Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
3.3.Procesrelaksacji–czasyT1iT2
323
Rycina3.3.
Precesjaspinumagnetycz-
negoprotonuwstałympolu
magnetycznym.
wyznaczonymprzezliniesiłpolamagnetycznego.Ozna-
czato,żejeśliudałobysięskierowaćpolemagnetyczne
protonówwinnymkierunkuniżpolemagnetyczneska-
nera,tobędziemożnajezarejestrowaćizmierzyć(pole
magnetyczneskaneraniebędzieprzeszkodą).
.Przykład,którypomagatozrozumieć,jestnastępujący:
jeślidowiadrapełnegowody(polemagnetyczneskanera)
wrzucimykroplęwody(polemagnetyczneprotonów),to
niebędziemywstaniewskazać,gdziejesttakropla.Jeśli
wrzucimykroplędopustegowiadra(brakpolamagne-
tycznegowkierunkuprostopadłym),tobezproblemu
zobaczymykroplęnajegodnie.Trikpoleganatym,aby
„wymusić”,bywypadkowepolemagnetyczneproto-
nówzmieniłokierunekwstosunkudo„potężnego”,ze-
wnętrznegopolamagnetycznegoskanera.Zjawiskiem,
które„wymusza”zmianękierunkuwypadkowegopola
magnetycznegoprotonów,jestrezonansmagnetyczny.
3.3.
Procesrelaksacji-czasyT1iT2
.Zjawiskorezonansumagnetycznegopoprzedzawyemi-
towaniewkierunkubadanegoobiektuimpulsufalielek-
tromagnetycznejoczęstotliwościradiowej(zależnejod
stałegopolamagnetycznego).Celemtegozabiegujest
wytworzenieniewielkiegopolamagnetycznego,którego
wartośćindukcjibędzieproporcjonalnadoliczbyjąder
wodoru,akierunekróżnyodkierunkustałegopolama-
gnetycznego.Niestety,towypadkowepoleudajesięwy-
tworzyćjedynienaułameksekundyiwtymczasiemoż-
liwyjestpomiar.To,jakdługopoleudasięutrzymać,
zależyododdziaływaniaotoczenia,wktórymznajdują
sięwzbudzoneprotony,inazywasięprocesemrelaksacji
jąderwodoru(ryc.3.4).
.Procesrelaksacjijąderwodorumożnapodzielićnanastę-
pująceetapy,widocznenarycinie:
a.Nadmiarowewektorymomentumagnetycznegopo-
szczególnychprotonówtworząwypadkowywektorma-
gnetyzacjipodłużnejM
0,zgodnyzkierunkiemstałego
polamagnetycznegoB
0.Dlauproszczeniakoloremczer-
wonymprzedstawionotylkonadmiarowewektoryma-
gnetyzacjiprotonów.Brakjakiejkolwiekmagnetyzacji
wpłaszczyźnieXY.
b.Wkierunkupróbkiemitowanajestfalaelektromagne-
tycznaoczęstotliwościLarmora(częstotliwościradio-
wej);następujepochłanianieenergii(fotonów)zfali
radiowej.Cząstkioniższympoziomieenergetycznym
przechodządostanuowyższympoziomieenergetycz-
nym,tj.wektormagnetyzacjizmieniaustawieniena
kierunekprzeciwnydoliniisiłpolamagnetycznego.Je-
śliliczbaprotonówoniższympoziomieenergetycznym
jestrównaliczbieprotonówowyższympoziomieenerge-
tycznym,toznikawypadkowywektormagnetycznyM
0,
równoległydokierunkupolamagnetycznego,natomiast
pojawiasięskładowawkierunkuprostopadłymM
XY.
FalaRFotakichwłasnościachnazywanajestimpulsem
RF90(wypadkowywektormagnetyzacjipojawiasiępod
kątem900wstosunkudoosiZ).Składowatatworzysię
wwynikuzrównaniasięfazyprecesjiwszystkichproto-
nów,którewymuszonezostałoprzezfalęradiową.Fala
radiowa„mówi”,wktórymkierunkumająbyćwychy-
lonewektoryspinówmagnetycznychprotonów.Wtym
stanieznajdująsięprotonybezpośredniopowyłączeniu
nadajnikaRF.
c,d.Wwynikuoddziaływańcząsteczekzjonamiwotacza-
jącymśrodowiskunastępujestopnioweprzechodzenie
protonówwwyższymstanieenergetycznymdostanu
oniższympoziomieenergetycznym,czemutowarzyszy
uwalnianieenergii(powrótukładuspinówdorówno-
wagitermodynamicznej).Energiatajestwychwytywana
przezantenę/cewkęodbiorczą.
Składowapodłużnawypadkowegowektoramomentu
magnetycznegozaczynasię„odbudowywać”zestałącza-
sowątzw.relaksacjispinowo-sieciowejT1,zwanąrównież
czasemrelaksacjipodłużnej.
Równocześniewwynikuoddziaływańspin–spincząstki
tracąstopniowofazęiskładowapoprzecznawypadko-
wegowektoramomentumagnetycznegozaczynazanikać
zestałączasowąrelaksacjispin–spinT2,zwanąrównież
czasemrelaksacjipoprzecznej.
e.Popewnymczasiet>T1,T2składowapoprzecznazani-
ka,askładowapodłużnapodbudujesię”,osiągającstan
sprzedpobudzenia.
