MR基础知识 --- 射频场

那么本节课我们继续探讨MR里面一个非常重要的领域，射频场（RF）

首先我们回顾前面讲过的MR信号产生的过程：

激发过程 – 射频发射

弛豫过程 – 射频接收

为了让H质子产生跃迁，必须使用一个与larmor进动频率相同且方向与主磁场B0垂直的射频场进行射频能量激发。激发的结果是让净磁化矢量沿着与主磁场B0方向垂直的方向运动。激发过程实际上是射频发射过程

激发完成后

净磁化矢量会逐渐重新回归主磁场B0的方向

同时对于Z轴来说，定义M从0回归到63%的时间为T1

XY平面来说，定义M从100%下降到37%的时间为T2

为了得到实际的T1和T2时间，MR系统需要实时监测到M所处的位置。在MR信号产生的一讲中，我们了解到M方向的改变会产生射频能量，那么实际上监测M位置实际上就是弛豫信号接收的过程，而弛豫过程产生的信号也是射频信号，所以对于MR系统来说，弛豫过程是射频接收过程

通过以上的说明

对于MR系统来说

RF射频的作用可以分为两个部分：

射频信号发射

射频信号接收

首先来看射频发射

Larmor进动频率的固定性可以得到，为了对H质子进行激发，射频的频率f0必须是唯一的且等于Larmor进动频率fl。从物理上来分析，所施加的射频场必须与主磁场B0垂直，这样RF发射的能量才能做功导致M方向产生变化。

同时，根据能量守恒，所发射的射频能量大小决定了激发效果：M从Z方向运动到XY平面的时间，为了让被扫描物体内的H质子激发时间保持一致，那么需要尽可能均匀的射频能量。

根据上面的分析，磁场有均匀度，其实射频场也有均匀度，为了得到更好的扫描效果需要满足3个条件：

1. 被扫描的物体中所有的H质子需要尽可能的有相同的进动频率

2. 所发射的射频也需要对所激发的物体有相同的f0

3. 射频场需要尽可能均匀才能保证对需要激发的物体各处能量相同

射频场均匀，也就是实现这3个条件的具体手段比较复杂且涉及到了系统设计，我们放在后续讲座中着重详细分析。下面重点讲解信号接收过程。

射频信号的接收实际上是接收H质子的弛豫信号。以T2为例进行分析，M持续绕B0运动，所以M的顶端轨迹在空间中表现为螺旋形，在这个过程中，M在XY平面上以螺旋线的形式回归到零点，而旋转会感生一个磁场，磁场会产生一个射频波，这个信号称作自由衰减信号（FID）。

虽然从宏观上来看，主磁场B0是足够均匀地，但是从微观上来看，磁体产生的磁场不可能完全均匀，因此H质子的弛豫会发生一个物理现象：散相。

在散相的作用下，FID将会以T2*为特征值得指数函数形式快速减小，且T2*<T2。

总结一下，由放置在垂直于Z轴方向的射频接收线圈接收到的微弱的磁共振信号的测量实际上是净磁化矢量旋转的改变量，该信号对应着经磁化矢量在XY平面上的磁性以T2*的形式减少。

相反反应Z轴磁性增加的T1能测量么？实际上是不能测量的，因为这个微小的磁场变化相对于主磁场B0来说太小了，现有的线圈灵敏度无法将其从强磁场的背景中识别出来。同时FID信号测量的是经过散相的T2*。