【老奇】核磁共振为何知道

核磁共振现象基本原理

原子核自旋，表面电荷旋转产生电流——磁场——磁矩

平时磁矩随机分布——互相抵消

施加强大主磁场——分出高低两个能级 低能级质子略多

但磁矩不完全平行于主磁场——存在一定角度，也即进动，主磁场越大进洞越快

横向分量由于随机而完全抵消，纵向分量合成宏观磁化量

若施加频率与质子进动频率相同的射频脉冲，射频脉冲的能量将传递给低能级质子，使其跃迁至高能级——宏观磁化量发生“倾倒”，横向分量增大，纵向分量减小

相聚合：质子横向磁分量同向，“统一步调”

脉冲消失后弛豫——横向分量减小，纵向分量回复

T1：纵向分量恢复至最大值63%的时间——未完全恢复时再次添加射频使其产生横向磁分量以进行检测

T2：横向分量减小至最大值37%的时间——可由线圈接收

信号强度正比于质子数

加权

横向磁分量衰减速率脑白质>脑灰质>脑脊液——T2加权 适于检测引起水肿的病变

纵向磁分量恢复速率反之——T1加权

T1看解剖，T2看病变

flair——液体抑制反转恢复——抑制脑脊液信号

梯度磁场

施加梯度磁场后磁场越大处质子进动越快

选层：施加一定频率的射频脉冲，只有该进动频率的质子发生共振

获取质子含量：傅里叶变换——分离信号

相位编码：选层后打开y轴磁场再关闭——质子进动频率恢复一致但存在相位差，原磁场越强处相位越大

频率编码：打开x轴磁场，进动频率出现差异——此时采集信号——填充至K空间（一个矩阵）原始信号到图像的过渡

每行信号采集时信号之间相位差都是360°/采样次数

傅里叶变换

时域——信号强度-时间

频率域中可直接去除某个波的信号而不影响其他波

本质：傅里叶级数——任何一个函数都可拆成正弦余弦函数的和

各项正弦/余弦函数相当于该数学空间里的一组正交基——由此可计算各项系数（“干掉别人留下自己”）

bug：傅里叶变换只能求周期函数？

——非周期函数相当于周期无限大——分解出连续函数

多维傅里叶变换

平面波描述空域信号

空间频率表示波在该方向上单位长度内重复次数

黑度表示函数值——得图像

类似方法求各项系数

三维傅里叶变换计算量大——核磁共振一般先选层

时域信号变空域信号？梯度磁场