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科普一下核磁共振设备中磁场强度的概念:高斯和特斯拉

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发表于 2024-5-10 18:31:25 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
平常说到磁共振,我们一般都会说0.5T磁共振,1.5T磁共振,3.0T磁共振等等。这里的T,其实是磁场的强度单位,T的全称是Tesla(特斯拉)。特斯拉是标准国际单位。
除了用Tesla来表示磁场强度,还有一个常用的单位:Gauss(高斯)。
本文带你了解一下这两个评价磁场强度的单位和换算关系。
高斯(Gauss)
高斯是一个德国数学家的名字。1832年,高斯建立了地磁场的球谐分析方法,证实了关于地磁场起源于地球本身的论断,奠定了地磁场分析的理论基础。为了纪念他,磁场强度的单位以他的名字来命名。
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高斯的定义:
一段导线,若放在磁感应强度均匀的磁场中,方向与磁感应强度方向垂直的长直导线在通有1电磁系单位的稳恒电流时,在每厘米长度的导线受到电磁力为1达因,则该磁感应强度就定义为1高斯。
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看图!
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上图是一根直导线,里面有电流通过,电流强度是5安培。当导线有电流通过的时候,将会产生感应磁场。在距离垂直导线一个厘米处来检测这个磁场强度,正好是一个高斯。
也就是说1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处测量到的磁场强度。
那么1高斯有多强呢?
以我们熟悉的地球为例,地球是有地磁的。在赤道附近的磁场强度是0.3高斯,北级是0.7高斯。
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特斯拉(Tesla)
平时对磁场强度的描述更多的一个单位是特斯拉。我们常说1.5T磁共振....,特斯拉是标准国际单位。
特斯拉也是一个科学家的名字。他是一位美籍塞尔维亚发明家、机械工程师、电气工程师,是旋转磁场的原理及其应用的先驱。磁共振的信号探测,就用到了旋转磁场。
在1960年巴黎召开的国际计量大会上,为纪念尼古拉·特斯拉在电磁学领域做出重要贡献,特斯拉被命名为磁感应强度的国际单位。
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以下是高斯、特斯拉的常用单位换算:
1T=10000 Gs
1T=1000mT
1mT=10Gs
延伸阅读
对于非医用磁共振设备,还有另外一种常见的叫法,比如20MHz核磁,300MHz核磁,400MHz核磁....,下图是varian的一款400MHz核磁波谱仪,看箭头标注处。
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这里的MHz(兆赫兹)是一个频率单位,这个单位和磁场强度有相应的换算关系。
对于这种叫法,基本都是以H质子为基准。H质子在1Tesla的磁场强度环境中,对应的共振频率是42.58Mhz。
所以,400Mhz的磁共振设备,对应的磁场强度是:400/42.58≈9.39Tesla
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