怎樣理解核磁共振弛豫時間

什么是弛豫時間？

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

什么是核磁共振弛豫時間？

要了解核磁共振弛豫時間，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。磁是指磁場環(huán)境，在均衡穩(wěn)定的磁場里面，氫原子核會有會以固定的頻率發(fā)生進(jìn)動，進(jìn)動頻率與磁場強(qiáng)度成正比。共振是指外加頻率與氫原子核在磁場中的固有頻率相等時，氫原子核吸收能量發(fā)生核磁共振。

核磁共振發(fā)生的過程，其實(shí)是原子核吸收射頻能量的過程，當(dāng)射頻脈沖關(guān)閉后，吸收能量的原子核會釋放吸收的能量，經(jīng)過一定的弛豫過程，隨著時間的推移，最終恢復(fù)到平衡狀態(tài)。原子核釋放能量所需要的時間就對應(yīng)核磁共振弛豫時間。

核磁共振弛豫時間有兩種即T1和T2

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

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

影響核磁共振弛豫時間的因素：

核磁共振弛豫時間T1：

弛豫過程是能量釋放的過程，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)動息息相關(guān)。T1可以研究慢速分子運(yùn)動，例如金屬離子的螯合狀態(tài)、蛋白質(zhì)聚集、多孔材料表面動力學(xué)等等。

核磁共振弛豫時間T2;

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

影響核磁共振弛豫時間T2的因素：

1.內(nèi)部因素

分子運(yùn)動：分子運(yùn)動越慢，T2越?。焕绫凸腆w；

分子尺寸：分子尺寸越大，T2越小；例如食品中淀粉等大分子的弛豫時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??；食品中水的多層結(jié)構(gòu)理論

2. 外部因素

磁場不均勻：千萬不要小看這個因素，磁場不均勻會加速散相過程（使得H質(zhì)子之間的差異更大），從而測得的T2比實(shí)際的T2衰減的快的多的多。

核磁共振弛豫時間T1與T2的關(guān)系圖：