[IRM] Déphasage des spins.

[Novocaine]

Bonjour,
je viens solliciter votre expertise de physiciens. J'aimerais comprendre un mieux le déphasage des spins lors de la phase de relaxation.
Pour qu'il y ait déphasage, il faut qu'il y ait modification de la fréquence de précession. Bon, j'ai compris que c'est dû à des hétérogénéités du champ.

En fait, ce qui me gène c'est que tous les moments magnétiques ont forcément la même fréquence de précession dans un champ B0 homogène. Lors de la magnétisation par exemple, les noyaux d'hydrogène(protons) ont tous la même vitesse de précession(même fréquence).

J'en déduis que la modification de la fréquence de déphasage ne se fait que lors du passage de l'état excité à l'état de repos, c'est bien ça ? C'est pendant les échanges d'énergie que la fréquence est temporairement modifiée?
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[Novocaine]

L'autre hypothèse serait que les moments magnétiques nucléaires n'ont jamais exactement la même fréquence même lors de la phase de magnétisation à cause des hétérogénéités de champ. Et celà tout le temps. On parvient quand même à exciter les noyaux car les fréquences sont proches.

Voilà, je serai très reconnaissant pour votre aide.

[philou21]

D'après mes souvenirs, il y a deux causes au déphasage :

1- l'inhomogénéité du champ qui fait que des spins équivalents vont précesser à des vitesses légèrement différente (temps de relaxation T2)

2- Quand un spin retourne à son état fondamental il perd sa phase. Donc ce déphasage est lié à T1. Si ce n'était pas le cas, dans un champ parfaitement homogène, le vecteur magnétisation, après un pulse de 90°, ne pourrait pas se réaligner avec H0.

[Novocaine]

Salut philou et merci pour ton aide!

1- l'inhomogénéité du champ qui fait que des spins équivalents vont précesser à des vitesses légèrement différente (temps de relaxation T2)

Donc lors de la phase d'aimantation, les moments magnétiques s'alignent avec le champ B0(ou ce que tu appeles H0) en sens parallèle et antiparallèle. La fréquence de précession est liée au champ B0. Comme il y a des légères inhomogénéités du champ localement liés aux interactions spins spins, il y a de légères différences de fréquences de précession des moments magnétiques des protons d'hydrogène.

Ce qui me gène c'est que pour exciter les protons, il faut que l'impulsion de l'onde radio soit égale à la fréquence de précession(c'est ce que j'ai appris)

Mais peut être pour qu'il y ait résonance, il ne faut pas forcément que la fréquence de l'onde radio soit égale mais proche de la fréquence de précession des moments magnétiques nucléaires. Peut être que les différences de fréquences de précession sont minimes et donc que l'onde radio parvient quand même à exciter tous les protons parceque les fréquences de l'onde radio excitatrice et les fréquences de précessions de tous les moments magnétiques nucléaires sont proches.
Peut on confirmer?

2- Quand un spin retourne à son état fondamental il perd sa phase. Donc ce déphasage est lié à T1. Si ce n'était pas le cas, dans un champ parfaitement homogène, le vecteur magnétisation, après un pulse de 90°, ne pourrait pas se réaligner avec H0.

Le fait que le vecteur magnétisation s'aligne n'a rien à voir avec un déphasage. Je ne comprends pas trop ce que tu voulais dire

En tout cas merci encore! Tu gères.

[A voir en vidéo sur Futura]

[philou21]

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Ce qui me gène c'est que pour exciter les protons, il faut que l'impulsion de l'onde radio soit égale à la fréquence de précession(c'est ce que j'ai appris)

Mais peut être pour qu'il y ait résonance, il ne faut pas forcément que la fréquence de l'onde radio soit égale mais proche de la fréquence de précession des moments magnétiques nucléaires. Peut être que les différences de fréquences de précession sont minimes et donc que l'onde radio parvient quand même à exciter tous les protons parceque les fréquences de l'onde radio excitatrice et les fréquences de précessions de tous les moments magnétiques nucléaires sont proches.
Peut on confirmer?

tu as raison pour Bo...

en fait l'onde radio que tu envoies sur le système de spin est un pulse très court . Ce qui fait que sa fréquence n'est pas pure (propriété des transformées de Fourier si tu connais : temps court -> domaine de fréquence élargie) donc le pulse comporte toutes les fréquences nécessaires pour exciter les noyaux sans aucun problème.

Le fait que le vecteur magnétisation s'aligne n'a rien à voir avec un déphasage. Je ne comprends pas trop ce que tu voulais dire

Quand le vecteur s'aligne il y a deux phénomènes : la composante Mz pousse à cause des transitions beta -> alpha et les composantes Mx et My s'annulent : ceci ne peut se faire que par perte de phase. dans un système idéal avec Bo très homogène cette perte de phase ne peut se produire que lors des transitions (enfin, je pense...).

[physiquantique]

tu as raison pour Bo...

en fait l'onde radio que tu envoies sur le système de spin est un pulse très court . Ce qui fait que sa fréquence n'est pas pure (propriété des transformées de Fourier si tu connais : temps court -> domaine de fréquence élargie) donc le pulse comporte toutes les fréquences nécessaires pour exciter les noyaux sans aucun problème.




Quand le vecteur s'aligne il y a deux phénomènes : la composante Mz pousse à cause des transitions beta -> alpha et les composantes Mx et My s'annulent : ceci ne peut se faire que par perte de phase. dans un système idéal avec Bo très homogène cette perte de phase ne peut se produire que lors des transitions (enfin, je pense...).

Oui . En fait je crois que c'est du à la probabiliter que le spin bascule (résonnance) définit à partir de la precession de larmor et de oméga , c'est rabi qui a déterminer tou cela en premier je crosi.

[Novocaine]

Ah d'accord! Oui, je suspectais aussi un déphasage lors de la transition entre les 2 états d'énergie. Donc il y a bien deux origines. Ca fait un petit moment que ça m'embêtait cette histoire. Merci beaucoup!