第一章磁共振成像的物理学基础

第一章磁共振成像的物理学基础

第一节磁共振现象

一．共振

共振是十分普遍的自然现象，最熟悉的就是音叉的共振。有的共振可以利用，如咱们熟悉的医用磁共振仪，利用氢质子的共振经过一系列的复杂过程形成图像；而有的则要避免，如最常见的桥梁，风速与桥梁固有频率发生共振引起了坍塌。

图1.1.1 桥梁共振发生坍塌

风速与桥梁的固有频率相同，引发了共振，导致桥梁坍塌。

二．地球运动与氢质子运动

地球在万有引力的作用下，既围绕着太阳公转，又围绕着自身的轴自转。公转一圈是一年，自转一圈是一天，自转产生南北极磁场。

图1.1.2 地球绕地轴自转，围绕太阳公转，自转形成磁场，公转是自身引力与太阳引力作用的共同结果

地球以一定的时间来自转和公转，形成磁场；氢质子则是以一定的频率自旋和进动。

图1.1.3 氢质子绕一定的轴旋转称为自旋，并产生小磁场，此小磁场与主磁场相互作用，使氢质子产生进动。

自旋（spin），磁性原子核总是以一定的频率绕着自己的轴进行高速旋转，由于原子核表面带有正电荷，因此磁性原子核自旋就能够形成电流环路，从而形成一定大小的磁场，该磁场用磁距来表述，磁距有长度（强度）、方位及方向。

进动(precession)，是磁性原子核自旋产生的小磁场与主磁场相互作用的结果，进动频率也称Larmor频率，其计算公式如下：ω=γ*B0;

ω：进动频率即Larmor频率;γ：磁旋比，42.5MHz/T;B0:主磁场场强。

通过上式可以看出，氢质子进动频率与主磁场场强成正比，场强高，则进动频率快，场强低，则进动频率慢。从另一个方面考虑，场强不均匀，则质子的进动频率会出现差别。

今天主要重点是自旋与进动的概念及理解，并涉及了“磁距”及

“拉莫尔定律”，二者是非常重要的知识点，贯穿于整个MR学习中。