核磁共振为何知道
（啊啊啊啊啊啊老奇赞我了！！！啊啊啊啊啊啊开心！！）
前言——
1.医学生的笔记（会添加一些本科时学到的内容和自己的理解，降低视频门槛。而且俺是用平板写滴，笔记截图在平板上看起来应该会清楚一些）
2.涉及的知识区域:量子力学、物理学、化学、向量、（对文科生不太友好哈，咱看个乐就是了）
3.边写边记录自己不懂的问题。涉及本人的知识盲区，所以不太理解，等待大佬的解答:
①为什么施加B₀后，质子的低能级数量＞高能级数量？
（目前已更的）目录——
1、磁共振现象
1.1开篇泛谈（x线、CT、核磁对比）
1.2核磁为何知道 （从脑子里的水说起）
1.2.1追本溯源（up探索的过程）
1.2.2 磁共振原理
1.2.2.1原理来源（泡利提出原子核中存在自旋，产生磁场，故原子核可看为磁体）
1.2.2.2 磁共振模型（给脑子施加一个磁场B₀时，脑中氢原子的变化；脑子磁场会螺旋式下降的原因；磁场B₀消失后氢原子的变化）
2、加权
2.1 弛豫（引出T1、T2、FID的定义）
2.2信号消减的原因
2.2.1 三个公式（公式虽复杂，但只观察变量即可）
2.2.2结论（质子密度越高，图像亮度越高。很重要的结论。）
2.3 核磁共振
2.3.1基于原始信号的成像方式（可成像，但轮廓不清）
2.3.2质子密度加权成像（T2加权、T1加权）
“T1看解剖，T2看病变”
Flair的含义
至此，热身完毕
3、梯度磁场
正文——
1、磁共振现象
1.1开篇泛谈
x线本质:穿透人体 显影高密度组织的轮廓（如图⬇️）
CT:加强版x光
（上课时检验老师举过例:x光就是一个圆西瓜切两半，CT是西瓜切很多片，核磁是不用刀，但里面的籽都能看到）
核磁本质:up简单一查发现并不简单，至少核磁催生了6个诺奖。能查到脑子里的肿瘤、看到唱歌时声带震动情况等等，功能强大
1.2 核磁为何知道（从脑子里的水说起）
1.2.1追本溯源
①1945年的一篇论文，发现一个微弱信号，信号源头是水中的氢原子核
②再追概念，发现各种文献中反复出现T1、T2
③再追书籍，发现一本面向医学生的核磁共振书籍（硬核，看一遍可以对磁共振全貌有详实、全面的把握。）
④借着冷门书摸到门路⬇️
1.2.2 磁共振原理
1.2.2.1原理来源
20世纪泡利指出:原子核中存在自旋，生成磁场。
人话翻译:每个原子核都可视为一个小磁体。
而氢原子也不例外。（氢原子只有一个质子，故在本视频中用质子代替氢原子之称）
质子分布随机，磁矩相互抵消（就是把向量合到一起，发现回归原点吧）
故脑子在无干扰时无磁性（如图⬇️）
除非给脑子施加一个强度极大的主磁场（即磁共振机器原理）
⬇️
1.2.2.2磁共振模型
❶给这些散布的质子施加一个主磁场B0
质子在B₀作用下分裂成两个能级，即低能级（和B0同向）、高能级（和B0反向）
分裂后，低能级质子数量＞高能级（如图⬇️）
质子磁场不是完全和B₀同向，而是以B₀为轴旋转，该运动被称为“进动”，旋转角频率称为进动频率ω₀（如图⬇️）
看公式（磁旋比是一个数值，故主磁场B₀越大，ω₀就越大）
质子磁矩进行向量分解（如图⬇️）
横向向量完全抵消，纵向向量因为低能级质子更多，所以方向朝上（如图⬇️）
综上，脑子在主磁场B₀的作用下，成了一块方向朝上的大磁铁M₀
对脑子再施加一个射频脉冲→M₀发生螺旋式倾倒
❷螺旋式倾倒的原因
(这一段解释了为何低能级会跃迁至高能级，我没太看懂，有心的同学可自行观看→
）
总之，通过上一番公式和推导后得出结论:低能级会跃迁至高能级
跃迁（高能级质子变多）⬇️
脉冲持续时间越长，跃迁质子越多，M₀（高低能级的纵向分量之和）就越小（如图⬇️）
直到低能级、高能级质子数量一致，M₀向上的分量归0（如图⬇️）
但横向向量仍在→靠着这个力，质子们旋转、聚合→成为绕B₀旋转的横向磁分量（如图⬇️）
（这个模型很重要，要记住，后面对磁共振检测的很多讲解都基于它）
这个过程中，纵向磁力逐渐减小，横向磁力逐渐增加，所以呈现为螺旋式倾倒（如图⬇️）
❸撤掉磁场B₀
质子重新变得无序，这个过程称为失相（失去聚合的相位）
之前跃迁的质子回归低能级，横向磁向量逐渐减小，纵向磁向量增加（类似上面过程的倒放？），这一过程称之为弛豫（嗯？给up捉虫，应该是弛豫而不是——
2、加权
2.1弛豫
2.1.1弛豫时间:10⁻⁵秒～数秒
2.1.2纵向、横向磁向量随时间变化（如图⬇️，上升的是纵向，下降的是横向）:
T₁: 纵向向量恢复至稳态值的63%时，所花的时间
T₂: 横向向量恢复至最大值的37%时，所花的时间（如图上标记的点⬆️）
2.1.3修正后的横向磁向量公式（如图⬇️）:
而信号，由横向磁向量产生
2.1.4 在该信号旁边放一线圈，会接受到一个不断衰减的信号，即FID，自由感应衰竭信号（如图⬇️）
2.2信号不断衰减的原因
2.2.1 三个公式和结论
看公式，-μ₀Sω₀是定值，故信号强度和横向磁分量成正比（如图⬇️）
由公式（如图⬇️）得出: 横向磁分量和一开始施加的磁体强度M₀有关
由公式（如图⬇️）得出: M₀的大小和质子数有关
2.2.2 结论
综上述三个公式，可得出:核磁共振信号的强度和质子密度（即质子数）成正比（如图⬇️）
即:质子密度决定信号强度，决定图像亮度（如图⬇️）:
（ps:怪不得影像老师反复强调，核磁就是比较T1 T2的信号强弱，而信号取决于水的密度）
2.3 核磁共振
2.3.1基于原始信号的成像方式
密度高则亮度高，密度低则亮度低，由此将大脑各部分显明，虽然轮廓还是有些模糊（如图⬇️）
2.3.2质子密度加权成像
❶T2加权成像
加权，即突出重点（这个理解好棒）
看下面这张图⬇️: 找到T2，坐标（90ms,37%）。这时的脑白质和脑脊液区分还不明显，最后成像的轮廓就不明显。
但将时间向后移到2000ms，可发现脑白质的信号趋近于0，而脑脊液仍有20%信号。
取这个时间点的信号，呈现的图像如图⬇️，可看到亮度大小:脑脊液＞脑白质＞脑灰质:
普通和加权后图像的比较（如图⬇️）:
T2加权成像的运用
常用于伴随水肿的组织病变（如图⬇️）
❷T1加权成像
T1加权信号来自纵向磁分量，它的方向和线圈平行。所以在射频消失后，过一段时间再施加一个射频，将纵向磁分量拉倒，产生横向磁分量，重新产生信号（如图⬇️）
信号恢复所需时间（如图⬇️）:
所以最终成像和T2正好相反⬇️，白质为白，灰质为灰，脑脊液为黑
通过T1，可以直观看到肿瘤周围的组织病变，即“T1看解剖，T2看病变”
❸Flair:⬇️
即通过加权来抑制脑脊液信号，对大脑观测的更清楚
至此，磁共振热身结束
（医学生到这里就可以撤退了•᷄ࡇ•᷅）
3、梯度磁场
