🚑 MRI 기초 🚑 ; T1 Relaxation

T2이완 요약 (T2 Relaxation Summary )

1) T2는 세로방향 자화의 재성장을 위한 시간 상수입니다(Mz)

2) 동의어: 스핀-격자 이완, 열이완, 세로방향 이완 
3) 스핀에서 환경("격자")
4) 에너지 전달이 자극되어야 합니다
5) larmor 주파수 근처에서 변동하는 가로장에 의한 자극
6) 변동하는 자기장의 근원은 가까운 양성자(proton) 또는 전자의 분자운동입니다

 

■ T1 이완이란 무엇입니까?

 - 순자화(M)가 B o 에 평행한 초기 최대값(M o )으로 증가/복귀하는 과정 입니다. 
 - T1 이완 의 동의어는  수직 이완 ,  열 이완 및  스핀-격자 이완 을 포함 합니다. 

핵 유도"(오늘날 NMR라고 함)를 설명하는 그의 획기적인 1946년 논문에서 Felix Bloch는 이 과정을 T1을 1차 시간 상수로 사용하는 간단한 지수로 모델링했습니다. 따라서 그래픽으로 T1은 M 의 z 성분이 최대값(M o )의 약 63% 또는 (1-1 /e ) 에 도달 하는 데 필요한 시간으로 볼 수 있습니다 . 생물학적 물질에서 T1 값은 일반적으로 수십 분의 1초에서 수 초 범위에서 발견됩니다.

종방향 이완은 시간 상수 T1을 갖는 지수 성장 곡선으로 모델링됩니다.  M은 t = T1에서 최대값(Mo)의 63%에 도달하고 t = 5 x T1에서 최대값에 매우 가깝습니다.

Bo를 향한 M의 성장은 스핀 시스템 내의 에너지 감소를 동반합니다.

M ( M z ) 의 세로 성분이 M o 방향으로 증가 함에 따라 스핀 시스템의 에너지가 감소합니다. 왜요? 통계적으로 더 많은 스핀이 더 낮은 에너지(스핀업, 평행) 방향을 "선호"하기 때문입니다. (이 스핀은 실제로 순수한 "스핀업" 상태에 존재하지 않으며, 총 각운동량의 예상 값이 점점 더 그 방향으로 놓이게 됨을 기억하십시오).

따라서 T1 이완이 일어나려면 에너지가 스핀 시스템을 떠나야 합니다. 이 에너지 손실은 복구할 수 없으며 열 전달을 나타냅니다. 따라서 T1 동의어 " 열 이완" 의 기원 . 이 에너지는 어딘가로 전달되어야 하며, 그 "어딘가"는 충돌, 회전 또는 전자기 상호작용을 통해 가까운 핵, 원자 및 분자로 전달됩니다. 따라서 가장 기본적인 수준에서 T1-r 이완은 단순히 스핀과 외부 환경 사이의 에너지 흐름입니다. 핵에서 전달되는 에너지의 양은 정상적인 분자 운동 에너지에 비해 매우 적기  때문에 빠르게 분산되어 체온에서 크게 눈에 띄지 않습니다.

고체에 대한 NMR 연구의 초기에 이 외부 환경은 문자 그대로 원자의 결정 격자였으며 T1 동의어인 " 스핀-격자 이완 "의 기원을 제공했습니다. 생물학적 NMR과 MRI는 주로 결정성 고체보다는 액체와 겔을 다루기 때문에 " 격자 "라는 단어를 피하고 이 과정을 세로  또는 T1 이완 이라고 합니다.

이전 Q&A 에서  설명한 것처럼  NMR 주파수 범위에서 자발적인 에너지 방출 은 거의 없습니다. NMR의 모든 에너지 방출   은 핵과 Larmor 주파수 근처에서 변동하는 다른 자기장의 만남을 통해 자극 되어야 합니다. 이완을 유도하는 데 필요한 국부적으로 변동하는 장의 소스는 일반적으로 동일하거나 가까운 분자에 있는 또 다른 양성자 또는 전자입니다. 원래 핵을 공진으로 여기시킨 B 1 필드 와 마찬가지로  T1 이완을 유발하는 RF 필드 는 횡단면에서 Larmor 주파수 근처에서 변동해야 합니다 . 원래 B 1

의 주요 차이점T1 이완을 담당하는 필드 및 변동 필드는 B 1 필드가 샘플의 모든 스핀에 균일하게 영향을 미친다는 것입니다. 이완 시 필드는 국부적이고 크기가 무작위이며 몇 번의 회전에만 영향을 줍니다.