核磁共振技术仍然保持着巨大的吸引力

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核磁共振技术仍然保持着巨大的吸引力

汪正范　潘　民　江　炜　李云济

(中国分析测试协会　北京　100045)

自Paul Lauterbur和C.Hol m第一次观察到13C核磁共振(N MR)图谱以来,五十余年过去,本文主要针对N MR仪器技术近期发展趋势作一回顾。提高N MR灵敏度、分辨率和实验速度仍然是N MR新技术不断发展的目的,特别是对于采用固态样品和魔鬼自旋(magic angle s p inning,MAS)的N MR。在生命科学领域,譬如对膜蛋白结构解析、蛋白折叠以及分子间的相互作用、单细胞分子成像和纳米生物学等,正在发生巨大进步。发展N MR的核心技术仍然是磁体

超高场强的磁体一直是N MR技术发展的关键,与此同时,磁体技术,尤其是磁场的稳定性和可屏蔽性也是极为重要的技术。在今年早些时候举行的PI TT C ON 2007展会上,JE OL US A公司(Peabody,MA)宣布与K o2 be Steel的子公司,Japan Superconducting Technol ogies 公司(Jastec;T oky o,Japan)达成一项协议,后者将为JE OL在美国生产的EC A和ECX型号的N MR仪器提供300～930MHz的超导磁体。JE OL US A公司的国家分析实验室经理DouglasMeinhart博士告诉I nstru men2 ta:“对于这一合作感到非常兴奋。在未来,Jastec会继续推动N MR的磁体向更高的磁场强度方向发展”。

至于其他主要生产N MR的公司,如B ruker B i o2 S pin公司(Bbi o;B illerica,MA)和Varian公司(Pal o Alt o,C A),除自己生产超导磁体产品外,也从伙伴那里大量订购超导磁体(OE M方式)。2003年,B ruker公司向Vacuu m sch melze公司支付3000万美金,而18个月后,Varian公司向Magnex Scientific公司也购买近乎相同金额的超导磁体。

在收购Magnex公司时,Varian公司CE O Garry Rogers on先生如此评价:“无论是磁共振成像(用于医疗)还是高分辨率的N MR仪器,磁体技术都是其中的关键技术。因此,拥有生产超导磁体能力将成为Vari2 an公司拓展N MR探测系统应用范围的技术支撑”。

对于自主生产产品的重要性,B ruker公司R&D 副总裁W erner Maas先生向I nstrumenta解释:“B ruker B i oSp in公司早期投资本公司磁体研发及量产的决定,已获得很好的回报。像可屏蔽磁体和第二代U ltraShield Plus磁体这样的创新,如果没有本公司磁体的发展,是根本不可想象的”。

关于最新的800U ltraShield Plus型号NMR仪器,Maas先生这样评价,“800U ltraShield Plus仪器整合B ruker公司独有的屏蔽技术、U ltraStabilizedμ公司的亚致冷(sub-cooled)技术和对800MHz磁体外部干扰抑制(External D isturbance Supp ressi on)的先进技术,通过这种整合技术生产出800MHz磁体只需一层楼实验室即可容纳下,而且,它的杂散磁场要小于非屏蔽的300MHz系统杂散磁场”。他强调说:“如此昂贵的研发毫无疑问要承担巨大的风险,也只能利用自己的人力物力去承担”。

更小、更快、更智能化

和所有的分析仪器一样,减小体积的趋势同样也发生在NMR技术上,与此同时,软件应进一步提高数据采集速度以及应对更复杂数据的管理和分析。而电子技术和部件集成技术的进步则促进分析性能和射频(RF)稳定性的提高。当对一个典型蛋白进行NMR研究,所得到的数据将超过40G B时,数据采集控制的进步同样是非常重要的。当Varian 公司在2005年宣布它的可升级的D irect D rive T M仪器构架时,声称“在通量方面提高10倍”。去年八月,当紧凑型的400-NMR谱仪推出时,该公司表示:“它的独一无二的电路结构保证可靠的检测以及对于混合物中次要组分的定量分析,譬如,利用微量样品制备技术得到的细胞提取物样品的分析”。

Meinhart先生在总结中认为,JE OL公司的技术进步主要体现在射频信号发生、信号检测和网络化等方面。他表示JE OL公司的EC-class系统“采用全数字射频合成器以及独有的路由拓扑方法,从而使用户可以进行范围更广的复杂试验,而且一旦硬件出现问题,也无需移动射频线或滤波器以及重新配置仪器或软件”。EC-class N MR系统“采用目前可获得的噪音最低的前置放大器,在任何类型的试验中,无论是加热还是致冷N MR探头,均可提高N MR的灵敏度”。他还强调JE OL公司采用的谱仪和软件直接网络联结构架的独到之处,这种构架“可以充分利用网络进行N MR系统操作、同步工作提交、试验状态监测以及远程数据检索等,这些发展将N MR仪器计算机化的概念提升到一个新的水平”。

在P I TTCON展会上,B ruker公司发布Avance ⅢNMR系统,且声明“它的构架是基于一个思路超前的电子学概念”,它可以提供“一个可获得最高速度的射频发生以及数据采集的优化路线,同时还结合一个高度模块化以及可升级的发射器和接收器的通道构架”。Maas先生将这一成果称为“革命性的

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发展”,即电子学方面不断提高的驱动力主要来自于“用户对于新能力、由BB i o引发的创新以及诸如全新数字部件的应用等方面的需求”。他认为:“尽管我们可能会觉得全新AvanceⅢ系统控制台所获得的速度超越当前试验需要,但也正是这些全新的能力在未来NMR领域将会孕育出新的思想”。

要求得到更多的信息

大部分涉及N MR仪器的标题都是关于提高磁场强度以获得更好的分辨率,而为提高灵敏度和减少实验时间,在样品线圈以及探头方面同样取得巨大进展。

两年前Varian公司推出Salt T olerant Cold Pr o2 be T M仪器时,主要是针对生物样品方面的NMR研究人员,它声称“对于模仿生理条件的含盐样品(由于样品的离子强度很高,从而影响到松弛条件)的灵敏度提高超过20%。在更高盐含量的情况下,灵敏度的提高甚至更为出色,可以达到40%”。Varian公司副总裁兼NMR系统总经理Jan Tschida先生评价Varian公司致冷探头:“灵敏度是室温探头的3～4倍,这一特点使得更多的制药和科研实验室能够利用NMR仪器的功能来进行药物研发”。

Doty Scientific公司(Columbia,SC)的总裁兼首席工程科学家David Doty先生则为I nstrumenta提供一些最近的灵敏度提高的范例。他说:“为固态NMR探头方面的研究工作而开发出的新产品,在要求苛刻的固态应用方面,与我们竞争对手在750MHz仪器上使用的4mm MAS探头相比,该产品在射频样品发热量方面减少一个数量级,而信噪比(S/N)则提高将近两个数量级”。

就在不久以前,Doty Scientific公司表示“由于首次在可变温度的魔角自旋(MAS)探头上采用低温致冷,使得窄腔磁体的信噪比获得额外的55%的提升”。Doty先生进一步补充道,“在低温魔角自旋(Cryo MAS)探头方面的进展一直在继续,这种探头预计大约在两年后将会面世,到那时,用于宽腔磁体的三共振固态探头的信噪比(S/N)最终会提高将近一个数量级”。

Meinhart先生目睹“三通道探头领域的进展,不过这种进展目前还是在可调谐三通道领域,这种技术更多的是应用在不稳定的HXY类型的试验中,而非常规的HC N类型”。微探头“已经在灵敏度方面显示出巨大的进展,尤其是对于质量有限的样品;同时低温探头将会继续得到改进,特别是为满足那些使用5mm的N MR试管的用户对于灵敏度的很高要求”。

这些趋势在B ruker公司最新推出的产品上得到证实。Maas先生是如此评价的:“有两种主要因素在推动探头的发展。其一是希望能够得到更高的灵敏度,另外一个则是为匹配特定的应用”。他作进一步解释,伴随着低温探头(CryoPr obeμ)的进展,探头灵敏度的提高主要集中在上世纪90年代。“相对于传统探头而言,最主要的改进在于通过冷却探头的部件来抑制电子噪音,因此与非低温致冷的传统探头相比,它的信噪比(S/N)提高4～5倍”。

目前,Bruker Bi oS pin公司已在全球安装超过600台的低温探头(Cry oPr obe),它们主要是用于分子生物学的研究,在PI TT C ON展会上,该公司又推出它的5mm QNP 低温探头(Cry oPr obe),这种探头可以在碳、磷、氟和氢之间自动切换而无需再更换探头,这使得它们的应用拓展到有机、医药以及无机化学领域。

此外,该公司还发布一种1.7mm的三共振微低温探头(M icr o-CryoPr obe),它的有效容积为30μL,按照B ruker B i oSp in公司的经营主管O skar Schett先生的说法,“这种产品进一步降低NMR检测的检出限,对于许多曾经被认为无法用NMR进行检测的样品也可以被检测”。这种探头为样品量很少的样品提供一种分析手段,例如:从众多生物体中分离出来的微量天然产物、通过小规模表达系统制备得到的微量的蛋白样品以及从天然原料中分离得到的微量的蛋白样品。对于一个给定的样品量而言,它可以取得比常规的1.7mm探头高6倍的增益,取得比常规的5mm探头高14倍的增益。在某些时候,这种技术可以惊人地将实验时间缩短200倍。

LC-NMR技术已被认可、但仍然存在困难

Meinhart先生注意到JEOL公司确实开发出一款LC-NMR系统,而且在LC-NMR-MS技术诞生初期也拥有一款LC-NMR-MS产品,不过他也表示:“这种技术并没有为大众所青睐,而且在联用产品中也没有被重视。其主要原因在于实用型LC -NMR系统价格昂贵,而且维护和操作成本也非常高”。不过话虽如此,他也注意到在某些领域,尤其是医药研究方面,“LC-NMR还是被经常用到的,不过这些应用专用性很强,未能得到更多的关注”。

B ruker公司的Maas先生对此表示赞同,并补充道:“当与SPE联用(LC-SPE-NMR)时,这一技术还是有坚实的应用与用户基础的”。

成本、灵敏度、溶剂抑制、数据存储的容量以及集成软件的缺乏,都阻碍这一技术为大多数用户所采用,不过Maas先生认为随着低温探头(可改善检出限以及缩短数据采集时间)使用的增多,“也许会对LC-NMR产生更多的兴趣”。

自动化、样品通量以及未来

谈及自动化与样品通量等方面,Meinhart先生是这样认为的:“阻碍NMR样品通量进一步提高的

(下转第73页)

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以及G ATE WAY外部硬件等直接与用户网络连接而成,并通过因特网进行检测,控制及数据存储,真正实现无人职守与远程监控,NX系列UPS还可以S N MP 通讯协议工作于LAN或WAN网络环境中。

219　带载能力

NX系列UPS带载能力强,功率因数范围从0.7滞后到0.7超前,不仅能带容性负载而且带感性负载的能力极强。特别适合于厂矿,石油,化工等领域,其负载多数是电磁阀、继电器、P LC等感性负载。在大型计算机控制中心,UPS的负载多为容性负载,多数品牌UPS的功率因数为0.6或0.8滞后到1,都能满足这一点要求,但其带感性负载能力就差,有的甚至不能带感性负载,而塞里克鲁UPS完全适合于这些场合,因而在这些领域具有广泛的用户和良好的声誉。

2110　技术标准,规范文件

塞里克鲁NX系列UPS采用20世纪90年代的新技术I G BT管输出,它满足UPS交流元件大容量、高速度、高耐压以及低能耗的特殊要求,大大提高逆变器的效率和可靠性。全系列都采用纯在线式设计。它为用户提供一个干净、稳压、稳频、无间断、高可靠的电力供应。塞里克鲁公司是西班牙推崇以高质量生产产品的先驱,是同行业中首批通过I S O9001认证的生产厂,其所有设计均符合欧盟国家指定规范:

—I S O9001(T UV)/EN29001国际标准化组织质量体系认证

—CE(EU)欧盟国家高质量产品标志

—LVD欧洲低压安全标准

—E MC电磁兼容性认证,EN50091-2

—EN55011/55022

—EN50091-2

—EN50091-1-1-1

—60950

—I EC61000-4-2(旧I EC802-2)

—I EC61000-4-3(旧I EC802-3)

—I EC61000-4-4(旧I EC802-4)

—I EC61000-4-5(旧I EC802-5)

……等14项国际质量及安全认证。

近年来,塞里克鲁UPS已经在众多的科研机构和医院得到广泛应用,提供可靠的电源保证,为精密的科学仪器和医疗器械保驾护航。如:

—北京市疾控中心

—中国军事医学科学研究院

—北京大学生命医学研究院

—青岛海洋大学

—北京安贞医院

—北京朝阳医院

—北京同仁医院

……

联系方式:

地址:北京市崇文区广渠门桥领行国际中心3号楼2单元20层(100061)

电话:+86-10-67171136/39　传真:+86-10-67171142　网址:https://www.360docs.net/doc/a217674681.html,

(上接第70页)

瓶颈最近又一次被制药公司提出来,他们希望NMR 样品的通量能够达到每天分析数百个样品,这样在筛选过程中NMR的独特能力就可以得到应用。JE2 OL公司目前正在超越传统的64个样品单元,正在研制可提供100个样品单元的装置、甚至可能是200个样品单元的装置”。

Maas先生认为:“在开放实验室和那些通过通宵或周末开机来提高仪器使用率的实验室,传统的用于24、60或120个样品的样品更换器,在许多低、中通量的操作中将会被继续普遍使用”。他赞同Meinhart先生的看法,同时他也认为像样品库筛选这样的应用,“确实显示出对于更高通量和分析速度的需求”。

Maas先生谈道:“作为回应,B ruker B i oS p in公司开发出一套完整的解决方案,其中包括一个专门开发的快速样品更换器(Sa mp leJet),它可以操纵96孔板中的N MR试管。五个这样的样品板装载后可以处理总计480个样品”。在前端,一个处理液体样品的机械手用于样品准备,而在末端,专门开发的软件则用于帮助数据分析。他总结道:“我们看到对这种系统需求的一个小幅增长,这种需求主要是受到对更高分析通量和更高分析速度的需求所驱动”。

当问及N MR技术新发展的前景时,Maas先生强调可以减少实验时间的快速采集技术以及固态N MR 在生物固体样品应用方面的进展,尤其是在膜蛋白方面。Meinhart先生注意到JE OL公司目前正在和位于日本Tsukuba的材料科学国家研究所进行的高场磁体和探头技术、固态N MR和先进材料(920和930 MHz)方面的合作,以及和位于日本Y okoha ma的R I KE N基因组学科学中心进行旨在提高蛋白结构鉴定和筛选技术的超高场N MR(920MHz)的合作。

本文编译自I nstru menta May2007Vol24No5

核磁共振技术及应用-综述

核磁共振技术及应用-综述-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

核磁共振技术及应用学号：2011201373 姓名：杨海源摘要:综述核磁共振技术的基本原理与优势以及该技术作为一种检测分析手段在生物医药、食品、化工业中的应用进展。核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 是以原子核自旋的共振跃迁为探测对象的谱学方法。其最基本原理是，原子核在磁场中受到磁化，自旋角动量发生进动，当外加能量（射频场）与原子核震动频率相同时，原子核吸收能量发生能级跃迁，产生共振吸收信号。此方法专属性强、准确快捷, 可与其它方法相互补充, 用于诸多环节且有很好的应用前景。但在实际的应用中也还存在一些问题, 有待于进一步深入研究。关键词:核磁共振技术，NMR，生物，食品，石油，分析，检测 Abstract The technology of nuclear magnetic resonance( NMR ) applying in biological medicine,food,chemical industry detection at home and abroad was summarized. The most basic principles of nuclei by magnetized in a magnetic field , the spin angular momentum precession , plus energy nuclei vibration frequency at the same time , the nuclei absorb energy level transition occurs , resonance absorption signal. According to current situation, it has some advantages in food detect ion such as fastness, accuracy, intactness. However, there are still some shortcomings, and we should further research to solve them in future. 1.前言

磁共振(MRI)检查注意事项

磁共振（MRI）检查注意事项一、磁共振检查的禁忌症 1.带有心脏起搏器及人工瓣膜的病人； 2.带有神经刺激器（如膈肌刺激器）的病人； 3.术后体内置有动脉瘤止血夹的病人； 4.带有心脏人工瓣膜和人工耳蜗的病人； 5.疑有铁磁性植入者，如枪炮伤后存留及眼内铁磁性金属异物的病人； 6.体内有微量输液泵的病人，如胰岛素或化疗药物微量输液泵等； 7.手术后体内用金属钉缝合切口者及置有大块金属植入物如人工股骨头、人工关节、金属假肢、胸椎矫形钢板等； 8.患有幽闭恐惧症的病人； 9.体内有各种内支架者，如血管内支架、胆道、胃肠道支架、泌尿道等支架； 10.危重病人、昏迷躁动、有不自主运动或精神病不能保持静止不动者； 11.妊娠三个月以内的早孕患者；二、填写MRI申请单的注意事项 1.详细标明检查部位。对称器官必须标清左右；胸、腹部检查必

须标明具体器官或检查目的；头颈部检查，如欲观察细小结构，如垂体、内耳等，必须明确标出； 2.认真填写病人信息及病史。详细的病人信息及病史对影像技术人员的扫描方案的确立有很大的帮助。门诊患者详细填写患者信息和病史，为日后随访提供了很大的方便； 3.对扫描范围和扫描序列有特殊要求，可以说明。如脊柱检查，可以根据查体情况说明要检查哪几个椎体。如果其它检查怀疑某处有病变，应详细说明，以使MRI操作员扫描时重点观察。对MRI较为熟悉的医生，可以根据自己的习惯要求扫哪个方位、哪个序列。MRA、MRCP、功能成像等特殊检查，因检查时间长，且可能另收费，临床医生如果需要，必须特殊标明。三、关于增强检查。一般情况下，是否进行增强检查应咨询MRI医生或技术人员，或在观察平扫图像后决定。有时MRI医生要求病人增强，病人来征求临床医生意见，临床医生应积极配合MRI医生的工作，说明增强检查的必要性。一般而言，肿瘤性病变直接平扫加增强。四、对病人的检查前交代 1.说明此检查的意义和必要性，以及有可能出现阴性结果，以减少病人和MRI医生的不必要纠纷。 2.如患者手中有既往影像检查资料，应嘱咐病人进行MRI检查时

核磁共振技术及其应用分解

核磁共振技术及其在食品分析检测中的应用 The Technology of Nuclear Magnetic Resonance and Its Application in food analysis and detection

摘要核磁共振分析技术是利用物理原理, 通过对核磁共振谱线特征参数的测定来分析物质的分子结构与性质.它不破坏被测样品的内部结构, 是一种无损检测方法. 本文重点介绍了核磁共振技术的原理及其在食品中的水分、油脂、玻璃态转变、碳水化合物、蛋白质及品质鉴定等方面的研究进展。关键词：核磁共振技术；应用；食品；分析；检测。

Abstract The technology of nuclear magnetic resonance analysis can be used to determine the structure and the nature of molecules and it is a nondestructive test. This article introduces briefly its principles and its application in food detection was summarized in the aspect of moisture, oil, glass transition, carbohydrate, protein and quality detection. Keywords: technology of the nuclear magnetic resonance; application; food;analysis;detection.

核磁共振技术的应用

核磁共振技术的应用一、简介： 19世纪人们致力于探索化学分子的性质，化学反应第一次能被预言，由此导致了化学工业前所未有的发展。 20世纪上半叶的量子力学革命，使人们能理解分子结构的起因并能计算分子的电子结构。化学键从一系列规则发展成为具有坚实基础的可靠理论。20世纪下半叶，量子力学知识最终得到充分的利用。人们很快认识到：通过紫外、可见、红外光谱区的光谱，分子的分立能级之间的跃迁对于分子的鉴定是非常特征的。同时也认识到X射线衍射对晶体物质分子结构鉴定的重要性。与此同时，质谱成为确定分子的结构学和连接顺序的强有力的方法。最后，核磁共振被认为是研究分子性质的最通用，最权威的技术：从三维结构到分子动力学、化学平衡、化学反应和超分子集体。在以往的50年里，光谱学已经全然改变了化学家、生物学家、生物医学家、材料学家、药学家等的日常工作。光谱技术成为探究大自然中分子内部秘密的最可靠、最有效的手段之一，它们在将来的科学和技术发展中仍将必不可少。建立在（光）波谱学基础上的结构鉴定是化学和物理的边缘科学，是化学的前沿学科之一。NMR波谱学是物理学、化学以及生命科学等多学科研究物质成分、结构和动态强有力的常规工具。它对有机化学、生物化学、材料化学、植物化学、药物化学乃至物理化学、无机化学等均起着积极的推动作用。它在药学、化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质国防、环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。波谱学有很强的理论性，也有很高的应用性，快速、灵敏、准确是它的应用特点。波谱学中的核磁共振是1946年由美国斯坦福大学F. Bloch和哈佛大学E. M. Purcell 各自独立发现的，两人因此获得1952年诺贝尔物理学奖。50多年来，核磁共振不仅形成为一门有完整理论的新兴学科———核磁共振波谱学，而且，在这50年间已有12位科学家因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖。现在，核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段，由于其可深入到物质内部而不破坏样品，并具有迅速、准确、分辨率高等优点而得以迅速发展和广泛应用，在世界的许多大学、研究机构和企业集团，都可以听到核磁共振这个名词，包括我们在日常生活中熟悉的大集团。而且它在化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。已经从物理学渗透到化学、生物、地质、药学、医学、农业、环境、矿业、脑科学、量子计算机、纳米材

核磁共振技术及应用研究进展

科技信息核磁共振（ＮｕｃｌｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ，简称ＮＭＲ）是交变磁场与物质相互作用的一种物理现象，最早于１９４６年被Ｂｌｏｃｈ和Ｐｕｒｃｅｌｌ等人用实验所证实［１］。核磁共振的发现具有十分重要的意义，不仅为量子力学的基本原理提供了直接的验证，而且为多个学科领域的研究提供了一种不可或缺的分析与测量手段。他们二人由于这项重大发现，共同分享了１９５２年的诺贝尔物理奖。最初的核磁共振技术主要用于核物理方面，现今已经被化学，食品，医学，生物学，遗传学以及材料科学等领域广泛采用，已经成为在这些领域开展研究工作的有力工具。在以往的半个世纪中，ＮＭＲ技术经历了几次飞跃。１９４５年ＮＭＲ信号的发现，１９４８年核磁弛豫理论的建立。１９５０年化学位移和耦合的发现以及１９６５年傅立叶变换谱学的诞生，迎来了ＮＭＲ的真正的繁荣期；自从７０年代以来，ＮＭＲ发展异常迅猛，形成了液体高分辨，固体高分辨和ＮＭＲ成像三雄鼎立的新局面。二维ＮＭＲ的发展，使得液体ＮＭＲ的应用迅速扩展到生物领域；交叉极化技术的发展，使５０年代就发明出来的固体魔角旋转技术在材料科学中发挥了巨大的作用；ＮＭＲ成像技术的发展，使ＮＭＲ进入了与人类生命息息相关的医学领域。目前，ＮＭＲ技术已经成为研究高分子链结构的主要手段，对聚合物的构型，构象分析，立体异构的鉴定和序列分布，支化结构的长度和数量，共聚物和共缩聚物组成的定性，定量以及序列结构测定等均有独特的长处［２］。核磁共振技术主要有两个学科分支：核磁共振波谱（Ｎｕ－ｃｌｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）和磁共振成像（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ，简称ＭＲＩ）。核磁共振波谱技术是基于化学位移理论发展起来的，主要用于测定物质的化学成分和分子结构［３］。核磁共振成像技术诞生于１９７３年，它是一种无损测量技术，可以用于获取多种物质的内部结构图像。由于核磁共振可获取的信息丰富，因此应用领域十分广泛，如分析化学、生命科学、材料检测、石油勘探和水资源探查等。１核磁共振的基本原理核磁共振是指原子核在外磁场作用下，其在能级之间共振跃迁的现象。原子核磁性的大小一般用磁矩μ表示，μ具有方向性，μ＝νｈＩ，ｈ是普朗克常数，Ｉ为自旋量子数，简称自旋。旋磁比ν实际上是原子核磁性大小的度量，ν值大表示原子核的磁性强，反之亦然。在天然同位素中，以氢原子核（质子）的ν值最大（４２．６ＭＨｚ／Ｔ），因此检测灵敏度最高，这也是质子首先被选择为ＮＭＲ研究对象的重要原因之一。当把有磁矩的核（Ｉ≠０）置于某磁场中，该原子核在磁场的行为就好似陀螺的运动—— —拉莫尔进动，其频率由下式决定：ω＝２πν。式中ω为角频率，ν为拉莫尔进动频率。当外加射频场的频率与原子核的拉莫尔频率相等时，处于低能态的核便吸收射频能，从低能态跃迁到高能态，此即核磁共振现象。没有自旋的原子核（Ｉ＝０）没有磁矩，这类核观察不到ＮＭＲ信号，如１４Ｃ，１６Ｏ，３２Ｓ等，Ｉ＝１／２的原子核是ＮＭＲ中研究得最多的核，如：１Ｈ，１３Ｃ，１９Ｆ，１５Ｎ等。原子核的角动量通常称为核的自旋，是原子核的一个重要特性。由于原子核由质子和中子组成，质子和中子是具有自旋为１／２的粒子，它们在核内还有相对运动，因而具有相应的轨道角动量。所有核子的轨道角动量和自旋角动量的矢量和就是原子核的自旋。原子核自旋角动量ＰＩ，遵循量子力学的角动量规则，它的大小为：ＰＩ＝［Ｉ（Ｉ＋１）］１／２ｈＩ为整数或半整数Ｉ是核自旋量子数。原子核自旋在空间给定Ｚ方向上的投影ＰＩＺ为：ＰＩＺ＝ｍＩｈ，ｍＩ＝Ｉ，Ｉ－１，…，－Ｉ＋１，－Ｉ其中ｍＩ叫磁量子数。实验发现，所有基态的原子核的自旋都满足下面的规律：偶Ａ核的自旋为整数，其中，偶偶核（质子数和中子数都是偶数）的自旋都为零；奇Ａ核的自旋都是半整数。核子是费米子，因此，核子数Ａ为偶数的原子核是玻色子，遵循玻色—— —爱因斯坦统计；核子数Ａ为奇数的原子核是费米子，遵守费米—— —狄拉克统计。原子核磁矩原子核是一个带电的系统，而且有自旋，所以应该具有磁矩。和原子磁矩相似，原子核磁矩μＩ和原子核角动量ＰＩ有关系式：μＩ＝μＮｇＩ［Ｉ（Ｉ＋１）］１／２μＺ＝ｍＩμＮｇＩ其中，ｇＩ称为原子核的朗德因子，μＮ＝ｅｈ／（２ｍｐ）＝５．０５０８×１０－２７Ｊ／Ｔ，称作核磁子。质子质量ｍｐ比电子质量ｍｅ大１８３６倍，所以核磁子比玻尔磁子小１８３６倍，可见原子核的磁相互作用比电子的磁相互作用弱得多。这个弱的相互作用正是原子光谱的超精细结构的来源。核磁共振由于原子核具有磁矩，当将被测样品放在外磁场Ｂ０中，则与磁场相互作用而获得附加的能量。Ｗ＝－μＩ?Ｂ０＝－ｍＩμＮｇＩＢ０，ｍＩ有２Ｉ＋１取值，即能级分裂成２Ｉ＋１个子能级，根据选择定则△ｍＩ＝±１，两相邻子能级间可以发生跃迁，跃迁能量：△Ｅ＝μＮ－ｇＩＢ０若其能级差△Ｅ与垂直于磁场方向上的电磁波光子的能量相等，则处在不同能级上的磁性核发生受激跃迁，由于处在低能级上的核略多于处在高能级上的核，故其净结果是低能级的核吸收了电磁波的能量ｈ＂跃迁到高能级上，这就是核磁共振吸收。该频率ｖ＝μＮｇＩＢ０／ｈ称为共振频率［４］。２核磁共振技术的实验装置实现核磁共振可采取两种途径：一种是保持外磁场不变，而连续地改变入射电磁波频率；另一种是用一定频率的电磁波照射，而调节磁场的强弱。图１为核磁共振现象的装置示意图，采用调节入射电磁波频率的方法来达到核磁共振。样品装在小瓶中，并置于磁铁两极之间，瓶外绕有线圈，通有由射频振荡器输出的射频电流。于是，由线圈向样品发射电磁波。调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化，当频率正好与核磁共振频率吻合时，射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰，这可以在示波器上显示出来，同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。图１核磁共振实验装置示意图核磁共振技术及应用研究进展临沧师范高等专科学校数理系王东云［摘要］核磁共振分析技术是利用物理原理，通过对核磁共振谱线特征参数的测定来分析物质的分子结构与性质。它不破坏被测样品的内部结构，是一种无损检测方法。本文重点介绍了核磁共振技术的原理及其在化学、生命科学中的应用。［关键词］核磁共振技术原理应用基金项目：本文为临沧师范高等专科学校校级课题。博士?专家论坛３５３ ——

MRI检查前准备

MRI检查前准备及注意事项一、适应证与禁忌证 1.适应证：适用于人体大部分解剖部位和器官疾病的检查，应根据临床需要以及MRI在各解剖部位的应用特点选择。 2.禁忌证：（1）体内装有心脏起搏器，除外起搏器为新型MRI兼容性产品的情况；（2）体内植入电子耳蜗、磁性金属药物灌注泵、神经刺激器等电子装置；（3）妊娠3个月内；（4）眼眶内有磁性金属异物。 3.有下列情况者，需在做好风险评估、成像效果预估的前提下，权衡利弊后慎重考虑是否行MRI检查。（1）体内有弱磁性置入物（如心脏金属瓣膜、血管金属支架、血管夹、螺旋圈、滤器、封堵物等），一般建议在相关术后6～8周再进行检查，且最好采用以下场强设备；（2）体内有金属弹片、金属人工关节、假肢、假体、固定钢板等时，视金属置入物距扫描区域（磁场中心）的距离，在确保人身安全的前提下慎重选择，且建议采用以下场强设备；（3）体内有骨关节固定钢钉、骨螺丝、固定假牙、避孕环等时，考虑产生的金属伪影是否影响检查目标；（4）可短时去除生命监护设备（磁性金属类、电子类）的危重患者；

（5）癫痫发作、神经刺激症、幽闭恐怖症患者；（6）高热患者；（7）妊娠3个月及以上；（8）体内有金属或电子装置植入物者，建议参照产品说明书上的MRI安全提示。二、MRI对比剂使用注意事项 1.核对受检者基本信息及增强检查申请单要求，确认增强检查为必需检查。 2.评估对比剂使用禁忌证及风险，受检者签署对比剂使用风险及注意事项知情同意书。 3.按药品使用说明书正确使用对比剂。 4. 增强检查结束后，受检者需留观15～30min，无不良反应方可离开。病情许可时，受检者应多饮水以利对比剂排泄。 5.孕妇一般不宜使用对比剂，除非已决定终止妊娠或权衡病情依据需要而定。 6.尽量避免大量、重复使用钆对比剂，尤其对于肾功能不全患者，以减少发生迟发反应及肾源性系统纤维化的可能。 7.虽然钆对比剂不良反应发生率较低，但仍需慎重做好预防及处理措施。三、检查前准备 1.核对申请单，确认受检者信息、检查部位、目的和方案。 2.确认有无MRI检查禁忌证。

核磁共振成像技术分析

电磁波成像一、核磁共振成像技术分析 1.基本概况核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging，简称NMRI)，又称自旋成像(spin imaging)，也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)，台湾又称磁振造影，是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance，简称NMR)原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。 2.检测设备及原理核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器，主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。磁铁的功用是产生一个恒定的磁场；探头置于磁极之间，用于探测核磁共振信号；核磁共振谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。采用调节频率的方法来达到核磁共振。由线圈向样品发射电磁波，调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。当频率正好与核磁共振频率吻合时，射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰，这可以在示波器上显示出来，同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。 3.核磁共振成像优缺点磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。具体说来有以下几点优点： 1.对软组织有极好的分辨力。对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT；

磁共振检查适应症

磁共振检查的适应症颅脑MR 检查先天性颅脑发育异常。 1、脑积水。 2、脑萎缩。 3、卒中及脑缺氧：脑梗塞和脑出血等4、脑血管疾病。 5、颅内肿瘤和囊肿。 6、颅脑外伤。 7、颅内感染和其他炎性病变。 8、脑白质病。 9、 ? 4眼及眶区MR 检查眼眶前病变。 1、肌圆锥内、外病变。 2、眼外肌病变。 3、视神经及其鞘病变。 4、眼球病变。 5、 ? 亠鼻部MR 检查鼻咽部良性、恶性病变。 1、 2、喉部良性、恶性病变。四：口腔、颌面部MRI 检查五：胸部MR 检查

1、肺脏。 2、纵膈及肺门。 3、胸膜与胸壁。 4、乳腺。 5、心脏、大血管。六：肝脏、胆系胰腺、脾脏MR检查 1、肝脏、胆系、胰腺、脾脏的原发性或转移性肿瘤，以及肝海绵状血管瘤。 2、肝寄生虫病。 3、弥漫性肝病。 4、肝、胆、脾、胰腺先天性发育异常。 5、胆道梗阻； 6、肝脓肿。 7、肝局限性结节增生和肝炎性假瘤。 8、手术、放疗。化疗及其它治疗效果的随访和观察。 9、胰腺炎及其并发症。七：盆腔MR检查 1、膀胱、输尿管、前列腺、精囊腺、子宫、卵巢及其附件的病变。 2、骨盆及盆腔脏脏的损伤。八：肾脏MR检查九：肾上腺MR检查

十：腹膜腔及腹膜后间隙MR检查」：脊柱MR检查 1、椎管内肿瘤。 2、脊髓病变。 3、脊柱及脊髓外伤性病变。 4、脊柱及脊髓先天性病变。 5、椎间盘突出。 6、椎管狭窄。十二：骨关节和肌肉MR检查十三：胃肠道MR检查【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】

核磁共振及其应用

核磁共振及其应用发布范围：公开2010-02-03 16:26 核磁共振现象是由美国科学家柏塞尔 (E.M.Purcell)和瑞士科学家布洛赫(E.Blo ch)于1945年12月和1946年1月分别独立发现的。他们共享了1952年诺贝尔物理学奖。核磁共振(nuclear magnetic resonan ce)是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场同时作用，且满足一定条件时所发生的共振吸收现象，是一种利用原子核在磁场中的能量变化来获得关于核信息的技术。50多年来，由核磁共振转化为探索物质微观结构和性质的高新技术已取得了惊人的进展。目前，核磁共振已在物理学、化学、材料科学、生命科学等领域得到广泛应用。如同电子具有自旋角动量和自旋磁矩一样，核也具有自旋角动量和自旋磁矩。核自旋即是原子核内所有核子的自旋角动量与轨道角动量的矢量和，其大小，其中I为核自旋量子数。在外磁场方向(设磁场沿z方向)的投影为，称为核自旋磁量子数,I一定时，有(2I +1)个取值。自旋不为零的原子核有磁矩，它与核自旋的关系为，式中为质子的质量，称为核的朗德因子，它取决于核的内部结构与特性，且是一个无量纲的量。于是，旋磁比。核磁子在外磁场(沿z轴)方向的投影

, 其中称作核磁子。通常将取最大值I时的称为核的磁矩，记作 (1) 这磁矩在空间的可能取向如图2所示，它位于核磁矩在外磁场(沿z轴)中旋进的锥面上。磁矩与磁场的相互作用能为（2）由于同一I下有(2I +1)个值，因而原来得一个核能级附加上相互作用能，将会有(2 I +1)个能量值，称为为子能级。相邻两个子能级的能量差(因其值相差为1)为 (3) 例如，氢核的基态核能级，在恒定磁场中的分裂情况如图3所示。已知核磁矩在外磁场的作用下旋进，可以求得其旋进角速度为，若再在垂直于的方向加一个频率在射频范围的交变磁场B (如图4所示)，当其频率与核磁矩旋进频

医学实习报告——核磁共振成像仪的原理和应用

医学实习报告 ——核磁共振成像仪的原理和应用班级：生物医学0902 姓名：xx 日期：2010年1月6日

核磁共振成像仪的原理和应用摘要核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。核磁共振成像仪就是因这项技术而产生的仪器。它是继CT后医学影像学的又一重大进步。自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学、生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术(MRI)。关键词核磁共振、扫描、成像、计算机正文：前言 1930年代，物理学家伊西多?拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。 1946年，美国哈佛大学的珀塞尔和斯坦福大学的布洛赫发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。人们在发现核磁共振现象之后很快就产生了实际用途，早期核磁共振主要用于对核结构和性质的研究，如测量核磁矩、电四极距、及

核自旋等，化学家利用分子结构对氢原子周围磁场产生的影响，发展出了核磁共振谱，用于解析分子结构，随着时间的推移，核磁共振谱技术不断发展，从最初的一维氢谱发展到碳谱、二维核磁共振谱等高级谱图，核磁共振技术解析分子结构的能力也越来越强。进入1990年代以后，人们甚至发展出了依靠核磁共振信息确定蛋白质分子三级结构的技术，使得溶液相蛋白质分子结构的精确测定成为可能。后来核磁共振广泛应用于分子组成和结构分析，生物组织与活体组织分析，病理分析、医疗诊断、产品无损监测等方面。 20世纪70年代，脉冲傅里叶变换核磁共振仪出现了，它使13C 谱的应用也日益增多。仪器结构 MRI是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。其中型台式核磁共振成像仪主要由谱仪、磁体柜、电子柜、梯度柜、监视器等部分组成。

MRI核磁共振成像与CT成像的联系区别

MRI核磁共振成像与CT成像的联系区别一、定义 MR(MａgｎｅtiｃRｅsnａne lamge)中文译为核磁共振成像。它是一种生物磁自旋成像技术。工作原理:是将人体置于特殊的磁场中,用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振,并吸收能量。在射频脉冲停止后，氢原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收的能量释放出来，被体外的接收器收录,经电子计算机处理获得图像，这就叫核磁共振成像。 CT（Cｏmputed Tomoｇrapｈy)中文译为断层扫描。由于Ｘ线球管和探测器是环绕人体某一部位旋转，所以只能做人体横断面的扫描成像。工作原理：人体各种组织(包括正常和异常组织)对X 线的吸收不等。CT即利用这一特性，将人体某一选定层面分成许多立方体小块,这些立方体小块称为体素。Ｘ线通过人体测得每一体素的密度或灰度，即为CT图像上的基本单位，称为像素。它们排列成行列方阵，形成图像矩阵。分析CT图像, 一方面是观察解剖结构，另一方面是了解密度改变。后者可通过测定CＴ值而知，亦可与周围组织的密度对比观察。人体内肿瘤组织因部位、代谢、生长及伴随情况不同,其密度变化各异。CＴ对组织的密度分辨率较高，且为横断面扫描，提高了肿瘤诊断的准确率。二、区别

1、成像面。CT成像为横断面,而MRI可做横断、矢状、冠状和任意切面的成像。 2、分辨率。CT比ＭＲI的空间分辨率高,但只能辨别有密度差的组织，对软组织分辨力不高。MＲI对软组织则有较好的分辨力,如肌肉、脂肪、软骨、筋膜等。 3、各自特点。ＭRＩ固然被认为分子水平上的成像有许多优点,但在氢质子缺乏或含量很少的组织如致密的骨骼、钙化、含气的肺部等,皆无法成像。由于MRＩ成像时间较长，昏迷、躁动病人不能获得清晰的图像,体内有金属异物的患者不能进入磁场,此为禁忌症。所以MRＩ与CT相互不能取代，二者相辅相成。三、肺部影像检查举例对于肺部的影像学检查,CT和MＲI诊断价值基本相似，但各有特点。如MRI在明确肺部肿瘤与血管之间关系上要明显优于ＣT，但在发现肺部小病灶(<5ｍｍ）方面则不如ＣT敏感。此外对于诊断支气管扩张、肺结核、小量气胸等疾病,ＣT可作为常规检查。而对于肺栓塞患者,其MRＩ诊断价值高于CT．对于肺部检查到底是CT好还是ＭＲI好,不能一概而论，应根据具体病情及所需要了解的情况进行选择。

核磁共振成像

磁共振成像技术（核磁共振，MRI）是与CT几乎同步发展起来的医学成像技术。MRI 作为最先进的影像检查技术之一，在许多方面有其独到的优势，尤其是近年来高场磁共振超快速成像与功能成像的出现，使得MRI的优势更为明显。但是，由于国情所限，MRI远没有CT普及，实际工作中，大量的病例本应首选MRI检查，却都进行了CT检查，因此造成的误诊及漏诊屡见不鲜。除病人经济情况的原因之外，临床医生对MRI的了解不足也是一个重要原因。目前关于磁共振成像的书籍虽很多，专业性均很强，信息量也非常大，临床医生很难有时间仔细翻阅，但临床医生又急需了解磁共振的相关知识。鉴于此，我们编写了这本小册子，以期临床医生在阅读之后能够了解磁共振成像的临床应用价值、哪些情况下应当建议病人进行MRI检查、以及一些磁共振基本读片知识。 1 磁共振成像的特点一、无损伤性检查。CT、X线、核医学等检查，病人都要受到电离辐射的危害，而MRI投入临床20多年来，已证实对人体没有明确损害。孕妇可以进行MRI检查而不能进行CT检查。二、多种图像类型。CT、X线只有一种图像类型，即X线吸收率成像。而MRI常用的图像类型就有几十种，且新的技术和序列不断更新，理论上有无限多种图像类型。可根据组织特意性用不同的技术制造对比，制造影像，力求诊断疾病证据充分、客观、可靠。有更丰富的细节和依据方便医师作出明确的诊断，对疾病的治疗前及愈后作出更详细、系统的评估。三、图像对比度高。磁共振图像的软组织对比度要明显高于CT。磁共振的信号来源于氢原子核，人体各处都主要由水、脂肪、蛋白质三种成分构成，它们均含有丰富的氢原子核作为信号源，且三种成分的MRI信号强度明显不同，使得MRI图像的对比度非常高，正常组织与异常组织之间对比更显而易见。CT的信号对比来源于X线吸收率，而软组织的X线吸收率都非常接近，所以MRI的软组织对比度要明显高于CT. 四、任意方位断层。由于我院MRI拥有1.5T高场强主磁体及先进的三维梯度系统逐点获得容积数据，所以可以在任意设定的成像断面上获得图像。五、心血管成像无须造影剂增强。基于MRI特有的时间飞逝法（TOF）和相位对比法（PC）血流成像技术，磁共振血管成像（MRA）与传统的血管造影（DSA）相比，对人体无损伤性（不需要注射造影剂）、费用低、检查方便等优点。且随着MRI技术的不断进步，我院磁共振MRA的图像质量与诊断能力已与DSA非常接近，基于以上MR血管成像特性，MRA完全可作DSA术前筛查以及血管手术后复查。六、代谢、功能成像。MRI的成像原理决定了MRI信号对于组织的化学成分变化极为敏感。我院在高场MRI系统上拥有丰富磁共振功能成像技术，划时代地实现了对于功能性疾病、代谢性疾病的影像诊断，同时也大大提高了对一些疾病的早期诊断能力，甚至可达到分子水平。 2 磁共振成像的原理想获得人体的体层图像，任何成像系统都需要解决三方面问题：图像信号的来源、图像组织对比度的来源、图像空间信息的来源。磁共振成像也同样要解决这些问题。现对磁共振成像的原理作一简单介绍。 2.1 核磁共振信号的来源磁共振成像，是依靠核磁共振现象来成像的。核磁共振现象，是指处于静磁场中的原子核系统受到一定频率的电磁波作用时，将在他们的磁能级间产生共振跃迁。上述过程，是原子核与磁场发生的共振，所以称为核磁共振，因为“核”字涉嫌核辐射，所以业内将其改称为磁共振。氢原子是人体中含量最多的元素，它的核只有一个质子，是最活跃、最易受磁场影响的原子核。所以磁共振成像采集的是氢原子核的信号。业内常把氢原子核简称为质子。核磁共振现象是一个无法直观观察的现象，理解起来较为抽象，在此只作简要解释。层厚、层间距。MRI中层厚的概念与CT是一致的。层间距与非螺旋CT的层间距概念一致。层间距一般显示为层厚加上两层之间的间隔。如果层间距大于层厚，两层之间就有未扫描到的区域，需要注意是否有遗漏病灶的可能性。扫描矩阵（resolution）。扫描矩阵代表扫描时图像点阵的密度。扫描矩阵越大，图像空间分辨率越高，但信噪比就越低；扫描矩阵越小，

核磁共振技术在医学领域的运用前景分析

核磁共振技术在医学领域的运用前景分析发表时间：2018-05-29T17:24:00.410Z 来源：《健康世界》2018年6期作者：唐光荣 [导读] 本文简单介绍了核磁共振技术的基本原理以及其在化学、医学领域的不同运用情况，以及优势所在唐光荣文山州疾病预防控制中心云南文山 663099 本文简单介绍了核磁共振技术的基本原理以及其在化学、医学领域的不同运用情况，以及优势所在，并对这项技术在精神卫生领域的发展前景进行分析和预测。核磁共振波谱法是化学运用中重要的一种波谱学。目前，与核磁共振技术的研究已经获得了五次诺贝尔奖，可见核磁共振技术在科学研究工作中占有举足轻重的地位，从1993年制出第一台核磁共振谱仪以来，核磁共振技术获得了飞速的发展，运用领域得到广泛发展，在医学领域也通过这一技术进行对人体进行分析和诊断，帮助医生快速找到病灶，从而对症下药。一、技术背景二十世纪三十年代，伊西多·拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。1946年，费利克斯·布洛赫和爱德华·珀塞尔发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。为此他们两人获得了1952年度诺贝尔物理学奖。人们在发现核磁共振现象之后很快就产生了实际用途，化学家利用分子结构对氢原子周围磁场产生的影响，发展出了核磁共振谱，用于解析分子结构，随着时间的推移，核磁共振谱技术从最初的一维氢谱（1H NMR）发展到13C谱、二维核磁共振谱等高级谱图，核磁共振技术解析分子结构的能力也越来越强，进入1990年以后，发展出了依靠核磁共振信息确定蛋白质分子三级结构的技术，使得溶液相蛋白质分子结构的精确测定成为可能。另一方面，医学家们发现水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象，利用这一现象可以获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制人体内部结构，在这一理论基础上，1969年纽约州立大学南部医学中心的达马迪安通过测核磁共振的弛豫时间成功地将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来，在达马迪安新技术的启发下纽约州立大学石溪分校的物理学家保罗·劳特伯于1973年开发出了基于核磁共振现象的成像技术（MRI），并且应用设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊的内部结构图像。劳特伯尔之后，MRI技术日趋成熟，应用范围日益广泛，成为一项常规的医学检测手段，广泛应用于帕金森病、多发性硬化症等脑部疾病，脊椎病变以及癌症的诊断。二、技术原理核磁共振波谱法是化学运用中最重要的一种谱学。它是通过研究处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收进而获得有关化合物分子结构信息的办法。原子核由质子和中子组成，不同的核有不同的自旋量子数I，凡I值非零的原子核即具有自旋角动量P，由于原子核是带正电粒子，故自旋可导致核电荷作循环运动，产生一定的磁场，同时产生磁矩μ，则存在以下公式：μ=γ*P式中，γ成为磁旋比，是原子核的重要属性，每种核都有其特定值，该值越大，则其磁性越强，检测的灵敏度越高，信号越易被观察，在天然同位素中H核的γ最大，故其被作为首选研究对象。 MRI是一台巨大的圆筒状机器，主要有三大基本构件组成，即磁体部分、磁共振波谱仪部分、数据处理和图像重建部分，主磁体用以提供强大的静磁场，而且要求较大的空间范围（能容纳病人），保持高度均匀的磁场强度；磁共振波谱仪主要包括射频发射部分和一套磁共振信号的接收系统；在数据处理和图像重建部分中，磁共振信号首先通过变换器变为数字量，并存入暂存器。图像处理机按所需方法处理原始数据，获得磁共振的不同参数图像，并存入图像存储器能在受检者的周围制造一个强烈磁场区的环境，借由无线电波的脉冲撞击身体细胞中的氢原子核，改变身体内氢原子的排列，当氢原子再次进入适当的位置排列时，会发出无线电讯号，此讯号借由电脑的接收并加以分析及转换处理，可将身体构造及器官中的氢原子活动，转换成2D影像，因MRI运用了生化、物理特性来区分组织，获得的影像会比电脑断层更加详细。三、目前在医学领域的运用人体内含有丰富的水，不同的组织，水的含量也各不相同，如果能够探测到这些水的分布信息，就能够绘制出一幅比较完整的人体内部结构图像，核磁共振成像技术就是通过识别水分子中氢原子信号的分布来推测水分子在人体内的分布，进而探测人体内部结构的技术。核磁共振成像仪在垂直于主磁场方向会提供两个相互垂直的梯度磁场，这样在人体内磁场的分布就会随着空间位置的变化而变化，每一个位置都会有一个强度不同、方向不同的磁场，这样，位于人体不同部位的氢原子就会对不同的射频场信号产生反应，通过记录这一反应，并加以计算处理，可以获得水分子在空间中分布的信息，从而获得人体内部结构的图像。 MRI所获得的图像非常清晰精细，大大提高了医生的诊断效率，避免了创伤性探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂，因此是相对安全环保的检查。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像，其分辨力高，能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系，对病灶能更好地进行定位定性。由此指导更为精确的手术和放射治疗，尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。医学领域中的第一台 MRI 设备是上世纪 80年代初研发出来后，到 2002 年，全世界使用的核磁共振成像仪共有两万多台，进行了约 6000万/人次的检查。同时，MRI 还可以替代部分血管造影检查，由于它不侵入人体，因而能减轻许多病人的痛苦，它图像反差好，密度层次分辨率高，对软组织尤其有用。由于MRI 装置是通过电子计算机来调节和控制三维的梯度场方向，不受机械方面的限制，这就完全自由地按医生需要随心所欲选择层面，获得任意层面的图像。由于它具有极大的灵巧性，能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像，空间分辨率达1.0mm左右。 MRI的优点是可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响；缺点是带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MRI的检查，另外价格相对昂贵。四、未来发展前景人脑是如何思维的，一直是个谜，而且是科学家们关注的重要课题。而利用 MRI 的脑功能成像技术则有助于我们在活体和整体水平

核磁共振技术及应用综述

核磁共振的成像原理

核磁共振的成像原理核磁共振成像术又叫磁共振成像术，简称核磁共振、磁共振或核磁，是80年代发展起来的一种全新的影像检查技术。它的全称是：核磁共振电子计算机断层扫描术(简称MRI--CT 或者MRl)。什么是核磁共振成像技术呢?简单地说，就是利用核磁共振成像技术(英文简写MRI、MR或NMR，法文简写RMN)进行医学诊断的一种新颖的医学影像技术。核磁共振是一种物理现象，早在1946年就被美国的布劳克和相塞尔等人分。别发现，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学等领域，用作研究物质的分子结构。直到1971年，美国人达曼迪恩才提出，将核磁共振用于医学的诊断，当时，未能被科学界所接受。然而，仅仅10 年的时间，到1981年，就取得了人体全身核磁共振的图像。使人们长期以来，设想用无损伤的方法，既能取得活体器官和组织的详细诊断图像，又能监测活体器官和组织中的化学成分和反应的梦想终于得以实现。核磁共振完全不同于传统的X线和CT，它是一种生物磁自旋成像技术，利用人体中的遍布全身的氢原子在外加的强磁场内受到射频脉冲的激发，产生核磁共振现象，经过空间编码技术，用探测器检测并接受以电磁形式放出的核磁共振信号，输入计算机，经过数据处理转换，最后将人体各组织的形态形成图像，以作诊断。核磁共振所获得的图像异常清晰、精细、分辨率高，对比度好，信息量大，特别对软组织层次显示得好。使医生如同直接看到了人体内部组织那样清晰、明了，大大提高了诊断效率。避免了许多以往因手术前诊断不明而不得不进行的开颅、开胸、开腹探查及其他的一些探查诊断性手术，使病人避免了不必要的手术痛苦以及探查性手术所带来的副损伤及并发症。所以它一出现就受到影像工作者和临床医生的欢迎，目前已普遍的应用于临床，对一些疾病的诊断成为必不可少的检查手段。核磁共振提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，它是一项革命性的影像诊断技术。因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。 80年代美国政府开始批准核磁共振机的商品化生产，并开始临床应用。我国从1985年引进第1台核磁共振机至今已有超过1000台在工作，目前医生们越来越认识到它在诊断各种疾病中的重要作用，其使用范围也越来越广泛。

磁共振检查能吃饭吗

全国体检预约平台全国体检预约平台磁共振检查能吃饭吗? 现代人热衷于磁共振检查，为了检查结果的准确性，医生总会叮嘱检查者各种注意事项。那么，磁共振检查能吃饭吗?这是不少人关心的话题。做腹部肝、胆、胰、脾、肾等检查时，请于检查前4小时禁食;并需要您检查过程中保持呼吸平稳，切忌咳嗽或进行吞咽动作。以下就是核磁共振成像检查注意事项： 1.核磁共振检查由于检查时间相对较长，每日检查人数有限，为核磁共振成像。避免您长时间等待，需要医生开单预约，按预约时间前去检查。 2.检查前请取下一切含金属的物品，如金属手表、眼镜、项链、义齿、义眼、钮扣、皮带、助听器等;否则，检查时可能影响磁场的均匀性，造成图像的干扰，形成伪影，不利于病灶的显示，并可能造成个人财物不必要的损失及磁共振机的损伤。 3.如果您装有心脏超搏器、人工心脏金属瓣膜、血管金属夹、眼球内金属异物、体内有铁质异物、胰岛素泵、神经刺激器，以及妊娠三个月以内，不能做此检查，以免发生意外。 4. 昏迷、危重及不能配合的患者不能进行核磁共振检查。 5.做盆腔部位检查时，需要膀胱充盈，请检查前不要解小便。 6.做腹部肝、胆、胰、脾、肾等检查时，请于检查前4小时禁食;并需要您检查过程中保持呼吸平稳，切忌咳嗽或进行吞咽动作。 7.头颅及神经系统检查时，不需要特殊准备。 8.核磁共振检查对饮食、药物没有特别要求。 9.完成一次磁共振检查需要半小时左右，检查过程中，您会听到机器发出的嗡嗡声，此时请尽量静卧，平衡呼吸，身体勿做任何移动，以免影响图像质量。 10.磁共振扫描过程中请身体(皮肤)不要直接触磁体内壁及各种导线，防止皮肤灼伤。大家在做磁共振前一定要有思想准备，不要急躁，害怕，要听从医生的指导，耐心配合。本文来源：深圳入职体检https://www.360docs.net/doc/a217674681.html,/0755/cl/t40

核磁共振技术仍然保持着巨大的吸引力

核磁共振技术及应用-综述

磁共振(MRI)检查注意事项

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