北大普通物理综合实验课件20用核磁共振成像仪测T1和T2

用核磁共振成像仪测T1和T2物理学院概述实验仪器核磁共振实验原理实验内容实验仪器介绍小型教学用核磁共振成像仪仪器装置磁体：主磁体、三组梯度线圈、探头电路：数字DDS、I/O、ADC模拟：发射、接收、梯度软件：控制、采集、处理、显示性能指标:均匀区：均匀度:选片厚度(Z):X、Y方向空间分辨率:0.65T1010mm0B35ppm3mm0.5mm核磁共振实验原理核磁共振原理检测共振信号的方法傅立叶(Fourier)变换核磁共振（NuclearMagneticResonance，简写为NMR），是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂（ZeemanSplitting），共振吸收某一特定频率的射频（radiofrequency简写为rf或RF）辐射的物理过程。核磁共振原理共振频率拉莫频率–核磁矩绕外磁场的进动频率称为Larmor频率。共振条件：002πB其中：是外磁场的磁感应强度；成为旋磁比。0B2π00B142.58MHzT2πH00B射频脉冲和自旋回波若将一个射频场，在共振条件下加到核系统上，施加时间为秒，则磁化强度矢量将绕轴章动角度然后在弛豫过程的作用下，散相，最后回到轴。如下图所示。Mpt1B11pptBt'xMz自旋回波90度脉冲的作用脉冲后的自由进动弛豫导致的相散弛豫过程自旋－晶格弛豫过程:核自旋系统与周围晶格交换能量,使各能级上的布居数恢复到热平衡状态，T1纵向弛豫。自旋－自旋弛豫过程:等同核自旋系统内部各自旋之间交换能量,影响谱线线宽，T2横向弛豫。脉冲序列硬脉冲FID硬脉冲自旋回波硬脉冲CPMG反转恢复饱和恢复软脉冲软脉冲自旋回波检测共振信号的方法吸收法感应法平衡法优点是比较简单，样品不易饱和，缺点是振荡频率的稳定性较差，噪音电平较高。一般只用于宽谱的波谱仪与测场仪优点是工作稳定度高，噪音低，但漏电流相位不易调整。常用在商业波谱仪优点是频率稳定好，噪音低，缺点是频率调谐范围不够宽。常用于灵敏度和分辨力高的波谱仪傅立叶(Fourier)变换时域信号F变换频域信号频域谱S（t1,t2,…）S(1,2,…)软件介绍可做的实验FID信号观察RF脉冲角度设置自旋回波信号的获得自旋回波序列测T2T1的测量软脉冲激发实验硬脉冲FID信号软脉冲FID信号RF脉冲角度的设置设置90度射频脉冲角度P1/ms34RFAMP1/%20硬脉冲回波软脉冲回波自旋回波CPMG测量横向弛豫时间2T•手工测点计算横向弛豫时间2T用自旋回波CPMG测量横向弛豫时间2T水样T2/ms自来水1869.24娃哈哈纯净水1572.52北大纯净水1602.93燕园水1636.06乐百氏纯净水1570.18农夫山泉1691.09酒精670.475硫酸铜水溶液83.23的测量1T1T反转恢复脉冲序列测量饱和恢复脉冲序列测量1T反转恢复饱和恢复n反转饱和198.8119.12100.8117.6Ave.99.8118.35111100%15.67%irsrsrTTT1T