请观看视频：How does an MRI work?

磁共振成像，全称：核磁共振成像。由于谈核色变，把核字去掉。

核磁共振成像的物理原理相对来说较难。要弄懂四个步骤：核、磁、共振、信号。

                第一节：“核”，具有磁性的原子核。

需要明白几个问题：

1、为什么原子核具有磁性？

2、是不是所有的原子核都具有磁性？

3、原子核的磁性由什么决定？

4、是不是所有具有磁性的原子核都适合作为核磁共振成像的对象？

一、原子核的自旋

微观世界中，物理量的取值是离散的。原子核的自旋取一系列不连续的值。I为自旋量子数。

I的取值：质子数与中子数都为偶数，I=0

               质子数与中子数都是奇数，I为整数，

              质子数与中子数一奇一偶，I为半整数

处于静磁场中原子核，自旋在空间所取的方向也是离散的，2I+1种。

例如，氢原子核的I=1/2,两种取向。

二、原子核的磁矩

自选核产生了绕核心旋转的环形电流，环形电流产生磁场。

三、物质的磁性

不呈现宏观磁性。只有在静磁场中，会形成与外磁场妨碍那个相同的或者相反的附加磁场。

相同的：顺磁性

相反的：逆磁性

四、用于磁共振成像的磁性核

H原子核：含量多，信号强。

                         第二节 静磁场中的原子核

一、微观描述

1、能级劈裂

两种能级：顺着磁场方向的：低能级

                  逆着磁场方向的：高能级

2、旋进（进动）

自转（质子绕本身的轴旋转）+公转（质子绕静磁场方向转动）

旋进频率:

二、宏观描述

磁化强度矢量M：单位体积内核磁矩的矢量和

1、静磁场为零：M=0

2、静磁场不为零：M≠0

                                    第三节 共振

本节学习第三个关键词“共振”

一、磁共振的基本原理

什么是共振？外来刺激频率等于物质本身固有频率。例如音叉的共振

核磁共振：所施加的电磁波能量正好等于不同取向氢原子核之间的能量差，低能态的原子核吸收能量跃迁到高能态。

条件:施加的电磁波频率等于原子核旋进频率

二、磁共振的宏观表现

                                第四节  弛豫

第四个关键词“信号”

一、弛豫及其规律

去除外加RF脉冲，样品恢复到平衡状态

纵向磁化恢复：纵向弛豫

横向磁化恢复：横向弛豫

二、弛豫的机制

1、纵向弛豫：自旋-晶格弛豫，自旋核与周围物质相互作用交换能量

2、横向弛豫：自旋-自旋弛豫。自旋核之间相互作用产生的。

三、自由感应衰减信号（FID）

3.文章链接：

磁共振的诺贝尔之路

4.B站公开课-西安电子科技大学

核

磁

共振

成像

一、探微知著、见著思微

1.格微观之物，致宏观之知

磁共振难——难在探究微观、思辨宏观，联系微观和宏观之间的关系。

宏观微观二者从来不是独立的。

磁共振如是，为人、治学亦如是。

“成大事”和“拘小节”，“扫一屋”和“扫天下”，也从来不是相互矛盾的。可从“大事”中窥“小节”，亦可从“扫一屋”的态度中洞观“扫天下”之气魄。

在中国传统教育里，最重要的书是"四书"。"四书"之一的《大学》里这样说：一个人教育的出发点是"格物"和"致知"。就是说，从探察物体而得到知识。格物致知：参透事物本质，掌握知识本源。

磁共振的学习,我们既要学习宏观表现,又要学习微观原理.我们要“致宏观之知”，则务必要“格微观之物”。