实在履行一次MRI,咱们所要做的便是节制差别的梯度线圈、射频线圈、领受线圈在适合的地址和时候任务。而把这类时序组合起来便是序列:

自旋回波序列SE:

梯度回波序列GRE:

序列实在是MRI外面很成心思的局部:

差别的序列所形成的添补k空间的体例是差别的,所带来的图象的对照度、分辩率和成像时候都是差别的。


EPI,一次填完

6、最初,回覆题主的题目:

超导扫描仪都具备制冷体系,包含用于液氦的泵。不管是不是停止扫描,该泵城市产生绝对宁静,低频,有节拍的“砰砰声”背景乐音。 可是当疾速切换的电流经由进程梯度线圈的振动时,在扫描时代就会呈现大的噪声。这些振动能够作为声波辐射到氛围中,或经由进程物理线路传布到房间的其余局部。

每一个脉冲序列基于其梯度波形产生特点噪声形式。回波立体序列(EPI)凡是是最清脆的,产生110-120dB规模内的声压。这类“手提钻”级别的乐音能够会引发患者的不适,焦炙,乃至是临时性的听力丧失。扫描进程中为患者供给耳塞或耳机是以强迫性的。

具体可在这里检查:

7、保举2个进修磁共振的网站吧

很是好用,几近一切的疑难在这下面都能找到解答。实在在某些题目上它下面的参考文献显得更有代价。

这个网站近似供给一些回覆,也供给了一些磁共振教程的review。

下面只是磁共振的简化道理,想要懂得磁共振真的要下一番工夫啊。

磁共振范畴出过很多诺贝尔奖:

作者:阿姆斯特朗
链接:http://www.zhihu.com/question/23831406/answer/629837530
来历:知乎
著述权归作者一切。贸易转载请接洽作者取得受权,非贸易转载请申明来由。

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批评 1

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  1. #1

    6

    anshengge1年前 (2019-12-16)
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