???场B0存在特定的夹角?(?0);静磁场B0与自旋LI间的相互作用还会产生一施
???加在LI上的力矩,此力矩会使得LI以夹角?在以静磁场B0为轴(z方向)的圆锥
?面上以恒定的角速度旋进,在旋进过程中LI大小保持不变,但方向时时在改变。
正确答案:B
3-5 磁化强度矢量M0偏离B0的角度和所施加的RF脉冲有关,加大RF脉冲强度,角度 ;缩短RF脉冲的持续时间,角度 。
A.减小,减小 B.增大,增大 C.减小,增大 D.增大,减小 分析:在RF脉冲的作用下,样品产生了磁共振,其宏观表现就是样品的磁
?化强度矢量M0偏离静磁场B0方向?角度,?角的大小取决于RF脉冲的强度及作用时间。加大RF脉冲强度,?角增大;缩短RF脉冲的持续时间,?角减小。
正确答案:D
3-6 在核磁共振的驰豫过程中,M0偏离平衡状态的程度越 ,则恢复到平衡状态的速度越 。
A.小,快 B.大,慢 C.大,快 D.都不是
?分析:Bloch从实验发现,弛豫过程中磁化强度M偏离平衡状态的程度越大,则其恢复的速度就越快。
正确答案:C 。
3-7 90°RF脉冲过后,Mx?y?将作 ,Mz?将作 。 A.指数衰减,指数衰减 B.指数增加,指数增加 C.指数衰减,指数增加 D.指数增加,指数衰减 分析:90°RF脉冲过后,Mx?y?将指数衰减,Mz?将指数增加。 正确答案:C
3-8 化合物C3H5Cl3,1H MRS图谱上有3组峰的结构式是: A.CH3-CH2-CCl3 B.CH3-CCl2-CH2Cl
C.CH2Cl-CH2-CH2Cl D.CH2Cl-CH2-CHCl2
分析:上述答案中只有D含有三个不同的含氢基团,分别是CH2Cl、CH2和CHCl2,属于这三个基团的氢核,由于它们的结合状态不同,其化学位移也不相同,结果产生了与这三种氢核相对应的三条共振吸收谱线。
正确答案:D
3-9 在100MHz仪器中,某质子的化学位移?=1ppm,其共振频率与TMS相差:
A.100Hz B.1 000Hz C.1Hz D.10Hz 分析:???1ppm×100MHz = 100Hz 。 正确答案:A
3-10 样品的磁化强度矢量与哪些量有关?
??答:样品的磁化强度矢量M与样品内自旋核的数目、静磁场B的大小以及
???
环境温度有关。样品中自旋核的密度?越大,则M越大;静磁场B越大,M也
?
越大;环境温度越高,M越小。
3-11 什么时候可以观察持续稳定的核磁共振吸收信号?
答:一般,观察核磁共振信号是测量样品受激跃迁时所吸收的外加交变磁场的能量,从每秒受激跃迁造成的由下能级跃迁的净粒子数可求出样品每秒吸收的能量dEdt,共振吸收信号的强度就正比于dEdt。
受激跃迁使得高、低能态上的氢核数之差趋向于零,而热弛豫跃迁则会使得高、低能态上的氢核数之差趋向于玻尔兹曼热平衡分布。当高、低能态上的氢核数之差随时间的变化率为零时,系统达到动态平衡,可以持续观察稳定的核磁共振吸收信号。
3-12 为什么T1会随环境温度的升高而增长?
答:自旋核处于不同的分子环境中有不同的共振频率,这样自旋核就有一定的共振频率范围,而样品热弛豫跃迁的电磁波谱范围是很宽的,但总有一部分和自旋核共振频率范围相重叠,总的趋势是当环境温度越高时重叠的部分越小,样品内发生的受激辐射的概率减少,从而使T1延长。
3-13 90°RF脉冲过后,磁性核系统开始向平衡状态恢复,在这个过程中,
Mx?y?恢复到零时Mz?是否同时恢复到到M0?为什么? 答:Mx?y?恢复到零时Mz?不会同时恢复到到M0,因为纵向弛豫和横向弛豫是两个完全独立的过程,它们产生的机制是不同的。一般同一组织的T1远比T2长,也就是说横向磁化在RF脉冲停止后很快完成弛豫而衰减为零,但纵向磁化的恢复却需要较长时间才能完成。
3-14 180°RF脉冲过后,磁性核系统开始向平衡状态恢复,在这个过程中,
Mz?和Mx?y?会经历一个怎样的变化过程?
答:180°RF脉冲过后, Mx?y?为零,而在磁性核系统向平衡状态恢复的过程中,并没有外来因素改变核磁矩的均匀分布状态,所以Mx?y?一直保持为零不变;180°RF脉冲过后, Mz?则由负向最大逐渐增加到零,再由零向正向最大恢复。
第四章 磁共振成像
4-1 如何理解加权图像?
答: 磁共振成像是多参数成像,图像的灰度反映了各像素上MR信号的强度,而MR信号的强度则由成像物体的质子密度?、纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2等特性参数决定。出于分析图像的方便,我们希望一幅MR图像的灰度主要由一个特定的成像参数决定,这就是所谓的加权图像。例如图像灰度主要由
T1决定时,就是T1加权图像;主要由T2决定时,就是T2加权图像;主要由质子密度?决定时,就是质子密度?加权图像。通过选择不同的序列参数,可以获得同一断层组织无数种不同对比情况的加权图像,以便在最大限度上显示病灶,提高病灶组织和正常组织的对比度。
4-2 简述SE序列时序和180°脉冲的作用。
1答:(1)SE序列时序为先发射90°射频脉冲经过时间t?TE后,再发射
2180°脉冲,当t=TE时出现回波峰值,采集信号。
?(2)90°脉冲使M0倒向y?轴,由于B0的不均匀性造成各个核磁矩旋进的角速度不同,相位很快散开。经时间TI后,在x?方向施以180°脉冲使得所有自旋磁矩都绕x?轴旋转180°,但并不改变旋进方向,所以互相远离的核磁矩变为互相汇聚的磁矩,最后汇聚于-y?轴上,使去相位状态的自旋核重新处于同相位状态,抵消了磁场不均匀造成的影响。
4-3 试分析自旋回波T1加权、T2 加权的条件及图像对比度形成原理。 答:(1)选择短TE和短TR,实现T1加权。选择长TE和长TR实现T2加权。
(2)SE序列T1对比度的形成: T1加权像的对比度主要由TR决定,T1大的地方I值小,图像呈现弱信号;T1小的地方I值大,图像呈现强信号。这是因为使用短的TR,在下一个RF时,短T1组织纵向磁化强度矢量必定恢复的比较好,
MZ较大,在90°RF作用下Mxy就大,信号就强。在TR足够短的情况下,最终图像的对比度主要由组织间T1差异决定。TR太长,各组织的纵向磁化强度矢量都恢复了,不能产生对比度。对于SE序列还与TE有关,若TE太长,横向磁化强度矢量衰减(T2)的影响就不能忽略,所以除TR要短外,TE也尽量要短。
(3)SE序列T2对比度的形成:T2加权像的对比度主要由TE决定,T2大的地方I值较大,图像呈现强信号;T2小的地方I值较小,图像呈现弱信号。这是因为180°脉冲重聚作用消除主磁场不均匀的影响,只留下了组织内环境的影响,在t?TE时,回波达峰值,TE是回波时间又是信号采集时间,如果TE短,各种组织的横向磁化强度矢量衰减小,呈现不出差异;而长TE,T2短的组织的横向磁化强度矢量已发生大的衰减,而T2长的组织横向磁化强度矢量保留有足够强的强度,这样就显示出不同组织间的强度对比。采用长TR是为了消除T1加权的影响。
4-4 采用SE序列,为获得T1加权像,应选用( )。
A.长TR,短TE B.短TR,短TE C.长TR,长TE D.短TR,长TE 分析:因为在SE脉冲序列中,图像的加权主要由扫描参数TR和TE决定,其中TR的长度决定了纵向磁化强度矢量的恢复程度,而TE的长度决定了横向磁化强度矢量的衰减程度,所以选择短TR可使各类组织纵向磁化强度矢量的恢复程度存在较大差异,突出组织的T1对比;而选择短TE可使各类组织横向磁化强度矢量的衰减程度差异不大,T2对图像对比度的影响较小。 正确答案:B
4-5 试根据IRSE序列的特点分析抑制脂肪信号、脑脊液信号的原理。 答:(1)180?TI90?TE180?,信号产生的原理是180°脉冲使MZ?M0翻转至当纵向磁化恢复一段时间TI后加90°脉冲使恢复的MZ倾倒到xy平MZ??M0,
面,成为横向磁化强度矢量,从而产生信号。该脉冲的最大特点是存在一个转折点即MZ?0点,如要抑制某个组织(如脑脊液、脂肪等)的信号,则选择TI等于ln2倍该组织的T1,使该组织的信号消失。(2)通常情况下由于脂肪中氢核密度
较大,无论T1还是T2加权均呈强信号。脂肪的T1比较短,当采用短TI(TI=0.7T1fat)时施加90°脉冲、脂肪的Mz=0,抑制了脂肪的信号。(3)脑脊液中含水较多,有很长的T1,选长TI=0.7T1CSF时施加90°脉冲,脑脊液的Mz=0,抑制了脑脊液的信号。
4-6 在反转恢复脉冲序列中,为有效地抑制脂肪信号,应选用
A.短的TI B.长的TI C.中等长度的TI D.以上方法都正确 分析:因为当TI非常短时,大多数组织的纵向磁化强度矢量都是负值,只有短T1组织的纵向磁化强度矢量处于转折点,如脂肪,因此图像中该组织的信号完全被抑制。
正确答案:A
4-7 一磁共振成像仪,其静磁场为1.5T,假设z方向的梯度场选定为
1Gs?cm?1,为获取10mm层厚的横断图像,射频脉冲的频宽应为多少?假设梯度
场改为2Gs?cm?1,射频脉冲的频宽不变,层厚变为多少? (旋磁比?I = 42.6MHz·T-1,1T=104Gs)
答:(1)在叠加上线性梯度磁场BGz后,坐标z不同的自旋核,其共振频率?(z)也就不同,为
?(z)??I?(B0?z?Gz) (1)
解法1:假定施加的RF脉冲频率范围为 ???0???2,其中?0??IB0 最大频率对应最大z值设为z1
?0???/2??I?(B0?z1?Gz)
最小频率对应最小z值记为z2
?0???/2??I?(B0?z2?Gz)
于是射频脉冲的频宽????I?Gz??z1?z2???IGz?z
?42.6?106?1?10?4?1
=4.26?103Hz
解法2:对(1)式微分:????I?zGz
????I?Gz???z? 此后与上述解法相同。 (2)当梯度场改为2Gs?cm?1,射频脉冲的频宽不变时,层厚?z变为