【摘要】 核磁共振成像的相关物理概念介绍

前面两期我们介绍了部分关于核磁共振成像的知识，本期我们接着对核磁共振成像的相关物理概念进行介绍。

 

一.电磁感应原理

随着时间变化的电场或磁场，都会在空间中形成相应的感生磁场或电场。把一个小磁铁棒插人或拔出线圈，或者小磁铁棒从线圈旁边过会在线圈中产生电流，如图1所示。

 

图1 磁铁棒运动时产生的电流

 

二.法拉第定律

导电线圈中感应电动势V与线圈中磁通量φ的变化率成正比，有

式中，N表示线圈匝数；S为线圈的截面积； B为磁场强度；中(1)为磁通量。磁通量变化时，线圈中产生如图2所示的电动势，并产生电流，且满足

 

图2 线圈磁通量的变化产生感应电动势

 

三.拉莫尔进动

质子磁矩在外加磁场中会受到磁力矩的作用，比如指南针在地磁场的作用下因磁力矩而旋转，如图3所示。

 

图3指南针受地磁场产生的磁力矩影响

磁力矩和力矩的概念可能有点抽象，我们用手拧螺钉很难拧动,但用同样的力借助扳手就可轻松拧动，所以物理学中引人力矩L这一概念。力矩L与作用力的大小有关，还与作用力F作用点到旋转中心的距离R即力臂有关。扳手越长则力矩越大，拧螺钉越容易。

拉莫尔进动:在磁力矩的作用下，磁矩或自旋质子的自旋轴-.旦偏离主磁场,就会绕主磁场旋转(非常类似于旋转陀螺的进动)，如图4所示。

 

图4 自旋质子的磁矩p绕外磁场B的进动

 

本期由于版面有限，在下一期我们将继续对核磁共振成像进行介绍。

 

参考文献

[1]Francis A. Burgener ... 磁共振成像鉴别诊断学[M]. 辽宁科学技术出版社, 2007.

[2]肖立志. 核磁共振成像测井与岩石核磁共振及其应用[M]. 科学出版社, 1998.