怎樣理解核磁共振弛豫時(shí)間

什么是弛豫時(shí)間？

弛豫時(shí)間，即達(dá)到熱動(dòng)平衡所需的時(shí)間。是動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的一種特征時(shí)間。系統(tǒng)的某種變量由暫態(tài)趨于某種定態(tài)所需要的時(shí)間。在統(tǒng)計(jì)力學(xué)和熱力學(xué)中，弛豫時(shí)間表示系統(tǒng)由不穩(wěn)定定態(tài)趨于某穩(wěn)定定態(tài)所需要的時(shí)間。

什么是核磁共振弛豫時(shí)間？

要了解核磁共振弛豫時(shí)間，首先了解一些核磁共振基本原理：核磁共振從字面意思可以理解為原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生共振。一般核磁共振中的原子核是指氫原子核。磁是指磁場(chǎng)環(huán)境，在均衡穩(wěn)定的磁場(chǎng)里面，氫原子核會(huì)有會(huì)以固定的頻率發(fā)生進(jìn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)頻率與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。共振是指外加頻率與氫原子核在磁場(chǎng)中的固有頻率相等時(shí)，氫原子核吸收能量發(fā)生核磁共振。

核磁共振發(fā)生的過(guò)程，其實(shí)是原子核吸收射頻能量的過(guò)程，當(dāng)射頻脈沖關(guān)閉后，吸收能量的原子核會(huì)釋放吸收的能量，經(jīng)過(guò)一定的弛豫過(guò)程，隨著時(shí)間的推移，zui終恢復(fù)到平衡狀態(tài)。原子核釋放能量所需要的時(shí)間就對(duì)應(yīng)核磁共振弛豫時(shí)間。

核磁共振弛豫時(shí)間有兩種即T1和T2

T1為縱向馳豫時(shí)間,縱向磁化強(qiáng)度恢復(fù)的時(shí)間常數(shù)T1稱為縱向弛豫時(shí)間(又稱自旋-晶格弛豫時(shí)間)。

t2為橫向弛豫時(shí)間,橫向磁化強(qiáng)度消失的時(shí)間常數(shù)T2稱為橫向弛豫時(shí)間(又稱自旋-自旋弛豫時(shí)間)。

影響核磁共振弛豫時(shí)間的因素：

核磁共振弛豫時(shí)間T1：

弛豫過(guò)程是能量釋放的過(guò)程，T1弛豫中能量釋放到哪里了呢？其名字告訴我們答案，spin-lattice，自旋晶格，晶格相當(dāng)于指與H原子排列在一起組成的晶格，所以，能量釋放到周圍的晶格中。T1弛豫與周圍分子的運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)。T1可以研究慢速分子運(yùn)動(dòng)，例如金屬離子的螯合狀態(tài)、蛋白質(zhì)聚集、多孔材料表面動(dòng)力學(xué)等等。

核磁共振弛豫時(shí)間T2;

T2,自旋-自旋弛豫。歸納起來(lái)就是因?yàn)楦鱾€(gè)H質(zhì)子的拉莫爾頻率（或者說(shuō)相位）不盡相同，當(dāng)撤去射頻脈沖后，質(zhì)子由聚到散的過(guò)程。

影響核磁共振弛豫時(shí)間T2的因素：

1.內(nèi)部因素

分子運(yùn)動(dòng)：分子運(yùn)動(dòng)越慢，T2越小；例如冰和固體；

分子尺寸：分子尺寸越大，T2越??；例如食品中淀粉等大分子的弛豫時(shí)間比水和油脂短得多。

分子結(jié)合狀態(tài)：結(jié)合越緊密，T2越小；食品中水的多層結(jié)構(gòu)理論

2. 外部因素

磁場(chǎng)不均勻：千萬(wàn)不要小看這個(gè)因素，磁場(chǎng)不均勻會(huì)加速散相過(guò)程（使得H質(zhì)子之間的差異更大），從而測(cè)得的T2比實(shí)際的T2衰減的快的多的多。

核磁共振弛豫時(shí)間T1與T2的關(guān)系圖：