2022-04-19 06:46:04, THU-MRLAB 苏州纽迈分析仪器股份有限公司
大家好,我是今天的小编王丹利,来自苏州纽迈分析仪器股份有限公司的培训工程师,在接下来的日子里,我会不定期的给大家带来低场核磁的相关知识。那么今天我们一起来讨论下低场核磁(一维频率编码)表征不同层面流体分布原理。
在进入正式的讨论部分前,我们先来看一个很日常的情景——坐电梯。
日常生活中,我们坐电梯时只需要按楼层号,电梯就会根据指令送我们到达指定的楼层。实际上,楼层号的指令就是电梯对空间纵轴方向的定位。
今天我们要讨论的一维频率编码,正是在低场核磁中实现区分不同层面的流体分布的方法,也就是如何在低场核磁中实现某一方向上的定位,让我们一起来坐电梯吧!
图1 纽迈办公大楼
基础原理
核磁以1H为探针,检测样品中1H的含量。根据下述的公式,检测的信号强度M0与样品中1H的含量成正比,即样品中1H的含量越多,检测信号越强。
其中,M0: 磁化矢量,N:质子密度,B0:主磁场强度,γ:旋磁比,ℎ:普朗克常量,I:自旋量子数,k:玻尔兹曼常数,T:温度。
常规的弛豫法是对待测样品整体激发,测定样品整体1H含量,不能对不同位置加以区分。而我们今天要介绍的“一维频率编码”,可以完成对样品分层定位的任务。
分层定位原理
若要获取不同层面的信息,就需要将样品分层。那么如何实现分层呢?我们需要借助梯度磁场实现,将梯度磁场附加在主磁场上,从而增加或减弱主磁场强度B0。如图2所示,不同的位置具有不同的磁场强度。而1H的进动频率ω与场强B0成正比,所以不同的位置具有不同的进动频率。
图2 梯度磁场示意图
一维频率编码序列(GR_HSE)
图3 GR_HSE序列示意图
图3所示为一维频率编码序列,该序列正是利用了分层定位原理(如图4所示),先对样品整体激发,获取信号强度,再利用梯度磁场使得不同层面产生频率差异,通过对频率的解读,得到不同层面的信号强度。
图4 分层原理示意图
适用范围:
此序列由于施加了梯度磁场,导致该序列下的回波时间TE较长,所以不适用于短弛豫为主的样品。此外对于内部梯度场(样品自身形成的小磁场)较大的样品,其弛豫时间会大大缩短,所以也不适用此序列。
最后,结合乘坐电梯的例子,我们可以用两句小诗来加深记忆:
一磁场一频率,一频率一层楼;
梯度磁场做标尺,信号强度量层高。
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