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> 第5章 核磁共振成像设备
第2节 核磁共振原理
一、原子与原子核
&&& 自然界中的任何物质都是由分子或原子组成的，分子是由原子组成的，如水分子Ｈ－Ｏ－Ｈ，是由2个氢原子与1个氧原子组成。原子由原子核与核外电子组成，核外电子数不同的原子具有不同的化学与物理性质，分属于不同的化学元素，化学元素周期表反映了核外电子的排布规律。原子核由质子和中子组成，质子有电荷，质子数等于核外电子数。对于一种化学元素，原子核中的质子数是一定的，但中子数有不同。同一化学元素中子数不同的原子属于不同的核素，不同的核素其物理性质是不同的。比如氢元素有3种核素：１Ｈ、２Ｈ 、３Ｈ，它们的原子核的组成分别是１质子、１质子和１中子、１质子和２中子，它们的共同点是原子核内都有一个质子核外有一个电子，因此都属于氢元素。对于某一种化学元素，不同核素在自然界，的含量是有很大差别的。比如１Ｈ与２Ｈ分别为99.895％与0.015％，3Ｈ是一种不稳定的核素，只有在特定的条件下才能生成，并且很快便会衰变。原子核除了它的构成不同，其中质子带有电荷以外，还有一部分核具有磁性，核磁共振就是研究这部分具有磁性的原子核。&
图5-1 核磁可看作小磁棒
哪些原子核具有磁性呢？氢原子核中只有一个质子，质子有沿自身轴旋转（自旋）的固有本性，质子距原子核中心有一定距离。因此质子自旋就相当于正电荷在环形线圈中流动，在其周围会形成一个小磁场，此即核磁，如图5-1所示。
&&&& 不仅质子自旋可产生磁场，中子的自旋也可产生磁场，后者似乎难以理解，推测这种现象是中子内有几个正、负电荷相互补偿，因此中子自旋也相当于电荷在线圈中流动。如原子核含有的质子和中子数均为偶数，则其自旋所产生的磁场相互抵消，为非磁性。原子核含有奇数（不成对）的质子或中子，其自旋可产生磁场，也就是说凡是质子数或中子数，或者二者都为奇数的原子核都有磁性，如图5-2所示。
&&&& 生物组织中含有１H、１３C、１９F、23Nａ、311 P等元素，有磁性的元素约百余种。但在现今ＭＲ中研究和使用得最多的为１Ｈ，这有两个原因，一是１Ｈ为磁化最高的原子核，二是因为它占活体组织原子数量的２/３，形成 ＭＲＩ的１Ｈ原子大部分位于生物组织的水和脂肪中。因１Ｈ只有一个质子，故１Ｈ的ＭＲＩ影像也称为质子像，ＭＲＩ文献中未特别注明者，均指的是生物组织的１Ｈ像。&
图5-2 质子数或中子数为奇数的原子核带有磁性
二、拉莫尔进动
&&& 含有奇数质子或中子的原子核（以１Ｈ为代表）自旋在其周围产生磁场，如同一个小磁体有南北极。磁场用磁矩（Ｍ）来表示，磁矩有其大小、方位和方向，如图5-3所示。&
图5-3 磁矩有大小,方向和方位
&&& 无外加磁场时，质子群中的各个质子任意方向自旋，其磁矩相互抵消，因而单位体积内生物组织的宏观磁矩Ｍ＝０，如图5-4所示。
&&& 如将生物组织置于一个大的外加磁场中（又称主磁场，用矢量Ｂ０表示），则质子磁矩方向发生变化，结果是较多的质子磁矩指向与主磁场B０相同的方向，而较少的质子磁矩与B０方向相反，而与B０方向相反的质子具有较高的位能 。 常温&
图5-4 自由质子的磁矩
下， 顺主磁场排列的质子数目较逆主磁场排列的质子稍多，因此，出现与主磁场B０方向一致的净宏观磁矩(或称为宏观磁化矢量）Ｍ，如图5-5所示。
&&& 此时，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向Ｂ０作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图5-6所示。&
图5-5 净磁矩与主磁场同相
&&& 在主磁场中，宏观磁矩象单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor）方程：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
ｆ＝ｒＢ0/２&
式中：f ---- 进动的频率
&&&&& B0 ----主磁场强度
& r ---- 旋磁比（对于每一种原子核是恒定的常数）
&&& 换句话说，在主磁场Ｂ0s一定的情况下，其原子核的旋进频率是一定的，氢原子核在&
图5-6 质子磁矩的进动
不同磁场中的共振频率是不同的，如主磁场为1.0 Ｔ时，氢原子核的旋进频率为42.6ＭＨｚ。沿主磁场旋进着的质子就好像在重力作用下旋进着的陀螺，如图5-7所示。
三、施加射频脉冲后(氢)质子状态&
图5-7 旋进的质子与旋进的陀螺的比较
&&& 当生物组织被置于一个大的静磁场中后， 其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态
而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为&热平衡&状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态，从微观上讲，将诱发两种能态间的质子产生能态跃迁，被激励的质子从低能态跃迁到高能态，出现核磁共振。从宏观上讲，
受到射频脉冲激励的质子群偏离原来的平衡状态而发生变化，其变化程达的位置度取决于所施加射频脉冲的强度和时间。施加的射频脉冲越强，持续时间越长，在射频脉冲停止时，Ｍ离开其平衡状态Ｂ０越远。在ＭＲＩ技术中使用较多的是90&、180&射频脉冲。施加90&脉冲时，宏观磁化矢量Ｍ以螺旋运动的形式离开其原来的平衡状态，脉冲停止时，Ｍ垂直于主磁场Ｂ０,如图5-8所示。&
图5-8 射频脉冲作用质子磁矩后的进动路径及到达的位置&
图5-9 90&脉冲后横向磁化矢量达到最大
&&& 如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图5-9所示。
&&& 这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180&脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图5-10所示。&
图5-10 180&脉冲后的横向磁化分量为0
&&& 总之，施加90&、180&或其他角度的射频脉冲后，人体组织内受检部位的氢质子因接受了额外能量，其磁化矢量偏离了静磁场方向而转动90&、180&或其他角度，部分处于低能级的氢质子因吸收能量而跃迁到高能态，这一接收射频场电磁能的过程就称为磁共振的激励过程。在激励过程中氢质子吸收了额外的电磁能，由低能态升入高能态，从而进入了磁共振的预备状态。
&&& 四、射频脉冲停止后（氢）质子状态
&&& 脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为&核磁弛豫&。当90 &脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图5-11所示 。
&&& 图5-11 90&脉冲停止后宏观磁化矢量的变化&
图5-11 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化
&&& 在脉冲结束的一瞬间，Ｍ在ＸＹ平面上分量Ｍｘｙ达最大值，在Ｚ轴上分量Ｍｚ为零。当恢复到平衡时，纵向分量Ｍｚ重新出现，而横向分量Ｍｘｙ消失。由于在弛豫过程中磁化矢量Ｍ强度并不恒定，纵、横向部分必须分开讨论。弛豫过程用2个时间值描述，即纵向弛豫时间(Ｔ１)和横向弛豫时间(Ｔ２)。
&&& １．纵向弛豫时间（Ｔ１）
&&& 90&脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时间越长，所测得磁化矢量信号幅度就越大。弛豫过程表现为一种指数曲线，Ｔ１值规定为Ｍｚ达到最终平衡状态６３％的时间，如图5-12示。&
图5-12 纵向弛豫时间T1
&&& Ｔ１进一步的物理意义的理解，只有从微观的角度分析。由于质子从射频波吸收能量，处于高能态的质子数目增加，Ｔ１弛豫是质子群通过释放已 吸收的能量，以恢复原来高低能态平衡的过程， Ｔ１弛豫也称为自旋－晶格弛豫。
&&&& ２．横向弛豫时间（Ｔ２）
&&&& 90&脉冲的一个作用是激励质子群使之在同一方位，同步旋进（相位一致），这时横向磁化矢&
图5-13 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化
量Ｍｘｙ值最大，但射频脉冲停止后，质子同步旋进很快变为异步，旋转方位也由同而异，相位由聚合一致变为丧失聚合而各异，磁化矢量相互抵消，Ｍｘｙ很快由大变小,最后趋向于零，称之为去相位。横向磁化矢量衰减也表现为一种指数曲线，Ｔ２值规定为横向磁化矢量衰减到其原来值３７％所用的时间，如图5-13所示。
&&& 横向磁化矢量由大变小直至消失的原因是：组织中水分子的热运动持续产生磁场的小波动,周围磁环境的任何波动可造成质子共振频率的改变，使质子振动稍快或稍慢，使质子群由相位一致变为互异，即质子热运动的作用使质子间的旋进方位和频率互异，但无能量交换纵向弛豫。这种弛豫也称为自旋-自旋弛豫。
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核磁共振的结果有没有可能是错的？收藏
我是踢足球扭伤的，第二天去医院医生给我做了几个试验判定我交叉韧带应该没事，半月板后角损伤，内侧副韧带损伤。但是半个月来一直不见好，走路也不稳，我上周在北大医院做了MRI。检测结果是软骨骨折，半月板后角水平撕裂，前交叉断裂。但是我挂的是骨关节科，主任医生给我检查了下，做了抽屉试验，说我韧带应该没断，半月板2度，建议我养着。看了网友的情况，我有点担心。下周二挂了运动医学科的主任医师再看看
核磁我不知道。内侧副韧带损伤严重的话也会关节不稳。我内侧伤的
核慈哪有错的，不要看报告，让专业医生看片子，
核磁会有百分之几的误查率，我觉得要结合体检做判断。我当时核磁显示前叉没断，半月板3级（3t的机器）。但是体检明显前叉松动，而半月板碾轧不疼。最后关节镜结果和体检一致，半月板是好的，前叉重建
判断前交叉韧带(ACL)断裂可以通过五个方面：1）、通过受伤时的感觉：如果受伤时，感到膝关节的大腿骨和小腿骨之间互相有挫动感（或两个骨头相互晃动了一下），基本不需要大夫查体，就可判断韧带断了。2）、通过感受关节有无不稳：在跑跳、急转急停及突然加速跑时有大腿和小腿的晃动，或不连贯，或用不上力的感受。3）、有无反复扭伤：对于已经伤了一段时间的患者，有反复扭伤膝关节的经历。4）、核磁共振(MRI)结果：显示ACL断裂。但MRI投照的角度、位置和投照条件及机器的分辨率不同，大夫的读片经验不同都会影响读片结果。如果这些都满足要求了，MRI对前交叉韧带的诊断率是96％，有4％的误差 5）、大夫查体：大夫查体的准确性差别很大，有经验的大夫查体的准确性可以达到95％以上，但没有经验的大夫可能只有30％左右。查体时患者放松好，同一大夫的查体准确性就好。反之就差。另外，如果是前交叉韧带部分断裂（前交叉韧带的前内束或后外束两者的其中之一的断裂）是很难从核磁上确诊的。
因为部分断裂的前交叉韧带在核磁共振上可以表现为前内束或后外束的异常信号的的影像，也可以表现为全断的影像，还可以表现为完全正常的交叉韧带的影像。有时术中明确看见有前交叉韧带的部分断裂，但核磁共振片子上的前交叉韧带确实是正常的。全断了自然不用说， 对于ACL部分断裂，是否手术应该看以下几条：1）. 从临床表现上看您是否有膝关节不稳定，如果感觉不稳，部分断裂的ACL应该手术。2）. 查体：有经验的大夫会从查体结果中判断是ACL的前内束（AMB）还是后外束（PLB）断裂。3）. 影像学改变：请看我网站上关于ACL部分断裂的影像学特点，因此连续性存在是不奇怪的。综合判断后就不难作出是否是韧带部分断裂及是否需要手术。需要强调的是对于部分断裂的处理，门诊就诊，大夫亲自查体是非常重要的。以上文字，供你参考
医生一看片子就知道和动动你的腿就知道，根本不会看报告
片子看断了就是断了 片子看是好的有可能是断的 一般是这样
拿不准好办，换家医院做核磁共振！
我当时时核磁给的报告也说前交叉没事，后来把片子发给北三的医生人家一看就说前交叉断了
可能不准。
我是医生做前抽屉试验就判断前叉断了MRI片子上说前叉没有事，是侧韧带有问题，半月板受损。给主刀医生看，他看着片子还是坚持说前叉的问题。最后手术实情也是前叉断了，侧韧带ok，半月板受损也不算严重，没有缝合。所以MRI只是参考。
核磁共振必须用高清的设备才能看清楚，我在一家小医院照了三次都说没事，换了个高端仪器的，确诊了，当然，也和医生经验有关
抽屉稳有可能是肌肉好，骨科医生这方面技术就差，看个运动医学吧
核磁报告基本是废纸一张。直接给医生看片、查体。
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为兴趣而生，贴吧更懂你。或【科普】核磁共振到底有没有核辐射？振的又是啥？
【科普】核磁共振到底有没有核辐射？振的又是啥？
核磁共振到底有没有核辐射？振的又是啥？李阿姨退休后总觉得浑身不舒服，经常头痛难忍，实在不放心，就到医院门诊做了个CT检查，还真发现脑子里有个可疑的病灶！拿着报告单，她忽然想起来，前两天跳广场舞的时候，老姐妹说医院有个叫“核磁共振”的检查，这个设备高级，查脑子准确，心里就想试试看。但是再一想又犯了嘀咕，“核磁共振”这个名字听起来就吓人，这东西不会有核辐射吧？多做几次不会得癌吧？伤身体的吧，做完了要吃啥补补呢？带着满脑子的问题，她回到了门诊，想问个明白。医生，到底有没有核辐射啊？所谓“核磁共振（MRI）”，这里的“核”可不是福岛核电站泄漏出来的那个“核”，其实是氢质子核，也就是咱们体内水分子的组成成份。贾宝玉说：女人是水做的。可正常人体内约60%为水，女性由于脂肪多，水的比例比男人还少5%，因此“男人才是水做的”。核磁共振就是利用人体内水的比例大，氢质子核含量多的特点进行成像的。但咱老百姓还是谈“核”色变，还好，为了减少误解，全球专家共识已把“核磁共振”中的“核”去掉了，统一称之为“磁共振”啦！要说磁共振的原理，真心复杂！还好，咱们不是学物理的，不用搞这么明白。举个例子说明原理吧：今天村子开会，村长在大喇叭里通知大伙到村头集合，李阿姨、张阿姨、王老伯等搬着小板凳来到村头，会议结束后，大家纷纷回家。可每个人回家的路不一样远，每个人回家所用的时间也不一样。磁共振也是利用这个原理，设备本身是一个强大磁铁，大磁铁就会有南北极。人体放到设备里后，体内“自由主义”的氢质子就被强制按照一定的规律排列，且离开了自己位置。好了，现在没有磁场了，这些“自由主义”的氢质子迅速回到了自己舒服的家，把每个氢质子的“回家”时间输入强大的计算机，根据每个质子回家的时间不同，就计算出不同人体组织的图像。明白了吧！磁共振不玄妙，磁共振当然也没辐射，目前国际上还没有磁共振对人体有损害的证据。国内外很多医院已经开展了胎儿畸形的磁共振检查，该检查非常直观，就像看到真实的宝宝一样。据说，很多妈妈做过该检查，顿时母爱泛滥~李阿姨听了医生的介绍，放心地做了磁共振检查，报告显示大脑内有个异常的信号。难道是肿瘤？天哪！原本脆弱的李阿姨夜不能寐，网上搜了两天，看到的信息更是吓人，广场舞也没心思去跳了，还是看个放射科的专家门诊吧！放射科教授询问了病史，得知李阿姨当年做知青的时候，坐拖拉机不小心摔了脑袋。噢！明白了，可能是“脑外伤后软化灶”，但医生不是神仙，还是让李阿姨再查一个“磁共振波谱分析”确诊一下。做完该检查后，教授拿着像心电图一样图像，告诉李阿姨：没大问题，就是脑外伤后留下的软化灶，不是癌。李阿姨一颗悬起的心终于落地了，又回到“最炫民族风”的旋律中翩翩起舞。但李阿姨心里一直纳闷，这个像心电图的图像到底是啥？如此神奇！医生，这个神奇装备能做的事情到底还有啥？磁共振已不再仅仅是传统的形态诊断了，我们可以正式宣告：我们进入了功能影像学诊断的时代！谈这个问题之前，还是先把磁共振老底揭开吧，看看“土豪”当年的破落与不堪。“土豪”磁共振今天住在专门装修的房子里，空调保证常年恒温，好几个医生服侍着，遥想当年可没这待遇，就是工厂车间的一个仪器。还是大道至简，举例说明：李老板一直生产“春秋战国”时期的盘子，邻村王老板总在古董市场上买李老板的盘子，摆了满满一屋子，还请了村里的张半仙起了个文雅的名字：古董屋。但最近李老板发现，自己生产的盘子在古董市场上销售不佳，屡屡被王老板识破。经调查，发现李老板工厂里叫“大力”的工人，出工不出力，做的“古董”盘子掺杂了杂质，容易识破。盘子里的杂质如何杜绝呢？不能每个都摔了看看吧。这时候，邻村“古董屋”王老板卖给了李老板一个设备，这个设备可以根据不同物质有差异的共振频率检测出盘子里物质成份，为此，王老板狠狠地赚了李老板一笔钱。这就是磁共振的前生啦！今天我们仍然在使用它的这项功能，肿瘤的细胞，特别是恶性肿瘤细胞的生长是疯狂贪婪的，它会产生特殊的代谢产物，我们利用它的特点，用磁共振找病灶内细胞膜或其它有特点的代谢成份，来精准鉴别肿瘤与非肿瘤，这就是前文中李阿姨检查用的“磁共振波谱成像”。除了上面说的波谱分析，告诉大家我们能干啥吧。扩散加权成像：可以在2小时内发现急性脑梗塞，这个时候CT和常规磁共振还不能发现脑梗塞；扩散加权成像还可以辅助鉴别肿瘤与非肿瘤、评估化疗疗效。灌注成像技术：磁共振可以无辐射地评估组织脏器的血流灌注，诊断缺血性疾病，如早期脑梗塞，该技术和刚才那个扩散加权成像进行融合，可以指导溶栓治疗；还可以鉴别脑内的放射性坏死和肿瘤复发。还有就是无比神奇的血氧饱和度依赖成像（BOLD）：这个检查可以发现人大脑的功能区，知道大脑各个区域的功能，甚至有学者尝试着用来测谎；华山医院放射科的专家研究也发现了针灸治疗在脑内引起的变化，初步诠释了岐黄瑰宝的科学性。除了诊断，大家有没有听说过磁共振导航手术？通过上述的技术，磁共振可以实现术中导航，避免神经外科手术损害重要的脑功能区域，而且能最大程度切除肿瘤，术后效果当然好啦！如果怀疑脑血管疾病的患者害怕CT辐射（其实辐射量有限），可以选择磁共振的血管造影，不用打造影剂，也可不用担心辐射。华山医院国际领先的3T术中导航磁共振数字一体化神经外科手室虚拟场景图未来可能要进入分子影像学时代了，到时候每个人都会有一个为自己量身打造的造影剂，就是精准且个体化的磁共振诊断了。不过，目前还处于实验研究阶段，我们华山医院放射科也有几个科研团队在实验室里挑灯夜战，争取早日成功！
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馆藏&25404
TA的最新馆藏核磁共振的原理是什么？
在做核磁共振时听到机器里有不同的声音，可以听出声音的振动频率时不同的，所以说这个和核磁共振的成像原理有什么关系？
资料主要来源于wiki和Spin Dynamics及The Principles of Nuclear Magnetism两本书，我做一点解释1、核磁共振原理——————————————————————————核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是基于尺度的磁物理性质。具有奇数或的，具有内在的性质：核，自旋。核自旋产生。NMR观测原子的方法，是将样品置于外加强大的磁场下，现代的仪器通常采用磁铁。核自旋本身的磁场，在外加磁场下重新排列，大多数核自旋会处于低能态。我们额外施加电磁场来干涉低能态的核自旋转向高能态，再回到平衡态便会释放出射频，这就是NMR讯号。利用这样的过程，我们可以进行的研究，如分子结构，动态等。整个测量系统的示意图：下面我从经典图像解释首先 你要知道具有磁矩的粒子在磁场中会进动，如图：这个进动频率是可以通过B，gyromagnetic ratio计算的。这个进动频率是可以通过B，gyromagnetic ratio计算的。而且你先加上磁场，则磁矩会沿着你的磁场排列这时你加一个pi/2的pulse（相当于在bloch球上把一个纯态变成叠加态），可以将其朝向转向这时你加一个pi/2的pulse（相当于在bloch球上把一个纯态变成叠加态），可以将其朝向转向之后它就会进动（因为你的B还加在Z轴上）之后它就会进动（因为你的B还加在Z轴上）若此时样品在一个线圈内。线圈就会感应到这个进动的信号若此时样品在一个线圈内。线圈就会感应到这个进动的信号这时通过对这个信号进行分析（如衰减速度、做FFT后的频率分布等等），就可以得到很多样品的性质。这时通过对这个信号进行分析（如衰减速度、做FFT后的频率分布等等），就可以得到很多样品的性质。如果一开始加的磁场是一个梯度场，就可以达到成像的目的（因为样品各处B不同，因此频率不同，分布在谱图中的不同部分），但是我认为NMR最大的优势不在成像。（或者说成像只是一个副产品，比如我们可以用NMR来测量一个样品是否为topological insulator）这其中还有很多细节，因为是科普性质，我都略去了，感兴趣的可以看我一开始说的那两本书。至于题主说的声音的振动频率，一般来说核磁的信号一个人类应该是听不到的。你听到的应该是机器噪声2、噪声来源——————————————————————————————————刚才已经说了，要成像需要一个梯度场这个噪音就来自于梯度场的变化：梯度场：在磁共振成像中用到的磁场包括两个成分，一是主磁场，在空间均匀分布，是产生磁共振信号的基本条件。二
是梯度场，强度随空间位置不同而变化，用于定位不同人体组织的位置。主磁场由永磁体或超导线圈产生，不随时间变化。梯度场由梯度线圈产生，扫描过程中随时
间变化。根据电磁感应定律，在线圈中通电流I产生相应的磁场B。如果I随时间变化，即产生相应的变化的磁场，当需要梯度切换（梯度场变化）
时，改变梯度线圈中的电流I即可。梯度线圈的受力：一般情况下，梯度线圈位于主磁场内，由于线圈中通有电流，根据Fleming左手定律，线圈中
的金属丝受洛伦兹力的作用。当电流I急剧变化时，金属丝受力也相应变化，从而产生剧烈的震动，这就是梯度场切换产生的噪声源。一般说来，同一系统，
要求梯度场做快速切换的扫描程序如EPI产生的噪声比其他扫描要大。不同系统，梯度场越强，切换性能越好，噪声越大。噪声源的扩散：有两种扩散路径，一、空气传播，二、固体接触扩散。噪声由梯度线圈经过这两种扩散方式或者直接传到受检查的病人耳朵里，或者引起别的部件震动，产生新的噪声源，再传入人耳朵里。噪声的抑制：根据噪声的产生以及噪声源的传播方式，许多公司在其中高档机型中都采用了静音技术，如西门子的AudioComfort技术，GE公司在其双梯度系统中使用的真空隔绝层硬件静音技术，以及东芝公司的Pianissimo静音技术。——————————————————————————————————Reference——————————————————————————————————Malcolm H. Levitt, Spin DynamicsMarshall, The Principles of Nuclear Magnetism
这主要是讲给非影像学的了解成像原理，专业术语不那么严谨。
首先要明白几点事情，人体都是由原子构成的。每个原子都有自己的震动频率，即，可认为它们都是在哆嗦着。每个原子由于电子环绕，故都可看成个小磁铁。人体内水的含量最多，水含有氢原子。磁共振主要依靠氢原子来成像。
平常，人体氢原子都是杂乱无序的哆嗦着，由于各方向磁性抵消，人体整体不体现磁性。如同跳舞场大妈，在开始前热身运动，各干各的，朝向四面八方，没啥规律。当把人体置于一个强的外磁场中，氢原子仍按自己频率震动，但方向为与外界磁场保持一致，整体上体现磁性。如同，音乐一响，大妈们立即面朝音响站好，这时整体方向是面向音响那里的。此时大妈仍旧按自己的情况哆嗦着，呃，跳着舞。
此时我们加入一个射频脉冲，那么与射频脉冲频率相同的氢原子就产生共振，那么它可能震动幅度大了，方向变了，其它氢原子因为没有共振所以改变很小。当这个射频脉冲消失后，这些共振的氢原子会慢慢再恢复到原来方向和幅度。这个恢复复过程就会有信号发射出来。我们检测这个信号，就可以画出人体图像。
搁大妈身上，该这么形容：你站在大妈方阵的前面大喊：“ ×××！你给我跳起来！”于是听到的大妈一下蹦起来！在大妈蹦起的这一瞬间，你就得到了这个大妈的信息，长相，衣服......你挨个叫大妈跳一边就得到全部的信息了，广场大妈信息图你终于得到了。对，你就是那个射频脉冲！对！那个噪音的产生，有你的一份力量。---------------------------有点深入的分割线--------------
话是这么说，哪有这么简单。现在有个关键问题，得到的信号，我怎么知道它是哪个位置的。
磁共振图像一般512*512像素。需要知道每一个像素的值才能画出一幅断面图像，一个部位可能需要几百个甚至上千个断面图像。确定一个像素在图像的位置，需要知道坐标X,Y。确定断层图像在人体的位置，还需要知道一个Z。
所以首先我要确定这个图像所在的层面（坐标Z），然后确定像素它在这层面的位置（坐标X,Y）。此时，我们使用了三个梯度磁场。这三个磁场是线性均匀变化的，虽然相对于主磁场来说很小。通过Z轴梯度磁场的不同，我们可以确定层面，比如当前层面正好通过眼角。通过XY轴不同，我们就确定层面上的位置。此时就可以知道这个信号具体是哪个位置了。逐个画出就得到想要的图像了。请大妈出来再演示一下。当你站在大妈前喊时，有个问题没解决。怎么喊？你不知道名字啊。这个时候就得给大妈们站队定个规则了。比如按身高从低到高先前后排好，然后按胖瘦从从左到右排好。这个时候你就可以喊：“165高，60公斤的跳起来看看！”诺，现在你按身高体重画好坐标抽，在相应位置写上你看到的大妈，就得到一个精确位置的值了。让每个大妈跳一边，你就可以画出整个图了。其实，还有一个坐标，广场大妈跳舞是平面的。人体是立体的。就是说大妈头顶还有一层大妈.......大妈总是很神奇的。其实把这个坐标也按一定规律比如头发长短排序就好了。扣一下问题，在这个阵型变化当中，就产生梯度场噪音。好不容易想了这么一出戏，看看非专业能不能明白。
「核磁共振」==『「强磁场」中「原子核」因响应合适频率的「电磁信号」而产生的「共振」』
1，「共振」！「共振」！通常意义上讲，一个物体受到外界给予能量的时候，应该多多少少做点什么表示回应，比如说，物体开始振动。而这个振动的幅度，据研究表示，和输入能量的频率有关。从Wiki引张图：我们可以看到，物体振动的幅度（Resonance Transmissibility）在我们可以看到，物体振动的幅度（Resonance Transmissibility）在输入信号频率（Input Frequency）和本征频率（Natural Frequency）相等时可以取到爆表的极大值——这就是共振大到黑盒子里的振荡电路，小到枪支走火房倒屋塌的种种实例表明，宏观世界中的人事物都有可能发生共振。而在初步缩小观察尺寸的过程中，我们发现，微观世界也不例外。2.「微观」怎么「共振」？回想一下刚刚喝掉的Ballatine/可乐/鸡尾酒/西瓜汁，或者任何有颜色的透明液体吧。没有色素的时候，酒精，水，甜水，咸水，苏打水都是没有颜色的。换句话说，光，作为一种能量，在透过这些无色液体的时候没有被理睬。或天然或人工的色素参与时，色素分子/离子可以和光发生作用：吸收一部分特定波长的光。颜色归颜色，但这和微观共振有啥关系呢？首先，基础的物理知识告诉我们，不同颜色的光具有不同大小的能量。能量的大小和光的频率成正比。其次，所有的色素分子/离子都有一圈电子云。从量子力学的观点出发，我们可以假定，这些构成电子云的电子分布在一系列不完全相同的能级上。而这些能级之间的距离，即能量差，是一定的。在全色光透过染料溶液的时候，只有能量与电子能级能量差相同/极其接近的那一部分光能够与色素发生作用（共振！）。什么？你问我不发生作用的那一部分光哪里去了？被我们看到了呗~总结一下，饮料和光作用让我们看到各种好看颜色依靠的是以下几点：色素分子/离子的电子有不同能级。对于每一个确定的色素而言，它的各个电子能级间有相对确定的能量差/频率差；光的颜色、光子频率/光子能量之间有某种神秘而恒定的关系；光子频率和电子能级频率差相匹配时，能量被吸收，电子共振；我们看到没被吸收的光的颜色。就像……这样！「核磁共振」基本上也是一回事。不过是我们检测的信号肉眼不可见，所以必须要仪器替代我们的眼睛。可是饮料并不是只有在强磁场下才有颜色啊！嗯，这个槽吐的好……之所以「具有自旋的原子核」要在『强磁场中』才能和「电磁信号」/「电磁波」/「电磁脉冲」/「高频正交电磁场」发生「共振」，是因为「没有磁场」的时候原子核处于能级兼并的状态。换言之，此时全同原子核之间不存在能级频率差，也就无法既不能吸收能量，也不能释放能量。至于「磁场很弱」（比如在地磁场中）时，能级差太小，实验条件限制太大。定量表述的话：原子核在外磁场的作用下会发生Zeeman裂分。用不严格的类比来描述的话，原子核会因其各异的自旋状态在外磁场中以不同的速度绕外磁场旋转。这旋转速度的差异会带来能量的差异。裂分所得多个能级之间的能量差与（原子核的核磁旋比）以及（外磁场强度）均成正比。与每一种原子都有其特定的相对原子质量有些类似，对于每一种原子核，其「核磁旋比」都是一个常数。「木有自旋的原子核」即便在磁场中也不会发生能级裂分。因此，这些「木有自旋的原子核」，例如和，即便在外磁场中也没有核磁共振活性。总结一下：在磁场中，「具有自旋的原子核」因Zeeman裂分而具有有不同能级。对于每一个确定的原子核而言，它的各个核能级间有相对确定的能量差/频率差。外加电磁场的频率和光子能量之间有恒定的关系。当外加电磁场的光子能量和原子核Zeeman裂分对应的能级间能量差相等/极其接近时：用并不完全正确的的语言来描述的这一物理图像的话，我们可以说：『此时原子核发生自旋反转，即产生「共振」』。随后我们通过各种仪器测量与磁场中原子核「共振」相关的信号。
1. 磁共振原理这个我们讲了一个学期；要讲透需要很好的物理功底（层主显然没有学好）；期待大牛讲一遍（涉及从基本的物理基础到信号处理到生理知识，真的很广）。2.直接回答LZ问题；这些声音来源于梯度场（你可以理解为一个变化的磁场）使线圈产生了震动；这种震动是噪声的来源。3.为什么噪声变化了；因为使用了不同的成像参数（我们称之为序列）来达到进行不同成像的目的（例如进行T1，T2，DWI（谢谢@陈力提醒）的时候，声音都不同）所以进去以后一般会有一个定位相；然后就是结构或者功能扫描；然后不同的扫描就会听到不同的声音。
看了以上回答，简单说两句，欢迎大家讨论指正。1. 核磁共振的对象是原子核，不是原子。而且，只有质子数或中子数至少有一个是奇数的原子核能用作核磁共振的研究。至于电子自旋，也同样产生磁矩，玻尔原子模型已经不能解释，具体原理请移步量子论。2. 不只是氢原子核能作为核磁共振研究对象。3. 到原子核尺度，用经典模型就不是那么准确，原子核的自旋，带电球体旋转产生磁矩是粗略表述。具体原理请移步量子论。4. 医用核磁共振成像是科学的一大进步，自从70年代梯度系统发明出来，使得核磁共振技术应用于医疗诊断，已经挽救了无数生命，联想到电影 星际穿越 里男主的老婆。可以说是分支而不是副业。5. 关于噪音和扫描时间，这是MRI比较难解决的问题。梯度场被要求要做高速切换以减少扫描时间，在强磁场B0中必定会受强大的洛仑兹力。
磁共振的原理就不多说了，楼上已经有大致的回答了，这个细讲可以写一本书，不作赘述。其实题主是想知道噪音来源和成像原理之间有什么关系。简单来讲，医用磁共振成像设备通过采集人体中氢核（水、有机分子中大量存在）产生磁共振现象后放出的射频信号来对人体进行成像。这是由于不同组织的氢核含量不同，得到的信号有高低差别，可以理解为“信号密度”。那么，除了能够分辨信号的高低，还需要对信号来源进行定位才能重建图像。这个定位需要用到梯度场，这个梯度场的切换就是噪音的来源。梯度场定位的原理，简单来讲，我们知道不同纬度的重力加速度有差别，梯度场就是人为制造的一个梯度变化的磁场，处在同一梯度内的氢核产生磁共振现象之后放出的射频信号是相同的，而这个信号强度和梯度场的场强之间有换算关系，三维物体内任一点的定位需要一个包含三个值的坐标，所以梯度场需要在不同方向上切换。
一般听到的声音是机器梯度场切换时产生的声音，由于不同成像序列梯度切换的方式不同，声音也就不一样。
每次去培训 最蛋疼的就是讲原理，其次就是讲序列……
人体的磁场和机器的磁场，通过共振检测，然后成像。
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