低場磁共振純水的弛豫時間

❶ 核磁共振測井的原理和儀器簡介

自然界中常見的、可以在外加磁場中產生核磁共振現象的原子有¹H和¹³C。¹H在岩石流體中是大量的，所以測量它的核磁共振現象可以用來進行儲層儲集空間分析。

（一）¹H核磁共振現象

¹H本身在不停地自旋並產生自旋磁場，如果在垂直於自旋磁場B_o（頻率ω_o）的方向再加上一個交變的電磁場B₁（頻率ω），若使ω=ω_o，那麼處於低能態的¹H將吸收交變電磁場提供的能量而躍遷到高能量，這就是核磁共振現象。

交變磁場常採用射頻脈沖法產生，當¹H受到射頻脈沖作用時，其磁化矢量在交變電磁場作用下而偏離自旋磁場；當射頻脈沖作用停止後，磁化矢量又將超自旋磁場方向恢復，使¹H核自旋從高能級恢復到低能級狀態，這個恢復過程叫弛豫。

若自旋磁場的方向為Z，射頻脈沖作用期間¹H的磁化矢量方向為M，M可以被分解成XY平面上的分量M_XY（橫向分量）和平行Z的分量M_Z（縱向分量）。射頻脈沖作用結束後，橫向分量M_XY將變為零（恢復原始狀態），並稱為橫向弛豫過程，弛豫速率用1/T₂表示，T₂叫做橫向弛豫時間。縱向分量M_Z向原始狀態恢復的過程稱為縱向弛豫，弛豫速率用1/T₁表示，T₁稱為縱向弛豫時間。

（二）核磁共振測井原理

核磁共振測井就是測量¹H的弛豫時間（T₂和T₁），常用的方法有自由感應衰減法、自由回波法、CPMG脈沖序列法和反轉恢復法等。

1.橫向弛豫時間測量

常用CPMG脈沖序列（90°）_X使磁化矢量扳轉到XY平面上，磁化矢量的橫向分量會由自旋磁場的作用很快消失。當延遲一定時間後，連續地施加一系列間隔相同的（180°）_Y脈沖，把磁化矢量扳轉180°，結果使沿自旋磁場消失方向相反的方向使磁化矢量各橫向分量得以重聚，在180°脈沖後的τ時刻，可以觀察到一串回波信號。當被觀測橫向弛豫幅度按單指數衰減幅度衰減時，這樣測量的回波串，其幅度將按1/T₂的速率衰減，可根據下式確定橫向弛豫時間T₂：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：回波間隔T_e=2nτ，n=1，2，…，τ為回波間隔的一半，即180°脈沖到回波最大值之間的時間；A（T_e）是各Te時刻測得的信號振幅；A（0）是零時刻的回波振幅（圖4-11）。

圖4-11 橫向弛豫時間（T₂）測量原理圖解

CPMG測量過程中，增加回波個數n，將提高信噪比，並增強衰減慢（長T₂）的分量的解析度；減小時間間隔τ，則將減少擴散對T₂測量的影響，並提高對衰減快的短T₂分量的解析度。

2.縱向弛豫時間T₁的測量

反轉恢復法是測量縱向弛豫過程的基本方法。但是在目前的測井中很少應用，這里省略。

❷ 縱向弛豫時間和橫向弛豫時間分別是什麼意思

橫向弛豫是在橫向xy平面上,磁矩由最大值逐漸消失的過程.也稱T2弛豫.橫向弛豫也需要很長時間,所以在橫向磁矩衰減到 37％的時間.我們稱為橫向弛豫時間
縱向弛豫指90°射頻脈沖後縱向磁化矢量由零增長到它的最大值的63%所需要的時間,又稱他t1弛豫,T1弛豫時間是磁共振成像的重要成像參數之一.T1值長短反映在熒光屏上,顯示為灰度明暗的差異,T1時間短呈亮的灰度,T1時間長則呈暗淡的灰度.

❸ 磁共振縱向馳豫時間t1為什麼大於t2

這是一種誤解，t1弛豫時間並不一定大於t2弛豫時間。雖然說對於很多物質t1是大於t2的，但很多氣體分子是t2大於t1的。同時，在水溶液中加入釓劑，也可以實現t1>t2的效果。

❹ 磁共振低場與高場的區別

區別：

低場核磁主要用於測試分子與分子之間的動力學信息，過弛豫時間得到分子運動信息，分子與分子之間的作用信息；研究領域屬亞微觀領域（分子之間），可測定玻璃態轉化溫度、高分子材料交聯密度、造影劑弛豫率、孔徑分布及孔隙度等，廣泛應用於食品工業、石油工業、醫葯工業、紡織工業、聚合物工業。

高場核磁具有高靈敏度、高解析度、高信噪比，但是對樣品均勻度要求高，液體需要去離子化，固體需要是粉末狀，而且儀器費用昂貴，安裝需要專用場地，需要屏蔽設施，儀器需要液氮或液氦冷卻，後續維護成本非常高。

低場核磁使用永磁體，設備小型化，靈活易於移動，也不需要特別維護，易與其他設備或配件整合，滿足在線高通量測試要求。低場核磁共振儀器費用低，儀器內部已做屏蔽，安裝場地不需特殊處理。

(4)低場磁共振純水的弛豫時間擴展閱讀：

基本原理

磁共振（迴旋共振除外）其經典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動量，其磁矩與相應的角動量之比稱為磁旋比γ。磁矩M 在磁場B中受到轉矩MBsinθ（θ為M與B間夾角）的作用。

此轉矩使磁矩繞磁場作進動運動，進動的角頻率ω=γB,ωo稱為拉莫爾頻率。由於阻尼作用，這一進動運動會很快衰減掉，即M達到與B平行，進動就停止。但是，若在磁場B的垂直方向再加一高頻磁場b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產生的轉矩使M離開B,與阻尼的作用相反。

如果高頻磁場的角頻率與磁矩進動的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo,則b（ω）的作用最強，磁矩M的進動角（M與B角的夾角）也最大。這一現象即為磁共振。

❺ 核磁共振中橫向弛豫時間（T1）的測定原理是什麼

當分子中某些基團的電子雲排布不呈球形對稱時，它對鄰近的1H核產 生一個各向異性的磁場，從而使某些空間位置上的核受屏蔽，而另一些空間位置上的核去屏蔽， 這一現象稱為各向異性效應（anisotropic effect）。

除電負性和各向異性的影響外，氫鍵、溶劑效應、van der Waals效應也對化學位移有影響。氫鍵對羥基質子化學位移的影響與氫鍵的強弱及氫鍵的電子給予體的性質有關，在大多數情況 下，氫鍵產生去屏蔽效應，使1H的δ值移向低場。有時同一種樣品使用不同的溶劑也會使化學位移值發生變化，這稱為溶劑效應。活潑氫的溶劑效應比較明顯。

當取代基與共振核之間的距離小於van der Waals半徑時，取代基周圍的電子雲與共振核周圍的電子雲就互相排 斥，結果使共振核周圍的電子雲密度降低，使質子受到的屏蔽效應明顯下降，質子峰向低場移動，這稱為van der Waals效應。氫鍵的影響、溶劑效應、van der Waals效應在剖析NMR圖譜時很有用。

❻ 磁共振縱向弛豫時間名詞解釋

弛豫過程
在核磁共振現象中，弛豫是指原子核發生共振且處在高能狀態時，當射頻脈沖停止後，將迅速恢復到原來低能狀態的現象。恢復的過程即稱為弛豫過程，它是一個能量轉換過程，需要一定的時間反映了質子系統中質子之間和質子周圍環境之間的相互作用。

完成弛豫過程分兩步進行，即縱向磁化強度矢量Mz恢復到最初平衡狀態的M0和橫向磁化強度Mxy要衰減到零，這兩步是同時開始但獨立完成的，下面將簡單介紹縱向弛豫過程和弛豫時間T1。

熱力學的一個普通原理就是所有的系統都趨向於自己最低的能態。縱向弛豫過程就是質子與周圍物質進行熱交換，或者說質子將多餘能量通過晶格擴散出去，使其從高能級躍遷到低能級，因此
這一過程又稱為自旋-晶格弛豫過程。
T1弛豫時間描述了自旋系統，兩能級布局數從開始到熱平衡的快慢。

下圖給出了由4個質子組成的系統之弛豫過程

縱向弛豫時間T1的大小取決於外磁場和質子與周圍環境之間的相互作用（即組織的性質）。它是組織的固有特性，在外磁場給定後，不同組織的T1值都有相應的固定值，但不同的組織T1值是有很大的差異的。

外磁場B0（B0的大小）對組織的縱向弛豫時間T1也有影響，大多數組織的縱向弛豫時間T1隨外磁場的B0的減小而變小。但對於純水（又稱為自由水或游離水）來說卻並非如此，其T1值不隨外磁場強度變化而變化。

縱向弛豫時間應用案例--造影劑弛豫率的測試：

MRI造影劑是為增強影像觀察效果而注入（或服用）到組織或器官的制劑，其通過內外界弛豫效應和磁化率效應間接地改變組織信號的強度，增加組織或器官的對比度。根據顯像特點，可以將造影劑分為陽性造影劑( positive contrast agent) 和陰性造影劑( negative contrast agent) ． 陽性造影劑會使影像比正常狀態更為明亮變白，主要影響縱向弛豫時間T1值的變化，陽性造影劑又稱為T1造影劑。而造影劑的弛豫率是評價造影劑性能的主要參數之一。

❼ 核磁共振弛豫時間

核磁共振是磁矩不為零的原子核，在外磁場作用下自旋能級發生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振波譜學是光譜學的一個分支，其共振頻率在射頻波段，相應的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。
核磁共振應用：核磁共振成像（MRI）檢查已經成為一種常見的影像檢查方式，核磁共振成像作為一種新型的影像檢查技術，不會對人體健康有影響，但六類人群不適宜進行核磁共振檢查即：安裝心臟起搏器的人、有或疑有眼球內金屬異物的人、動脈瘤銀夾結扎術的人、體內金屬異物存留或金屬假體的人、有生命危險的危重病人、幽閉恐懼症患者等。不能把監護儀器、搶救器材等帶進核磁共振檢查室。另外，懷孕不到3個月的孕婦，最好也不要做核磁共振檢查。
核磁共振成像是一種利用核磁共振原理的最新醫學影像新技術，對腦、甲狀腺、肝、膽、脾、腎、胰、腎上腺、子宮、卵巢、前列腺等實質器官以及心臟和大血管有絕佳的診斷功能。與其他輔助檢查手段相比，核磁共振具有成像參數多、掃描速度快、組織解析度高和圖像更清晰等優點，可幫助醫生「看見」不易察覺的早期病變，已經成為腫瘤、心臟病及腦血管疾病早期篩查的利器。

❽ 磁共振原理如何通俗講解

磁共振（迴旋共振除外）其經典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動量，其磁矩與相應的角動量之比稱為磁旋比γ。磁矩M 在磁場B中受到轉矩MBsinθ（θ為M與B間夾角）的作用。此轉矩使磁矩繞磁場作進動運動，進動的角頻率ω=γB,ωo稱為拉莫爾頻率。

由於阻尼作用，這一進動運動會很快衰減掉，即M達到與B平行，進動就停止。但是，若在磁場B的垂直方向再加一高頻磁場b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產生的轉矩使M離開B,與阻尼的作用相反。

如果高頻磁場的角頻率與磁矩進動的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo,則b（ω）的作用最強，磁矩M的進動角（M與B角的夾角）也最大。這一現象即為磁共振。

磁共振也可用量子力學描述：恆定磁場B使磁自旋系統的基態能級劈裂，劈裂的能級稱為塞曼能級（見塞曼效應），當自旋量子數S=1/2時，其裂距墹E=gμBB,g為朗德因子,μ為玻爾磁子，e和me為電子的電荷和質量。外加垂直於B的高頻磁場b（ω）時，其光量子能量為啚ω。

如果等於塞曼能級裂距，啚ω=gμBB=啚γB，即ω=γB（啚=h/2π，h為普朗克常數），則自旋系統將吸收這能量從低能級狀態躍遷到高能級狀態（激發態），這稱為磁塞曼能級間的共振躍遷。量子描述的磁共振條件ω=γB，與唯象描述的結果相同。

當M是順磁體中的原子（離子）磁矩時，這種磁共振就是順磁共振。當M是鐵磁體中的磁化強度（單位體積中的磁矩）時，這種磁共振就是鐵磁共振。

當M=Mi是亞鐵磁體或反鐵磁體中第i個磁亞點陣的磁化強度時，這種磁共振就是由 i個耦合的磁亞點陣系統產生的亞鐵磁共振或反鐵磁共振。當M是物質中的核磁矩時，就是核磁共振。

這幾種磁共振都是由自旋磁矩產生的，可以統一地用經典唯象的旋磁方程dM/dt=γMBsinθ[相應的矢量方程為d M/dt=γ（ M×B]來描述。

迴旋共振帶電粒子在恆定磁場中產生的共振現象。設電荷為q、質量為m的帶電粒子在恆定磁場B中運動，其運動速度為v。當磁場B與速度v相互垂直時，則帶電粒子會受到磁場產生的洛倫茲力作用，使帶電粒子以速度v繞著磁場B旋轉，旋轉的角頻率稱為迴旋角頻率。

如果在垂直B的平面內加上高頻電場E（ω）（ω為電場的角頻率），並且ω=ωc，則這帶電粒子將周期性地受到電場E（ω）的加速作用。因為這與迴旋加速器的作用相似，故稱迴旋共振。又因為不加高頻電場時，這與抗磁性相類似，故亦稱抗磁共振。

當v垂直於B時，描述這種共振運動的方程是d（mv）/dt=q（vB）,若用量子力學圖像描述，可以把迴旋共振看作是高頻電場引起帶電粒子運動狀態在磁場中產生的朗道能級間的躍遷，滿足共振躍遷的條件是：

核磁共振的應用

一、NMR技術

NMR技術即核磁共振譜技術，是將核磁共振現象應用於分子結構測定的一項技術。對於有機分子結構測定來說，核磁共振譜扮演了非常重要的角色，核磁共振譜與紫外光譜、紅外光譜和質譜一起被有機化學家們稱為「四大名譜」。目前對核磁共振譜的研究主要集中在1H和13C兩類原子核的圖譜。

對於孤立原子核而言，同一種原子核在同樣強度的外磁場中，只對某一特定頻率的射頻場敏感。但是處於分子結構中的原子核，由於分子中電子雲分布等因素的影響，實際感受到的外磁場強度往往會發生一定程度的變化，而且處於分子結構中不同位置的原子核，所感受到的外加磁場的強度也各不相同；

這種分子中電子雲對外加磁場強度的影響，會導致分子中不同位置原子核對不同頻率的射頻場敏感，從而導致核磁共振信號的差異，這種差異便是通過核磁共振解析分子結構的基礎。

原子核附近化學鍵和電子雲的分布狀況稱為該原子核的化學環境，由於化學環境影響導致的核磁共振信號頻率位置的變化稱為該原子核的化學位移。

耦合常數是化學位移之外核磁共振譜提供的的另一個重要信息，所謂耦合指的是臨近原子核自旋角動量的相互影響；

這種原子核自旋角動量的相互作用會改變原子核自旋在外磁場中進動的能級分布狀況，造成能級的裂分，進而造成NMR譜圖中的信號峰形狀發生變化，通過解析這些峰形的變化，可以推測出分子結構中各原子之間的連接關系。

二、MRI技術

核磁共振成像技術是核磁共振在醫學領域的應用。

人體內含有非常豐富的水，不同的組織，水的含量也各不相同，如果能夠探測到這些水的分布信息，就能夠繪制出一幅比較完整的人體內部結構圖像，核磁共振成像技術就是通過識別水分子中氫原子信號的分布來推測水分子在人體內的分布，進而探測人體內部結構的技術。

與用於鑒定分子結構的核磁共振譜技術不同，核磁共振成像技術改變的是外加磁場的強度，而非射頻場的頻率。

核磁共振成像儀在垂直於主磁場方向會提供兩個相互垂直的梯度磁場，這樣在人體內磁場的分布就會隨著空間位置的變化而變化，每一個位置都會有一個強度不同、方向不同的磁場，這樣，位於人體不同部位的氫原子就會對不同的射頻場信號產生反應；

通過記錄這一反應，並加以計算處理，可以獲得水分子在空間中分布的信息，從而獲得人體內部結構的圖像。

核磁共振成像技術還可以與X射線斷層成像技術（CT）結合為臨床診斷和生理學、醫學研究提供重要數據。

三、MRS技術

核磁共振探測是MRI技術在地質勘探領域的延伸，通過對地層中水分布信息的探測，可以確定某一地層下是否有地下水存在，地下水位的高度、含水層的含水量和孔隙率等地層結構信息。

目前核磁共振探測技術已經成為傳統的鑽探探測技術的補充手段，並且應用於滑坡等地質災害的預防工作中，但是相對於傳統的鑽探探測，核磁共振探測設備購買、運行和維護費用非常高昂，這嚴重地限制了MRS技術在地質科學中的應用。

以上內容參考網路-磁共振

❾ 怎麼用matlab求出磁共振圖像的弛豫時間

固體在恆定磁場和高頻交變電磁場的共同作用下，在某一頻率附近產生對高頻電磁場的共振吸收現象。在恆定外磁場作用下固體發生磁化，固體中的元磁矩均要繞外磁場進動。由於存在阻尼，這種進動很快衰減掉。但若在垂直於外磁場的方向上加一高頻電磁...

❿ 縱向弛豫時間和橫向弛豫時間分別是什麼意思求高人指點！

橫向弛豫是在橫向xy平面上，磁矩由最大值逐漸消失的過程。也稱T2弛豫。橫向弛豫也需要很長時間，所以在橫向磁矩衰減到 37％的時間。我們稱為橫向弛豫時間
縱向弛豫指90°射頻脈沖後縱向磁化矢量由零增長到它的最大值的63%所需要的時間,又稱他t1弛豫，T1弛豫時間是磁共振成像的重要成像參數之一。T1值長短反映在熒光屏上，顯示為灰度明暗的差異，T1時間短呈亮的灰度，T1時間長則呈暗淡的灰度。