Определите понятие сигнала спада свободной индукции. Объясните экспоненциальное затухание СССИ.

Составляющая вектора намагниченности представляет собой вращающееся ВЧ-поле, которое можно зарегистрировать соответствующей приемной катушкой (антенной). Типичный сигнал, называемый сигналом спада свободной индукции (ССИ), который получается после прихода ВЧ-импульса, сдвинутого на угол 90°, показан на рис. 4.2. Сигнал затухает вследствие ухудшения точности установки фазы. который можно измерить по -компоненте намагниченности образца.

Амплитуда данного сигнала (точнее, отношение амплитуды СССИ к амплитуде высокочастотного возбуждающего сигнала) несет в себе информацию о количестве протонов данного вещества в возбужденной области. По скорости спада СССИ можно определить время релаксации , которое также характеризует химический состав вещества. Рост - компоненты намагниченности дает информацию о времени спин - решеточной релаксации .

22.Опишите последовательности импульсов возбуждения типа:

1. Восстановления – насыщения;
2. Инверсия – восстановления;
3. Спин-эхо.

Обычно для повышения точности используют специальным образом подобранные последовательности сигналов возбуждения: вместо одного импульса, обеспечивающего поворот спинов на угол используют серию таких импульсов, следующих друг за другом с некоторым периодом повторения . Измеряется серия СССИ, что позволяет увеличить точность измерений по сравнению с одиночным импульсом. Данная последовательность импульсов называется последовательностью насыщения (спинов в плоскости ) — восстановления (ориентации спинов по направлению оси ). Инверсия – восстановление- производится поворот вектора на угол , после чего через некоторое время формируется возбуждающий импульс поворота на угол . Эффект спинового эха заключается в том, что процесс расфазировки спинов, обуславливающий исчезновение проекции вектора М на плоскость Oxy после прекращения действия высокочастотного импульса можно «повернуть вспять». Этот поворот реализуется путем формирования импульса возбуждения (импульса рефокусировки) спустя некоторое время после окончания действия первичного импульса поворота. Развернутые на угол п спины будут продолжать то движение, которое они совершали до рефокусирующего импульса, но теперь это движение будет движением к общей фазе — сфазировкой. Сфазировка произойдет спустя промежуток времени и в этот момент возникнет новый СССИ, называемый спиновым эхом.

23.Объясните назначение градиентных катушек. Укажите содержание задачи реконструкции изображений.

Градиентные катушки создают градиенты в магнитном поле BoЭти катушки содержатся при комнатной температуре. Они создают необходимый градиент благодаря своей конфигурации. Так как наиболее часто используется сверхпроводящий магнит с горизонтальной осью, система градиентных катушек будет описана именно для него.

Пользуясь стандартной в магнитном резонансе координатной системой, градиент Bo по направлению Z достигается антигельмгольцевой катушкой. Ток проходит в противоположных направлениях в двух катушках, создавая градиент магнитного поля между двумя катушками. Поле В одной катушки прибавляется к полю Bo, в то время как поле В в центре другой катушки отнимается от поля Bo.

Градиенты X и Y в поле Bo создаются парой катушек имеющих вид восьмерки (figure-8coil). Катушки, имеющие вид восьмерки, по направлению Х создают градиент в Bo по этому направлению, благодаря направлению тока, проходящего через катушки.

Катушки, имеющие вид восьмерки, по направлению Y создают аналогичный градиент в Bo вдоль оси Y.

24.Опишите способы измерения времен продольной и поперечной релаксации. Укажите, каким образом эти времена связаны с задачей диагностики.

Используем последовательность импульсов возбуждения типа насыщение—восстановление с периодом повторения импульсов . В соответствии с последней из формул (3.13) начальная амплитуда СССИ в момент окончания действия очередного возбуждения будет равна:

(4.61)

Из этого выражения вытекает, что зависимость:

(4.62)

является линейной с коэффициентом . Проводя серию испытаний с различными временами задержки , можно построить график зависимости (4.62), по которому можно определить время продольной (спин - решеточной) релаксации .

Если использовать последовательность импульсов типа «инверсия—восстановление» (определение см. выше), то для определения времени продольной релаксации из формул (3.13) получим следующую зависимость:

,(4.63)

которую также обрабатывают на основании данных эксперимента.

Для определения времени поперечной (спин - спиновой) релаксации применяется первые две формулы (3.13), из которых следует, что для нахождения величины надо построить огибающую СССИ. Для уменьшения погрешностей обрабатывают не единичный СССИ, а серию таких сигналов. Как было установлено, для уменьшения влияния на точность определения величины таких факторов как диффузия целесообразно использовать эффект спинового эха.

По скорости спада СССИ можно определить время релаксации , которое также характеризует химический состав вещества. Рост - компоненты намагниченности дает информацию о времени спин - решеточной релаксации .