核磁共振核磁共振b核原子核b磁磁场b核磁共振（NMR）原子核在磁场中的 响应b为什么原子核在磁场中会发生响应呢？b（核有磁性）一 核磁共振现象（一）核有磁性b 核由质子和中子组成；b 质子带正电，中子不带电；b所以，原子核带正电的。b另外，有些核具有内秉角动量（自旋）。b 奇数核子b 奇数原子序数，偶数核子b因而核有磁性。b磁矩b描述磁场强度与方向的矢量b b b 自旋角动量；b 旋磁比，每个核都有一特定的值。 有正有负，核磁矩的方向与其有关。（二）没有外磁场作用单个磁矩随机取向； 系统宏观上没有磁性。（三）静磁场作用单个自旋b 要受力矩作用， 表现：b （1）原子核 吸收能量，磁矩 取向变化（极化 ）；b （2）磁矩绕静磁 场0 静动(与陀 螺在重力场中发生 进动类似)。b 进动频率（ Larmor频率)（四）静磁场作用整个自旋系统整个自旋系统被磁化b产生宏观磁化量M0b（M0的变化过程是 核磁测井观测对象 ）（五）垂直方向上施加交变磁场b在垂直0方向上加交 变磁场，频率 =0=B0b发生核磁共振吸收现 象。也就是 M被扳倒 。b 脉冲，M扳倒 90度b 脉冲，M扳倒 180度（六）交变磁场作用后弛豫b磁化矢量朝0 方向恢复，使核 自旋系统从非平 衡分布恢复到平 衡分布。b纵向弛豫T1b横向弛豫T21 纵向弛豫/T1b非平衡态磁化矢量的 纵向分量恢复到初始 磁化矢量M0的过程b弛豫速率1/T1b弛豫时间T1b磁能级粒子数发生变 化，自旋体系能量也 要发生变化，自旋与 晶格交换能量，又称 自旋-晶格弛豫。bMz是以1/T1的速 率按指数恢复到 Z方向的初值。2 横向弛豫/T2b非平衡态磁化矢量的水 平分量Mxy衰减至零的 过程b弛豫速率1/T2b弛豫时间T2b磁化矢量进动相位从有 序分布趋向无规则分布 ，自旋体系内部相互作 用，自旋与晶格不交换 能量，又称自旋-自旋 弛豫。b横向弛豫按指 数衰减 b（一）核磁共振信号测量b（二）核磁共振测井仪b（三）核磁共振测井过程与特点二 核磁共振测井b1.自由感应衰减法b2.自旋回波法b3.反转恢复法（测T1）（一）核磁共振信号测量b 自由感应衰减的核心是利用某种方 法使与静磁场B0平行的核磁化强度M0扳 转90度以激发自由进动信号。b（1）射频脉冲法b（2）预极化法1.自由感应衰减法（1）射频脉冲法b 用一个90度射频脉冲使原来 沿静磁场方向的磁化矢量扳转90 度，然后进行观测，得到的信号 即是自由感应衰减信号（或FID 信号）b（早期的斯仑贝谢核磁测井仪 器采用此种方法）（2）预极化法b 在稳定磁场B0的垂直方向上加一较强的预极化 磁场Bp，由于极化磁场很强，最初沿稳定磁场建 立起来的平衡态磁化强度M0会发生偏转而沿总场 的方向取向。(Mp)b 如果极化时间足够长，BpB0，所以Mp近似与 M0方向垂直。这时突然撤去Bp，因时间很短，Mp 绕B0进动（w0),由于驰豫，在进动的同时，纵向 分量恢复到平衡态的M0，而横向分量将按有效横 向驰豫时间T2*确定的速率衰减。b 这时在垂直于B0方向上探测，在接 收线圈中可以观测到一个频率为W0变化的 自由进动信号。（俄罗斯现代核磁测井仪 器采用此种方法）b 自由感应衰减法所使用的静 磁场B0都是采用的大地地磁场 ，因而产生的信号很弱。2 自旋回波法b现代核磁信号的测量采用（CMR,MRIL,MREx）bCPMG脉冲测量过程：极化-扳倒 - 失相 - 重聚 - 测量-再失相-再重聚-再测量