|
|
|
Daca peste campul magnetic uniform B0, care a orientat spinii pe directia lui se suprapune un al doilea camp, campul de excitare (β), variabil cu frecventa Larmour si orientat perpendicular pe primul, spinii vor iesi din starea de echilibru. Ei se vor orienta pe directia campului de excitare, deci normal la directia campului B0. Magnetizarea pe directia lui B0, pe care o vom nota cu λ va deveni nula, iar cea pe directia campului excitator (β), notata μx, va fi maxima. La intreruperea campului β, spinii vor revenii, dupa un anumit timp, la starea de echilibru, efectuand o miscare de precesie cu frecventa Larmour. Variatia campului magnetic rezultata poate fi masurata prin t.e.m. indusa intr‑o bobina. Semnalul inregistrat e un semnal sinusoidal atenuat (dupa o lege exponentiala), cu frecventa νL. Constanta de timp de atenuare se numeste timp de relaxare. Amplitudinea semnalului scade datorita cedarii energiei moleculelor inconjuratoare. Timpul de relaxare inregistrat pe directia longitudinala (z = directia campului B0) se numeste timp de relaxare longitudinala sau timp de relaxare spin‑retea, reteaua desemnand ansamblul moleculelor carora le cedeaza energie. Se noteaza cu T1.
in care μ0=magnetizarea (momentul magnetic) in repaus, orientat pe directia campului B0 (z); μz = componenta longitudinala a magnetizarii.
La t=T1, μz=μ0(1-1/e) ~ 0,63μ0 , iar la t=3T1; μ0 creste la 0,95 μ0, deci practic a revenit la valoarea initiala.
Timpul de relaxare inregistrat intr-un plan perpendicular pe B0 se numeste timp de relaxare transversal sau timp de relaxare spin-spin. Se noteaza cu T2.
in care: μx0=magnetizarea transversala in momentul initial, deci dupa excitare in momentul in care incepe relaxarea; μx=componenta transversala a magnetizarii.
La t=T2; μx=μx0(1/e) ~ 0,37μx0, iar la t=3T2; μx scade la 0,05μx0, deci se poate considera ca a revenit la 0.
T2 este mai acurt decat T1. Explicatia este urmatoarea: inmomentul intreruperii campului excitator, toate nucleele au aceasi orientare, deci oscileaza in faza (semnalele sunt coerente). Pe masura relaxarii, are loc un schimb de energie intre nuclee (de aici denuluirea de timp de relaxare spin‑spin) ceea ce face sa se piarda coerenta, deci rezultanta se va anula inaintea revenirii pe directia revenirii pe directia lui B0. In tabelul de mai jos sunt dati timpii de relaxare pentru unele tesuturi. T1 s‑a indicat prin doua valori ale campului magnetic, deoarece depinde de acesta.
Timpii de relaxare ai unor tesuturi
Tesutul
T2 (ms)
T1 (ms) (B=0,5T)
T1 (ms) (B=1,5T)
Adipos
80
210
260
Ficat
42
350
500
Muschi
45
550
870
Materie alba
90
500
780
Materie cenusie
100
650
920
La pierderea coerentei contribuie esential si neomogenitatile campului magnetic extern (al magnetului) si susceptibilitatea magnetica diferita a tesuturilor. Deci, de fapt, constanta de timp inregistrata va fi determinata de aceste neomogenitati, macand constanta de timp caracteristica probei. Se defineste o constanta de timp T2* data de neomogenitatile campului. Intre aceste constante de timp exista relatia: T2*<<T2<T1.
Asa cum am vazut, numai nucleele cu spini nenuli sunt sensibile la aplicarea unor campuri magnetice. In plus, momentul magnetic depinde, in afara inductiei campului magnetic si magnetonului nuclear, de factorul Landé (gN), specific fiecarei specii nucleare. Asta inseamna ca sensibilitatea diferitilor nucleizi e mult diferita. Se defineste ca sensibilitate relativa raportul dintre intensitatea semnalului produs de o anumita specie nucleara si a semnalului produs de acelasi numar de nuclee de hidrogen (protoni). Data fiind concentratia mare in care se afla in orice tesut viu, este elementul cel mai indicat pentru inregistrare RMN in vivo. Uneori se fac si inregistrari ale fosforului.
