实验二测量磁共振中心频率(拉莫尔频率) 、实验目的: 1、理解核磁共振的基本原理。 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系 3、掌握拉莫尔频率的测量方法。 、实验器材: 约10mm高的大豆油试管样品:NM20台式磁共振成像仪。 三、实验原理 1、核磁共振基本原理 当一个样品被放在外磁场B中时,样品就会被磁化,产生能级分裂现象, 所产生的能级间距为:△E=yB0h;如果在该样品系统上加上一个射频磁场, 从量子力学观点来看,射频场的能量为hv,当该能量和分裂产生的能级间距相 等,即hv=AE时,样品对外加射频能量吸收达到最大,产生的磁共振信号也最 强,因此得到核磁共振产生的基本条件:hv=hO0=h2mf6=Bbh,因此 得到拉莫尔方程 yB ,此时的0就是产生核磁共振的拉莫尔频率,也是 外加磁场的中心频率,其中Y为样品物质的磁旋比,h为原子核自旋角动量的单 位,h为谱朗克常量,B。为外加磁场的磁场强度。 2、测量方法 方法一:对于一个主磁场确定的磁共振系统来说,在外界条件不变的条件下 其共振频率也是一个固定的值,接收线圈测量到的FID信号和射频磁场的频率 变化是一致的,因此可以对FID信号进行傅立叶变换,找到FID信号的频率, 根据核磁共振发生的条件,从而间接得到射频磁场的中心频率,此频率也就是样
实验二 测量磁共振中心频率（拉莫尔频率） 一、实验目的： 1、理解核磁共振的基本原理。 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系。 3、掌握拉莫尔频率的测量方法。 二、实验器材： 约 10mm 高的大豆油试管样品；NMI20 台式磁共振成像仪。 三、实验原理： 1、核磁共振基本原理 当一个样品被放在外磁场 B0 中时，样品就会被磁化，产生能级分裂现象， 所产生的能级间距为： h E B 0 D = g ；如果在该样品系统上加上一个射频磁场， 从量子力学观点来看，射频场的能量为 hn ，当该能量和分裂产生的能级间距相 等，即hn = DE 时，样品对外加射频能量吸收达到最大，产生的磁共振信号也最 强，因此得到核磁共振产生的基本条件： h h h 0 0 0 hn = w = 2pf = gB ，因此 得到拉莫尔方程 0 B0 w = g ，此时的w0 就是产生核磁共振的拉莫尔频率，也是 外加磁场的中心频率，其中g 为样品物质的磁旋比，h 为原子核自旋角动量的单 位，h 为谱朗克常量， B0 为外加磁场的磁场强度。 2、测量方法 方法一：对于一个主磁场确定的磁共振系统来说，在外界条件不变的条件下， 其共振频率也是一个固定的值，接收线圈测量到的 FID 信号和射频磁场的频率 变化是一致的，因此可以对 FID 信号进行傅立叶变换，找到 FID 信号的频率， 根据核磁共振发生的条件，从而间接得到射频磁场的中心频率，此频率也就是样
品质子进动的拉莫尔频率。 方法二:宏观磁化矢量的弛豫可以通过布洛克方程进行描述和求解,但此过 程中总是包含着一个固定的进动项。由于进动的存在,使得描述和求解都很困难。 而进动并不对信号幅值产生任何影响。因此有人采用旋转坐标系来描述宏观磁化 矢量的弛豫过程。因此,实验室坐标系中的MR信号在旋转坐标系中就可以把进 动项消除。当旋转坐标系的旋转频率与拉莫尔频率完全相同时,线圈采集到的 FID信号中的拉莫尔频率成分就可被完全过滤掉,呈现出来的是一条呈指数递减 规律的曲线。因此在实验中可以通过不断修改射频脉冲的频率,同时观察屏幕上 的FID信号。当FID信号的振荡频率逐步减小到基本上不出现振荡时,说明此 时的射频频率就是拉莫尔频率, 四、实验步骤 像技术实验 1、启动计算机,点击桌面图标进入到如图1所示界面。再点击 MR按钮进入 WinMRIXP操作界面,如图2 MRIjX按钮 成像实验 MRJ会vmc③ 上海组边电子科技有限公可 图1核磁共振成像技术实验仪软件界面
品质子进动的拉莫尔频率。 方法二：宏观磁化矢量的弛豫可以通过布洛克方程进行描述和求解，但此过 程中总是包含着一个固定的进动项。由于进动的存在，使得描述和求解都很困难。 而进动并不对信号幅值产生任何影响。因此有人采用旋转坐标系来描述宏观磁化 矢量的弛豫过程。因此，实验室坐标系中的 MR 信号在旋转坐标系中就可以把进 动项消除。当旋转坐标系的旋转频率与拉莫尔频率完全相同时，线圈采集到的 FID 信号中的拉莫尔频率成分就可被完全过滤掉，呈现出来的是一条呈指数递减 规律的曲线。因此在实验中可以通过不断修改射频脉冲的频率，同时观察屏幕上 的 FID 信号。当 FID 信号的振荡频率逐步减小到基本上不出现振荡时，说明此 时的射频频率就是拉莫尔频率。 四、实验步骤： 1、启动计算机，点击桌面图标 进入到如图 1 所示界面。再点击 按钮进入 WinMRIXP 操作界面，如图 2、 MRIjx 按 钮 图 1 核磁共振成像技术实验仪软件界面
件】速项11采祥[一继型二维理国 |日 0Ha526 当冲序硬冲dSF1 图2 WinMRIXP操作界面 2、将装有10mm高大豆油的样品管小心放置入磁体柜上方样品孔内 3、开启射频单元及梯度放大器的电源(如下两图)。 P0WER按钮 国 a200 上海边电子料技有限公司 NM2010射频单元面板 POWER廾天 上海组迈电子料技有限公 NM20l梯度单元面板 4、单击工具栏上的υ∞按钮(如图3),进入脉冲序列选择对话框(如图4)
图 2 WinMRIXP 操作界面 2、将装有 10mm 高大豆油的样品管小心放置入磁体柜上方样品孔内。 3、开启射频单元及梯度放大器的电源(如下两图)。 NM2010 射频单元面板 NM2011 梯度单元面板 4、单击工具栏上的 按钮（如图 3），进入脉冲序列选择对话框（如图 4）
选择硬脉冲FID序列,在参数设置列表中将中心频率主值SF1、偏移量 O和采样点数TD分别预设为:22、600000和2048(如图5)。(注意: 此处数值为射频单元NM2010面板上所张贴数值,注意主频偏移量Ol 不能偏离所设数值20KHz,否则无法自动寻找中心频率。)若所填写数 值无误,但并未观察到FID信号,此时可适当改变O1值,直到出现FID 信号为止。如若精细调节后仍无FID信号,则可能是硬件上的问题,此 时可将问题向老师反映 avinIRIXP 文件[E]选项四]采样[]一处理[]二维处理[ 采样|一维处理|二维处理 Demo按钮 DO(ms) 1000 Sw(KHz 图3 WinMrIXP菜单栏 脉冲序列窗口。 请选择样本脒冲序列 脉冲序列图 的 形 FCodingSP1 D) 单脉冲双相位编码成像( H_COdings 自旋回波频率编码(s_ FCodingsEID) 像(s_GE8D) 反转恢复成像s_R2D) 图4脉冲序列对话
选择硬脉冲 FID 序列，在参数设置列表中将中心频率主值 SF1、偏移量 O1 和采样点数 TD 分别预设为：22、600.000 和 2048（如图 5）。 (注意： 此处数值为射频单元 NM2010 面板上所张贴数值，注意主频偏移量 O1 不能偏离所设数值 20KHz，否则无法自动寻找中心频率。) 若所填写数 值无误，但并未观察到 FID 信号，此时可适当改变 O1 值，直到出现 FID 信号为止。如若精细调节后仍无 FID 信号，则可能是硬件上的问题，此 时可将问题向老师反映。 Demo 按钮 图 3 WinMRIXP 菜单栏 图 4 脉冲序列对话
采样一维处理二维处理 Parameter Value 采样点TD T/2048 主频SF1 SFI(MHz) a 01) Ns偏移量o1 DS 图5 WinMRIXP参数设置界面 方法一: 1、点击63(见图7)进行单次采集,即可观测到FID信号。 2、单击s按钮(如图7)停止扫描,点击按钮(如图7),弹出一对话框, FFTID X Cancel 如图所示: S选择默认值,点击OK按钮,将FID信号进行傅里叶变换 傅里叶变换后窗口如下图所示
采样点ＴＤ 主频ＳＦ１ 偏移量Ｏ１ 图 5 WinMRIXP 参数设置界面 方法一： 1、点击 （见图 7）进行单次采集，即可观测到 FID 信号。 2、单击 按钮(如图 7)停止扫描，点击 按钮(如图 7)，弹出一对话框， 如图所示： S1 选择默认值，点击 OK 按钮，将 FID 信号进行傅里叶变换。 傅里叶变换后窗口如下图所示：