核磁共振
核磁共振是什么-核磁共振的基本原理
核磁共振是什么-核磁共振的基本原理核磁共振是什么-核磁共振的基本原理大家知道什么是核磁共振吗?以下是PINCAI小编整理的关于核磁共振的相关内容，欢迎阅读和参考!核磁共振是什么_核磁共振的基本原理核磁共振是什么核磁共振是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。
核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。
核磁共振应用：核磁共振成像(MRI)检查已经成为一种常见的影像检查方式，核磁共振成像作为一种新型的影像检查技术，不会对人体健康有影响，但六类人群不适宜进行核磁共振检查：即使安装心脏起搏器的人、有或疑有眼球内金属异物的人、动脉瘤银夹结扎术的人、体内金属异物存留或金属假体的人、有生命危险的危重病人、幽闭恐惧症患者等。
不能把监护仪器、抢救器材等带进核磁共振检查室。
另外，怀孕不到3个月的孕妇，最好也不要做核磁共振检查。
核磁共振的基本原理原子核的自旋核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。
不同的原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。
自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系，大致分为三种情况，如下表。
分类质量数原子序数自旋量子数INMR信号I偶数偶数无II偶数奇数1,2,3，…(I为整数)有III奇数奇数或偶数0.5,1.5，2.5，…(I为半整数)有I值为零的原子核可以看做是一种非自旋的`球体，I为1/2的原子核可以看做是一种电荷分布均匀的自旋球体，1H，13C，15N，19F，31P的I均为1/2，它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体。
I大于1/2的原子核可以看做是一种电荷分布不均匀的自旋椭球体。
[2] 核磁共振现象原子核是带正电荷的粒子，不能自旋的核没有磁矩，能自旋的核有循环的电流，会产生磁场，形成磁矩(μ)。
μ=γP式中，P是角动量矩，γ是磁旋比，它是自旋核的磁矩和角动量矩之间的比值，因此是各种核的特征常数。
核磁共振介绍范文
核磁共振介绍范文核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种基于原子核在外加恒定磁场和交变磁场作用下的响应现象进行研究的物理技术。
核磁共振技术通过测量原子核自旋和核磁矩在恒定磁场中能级的分裂与吸收来研究物质的结构和性质，广泛应用于物理学、化学、生物学和医学等领域。
核磁共振的基本原理是原子核在外加磁场下由于空间取向差异而产生的能级分裂和能量的跃迁。
当物质置于外加恒定磁场中时，原子核的自旋呈取向分裂。
如氢原子核，由于其自旋为1/2，因此在外加磁场下，其能态分裂为两个能级，分别为α态和β态。
当核磁共振仪施加一个频率与能级差别相同的交变磁场时，会使能级之间产生共振跃迁。
这个频率称为拉莫尔频率，通常是射频范围。
共振现象可以分为吸收和发射两种，吸收与发射频率相同。
核磁共振的实验装置主要包括磁场系统、射频系统和检测系统。
磁场系统包括主磁场和梯度磁场。
主磁场通常是一个强大的稳定恒定磁场，用来获得精确的原子核共振频率。
梯度磁场是在主磁场的基础上添加的一系列变化的磁场，用来实现空间定位和图像构建。
射频系统用于提供适当的射频信号，以匹配原子核共振的频率，从而导致共振跃迁。
检测系统通过检测共振跃迁事件的信号，来测量和记录物质的核磁共振信号。
核磁共振技术在物理学、化学和生物学等领域有广泛的应用。
在物理学领域，核磁共振用于研究物质的电子结构、磁性和电输运性质等。
在化学领域，核磁共振是一种非常重要的结构解析技术，可以通过观察和分析不同核的共振信号，确定分子的结构和构型。
在生物学领域，核磁共振可用于研究生物大分子（如蛋白质、核酸等）的结构和功能。
此外，核磁共振还被广泛应用于医学诊断，特别是在核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术中，可以非常清晰地观察人体内部结构，用于筛查和诊断多种疾病。
核磁共振的应用离不开核磁共振谱图的研究和分析。
核磁共振谱是通过测量物质的核磁共振信号强度和频率来获得的，可以提供有关物质分子的结构和动态性质的重要信息。
核磁的名词解释
核磁的名词解释核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)是一种非常重要且广泛应用的科学技术。
它凭借对原子核磁矩的探测和分析，使得科学家们能够研究物质的结构和性质。
一、什么是核磁？核磁共振是基于原子核的性质而建立的一种谱学分析技术。
在一个恒定的磁场中，原子核会具有自旋，类似于地球自转。
由于自旋而产生的磁矩与原子核周围的环境会产生相互作用。
通过对这种相互作用的观察和分析，就可以得到关于原子核的信息。
二、核磁共振的基本原理核磁共振的基本原理可以简单概括为三个步骤：制备、激发和检测。
1. 制备：首先，将样品放入一个强磁场中，通常是一个恒定的外加磁场。
在这个强磁场中，不同的原子核会因为其自旋取向的不同而有不同的能级分裂。
2. 激发：在制备好的磁场中，在某个特定的能级之间进行能级跃迁，使得原子核从一个能级跃迁到另一个能级。
这个过程可以通过向样品中辐射射频脉冲来实现。
3. 检测：当原子核发生跃迁时，会释放能量。
这个能量可以被探测器捕捉，并转化成能够得到的信号。
通过分析和处理这个信号，可以了解原子核的组成和周围环境。
三、核磁共振的应用领域核磁共振在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个主要领域的应用：1. 化学：核磁共振谱可以帮助化学家确定有机物分子的结构，提供它的有关信息，如官能团的存在和位置等。
这对于合成和分析有机化合物非常重要。
2. 材料科学：核磁共振谱可以帮助研究人员了解材料的结构和性质，例如表面的化学环境、材料的纳米结构以及材料的热力学性质等。
3. 生物医学：核磁共振成像技术（magnetic resonance imaging，MRI）是医学影像学中常用的技术之一，可以通过扫描人体内部显像，诊断和观察疾病，如肿瘤和器官功能障碍。
4. 地球科学：核磁共振谱对研究地球内部物质的结构、性质以及地质环境等方面非常有帮助，如研究岩石和土壤中的组成、地下水的运动和分布等。
5. 生物化学：核磁共振可以通过研究蛋白质、核酸以及其他生物大分子的结构和动力学，来帮助解析生物分子之间的相互作用和反应机制，从而为药物研发和进一步研究提供重要的信息。
核磁共振检查什么
核磁共振检查什么引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种非侵入性、无辐射的医学影像检查技术，由于其高分辨率和多参数功能，被广泛应用于临床医学领域。
核磁共振检查可以提供大量详细的解剖和功能信息，帮助医生准确诊断疾病并制定合理的治疗方案。
本文将详细介绍核磁共振检查适用于哪些病症以及它在这些病症中的应用。
1. 脑部核磁共振检查脑部核磁共振检查是最常见的核磁共振应用之一，广泛用于脑部疾病的诊断和评估。
它可以检测脑部结构的异常，如肿瘤、出血、感染和脑血管病变等。
此外，脑部核磁共振还可以提供关于脑组织的代谢信息，如脑梗死、代谢性疾病和癫痫发作。
2. 脊柱核磁共振检查脊柱核磁共振检查主要用于评估脊柱和脊髓的疾病，特别是椎间盘突出、脊髓损伤和脊柱肿瘤等。
它可以帮助医生确定疾病的位置、大小和形态，指导手术治疗和康复计划。
3. 心脏核磁共振检查心脏核磁共振检查是一种无创性评估心脏结构和功能的技术，广泛用于心脏病的诊断和治疗。
它可以提供关于心脏壁运动、心脏腔的大小和形态、心室流量和心脏瓣膜的功能等信息。
心脏核磁共振还可以评估冠状动脉疾病、心脏肥厚和心肌梗死等心脏病变。
4. 肝脏核磁共振检查肝脏核磁共振检查主要用于评估肝脏疾病，如肝肿瘤、肝纤维化和肝内胆管疾病等。
它可以提供关于肝脏结构、血供和代谢功能的详细信息，帮助医生制定肝脏疾病的治疗方案。
5. 骨骼核磁共振检查骨骼核磁共振检查主要用于评估骨骼系统的疾病，如骨折、骨肿瘤和骨关节炎等。
它可以提供关于骨骼结构、骨骼肌肉的关系和动力学信息等。
骨骼核磁共振还可以评估关节软骨的损伤和退化，指导关节置换手术和康复计划。
6. 乳腺核磁共振检查乳腺核磁共振检查主要用于早期发现乳腺癌和乳腺疾病。
它可以提供关于乳腺结构、组织密度、肿块的形态和动态变化等信息，对于乳腺肿瘤的定位和分期非常有帮助。
7. 盆腔核磁共振检查盆腔核磁共振检查主要用于评估盆腔器官的解剖和病变，如子宫肌瘤、卵巢肿瘤和子宫内膜异位等。
健康科普——核磁共振技术
健康科普——核磁共振技术近些年来，随着医疗技术水平的不断提高，核心共振技术也有所进步。
提到磁共振检查，相信大家都不会感到陌生。
与其他的技术相比较而言，核磁共振技术能够及早发现病变、甄别良恶性质，无电离辐射等优势，被越来越多的人选择。
但是同时其也有一些不足之处，如检查时间长等。
今天就带大家来一起了解一下核磁共振技术吧。
1、什么是核磁共振技术核磁共振技术，即NMR，主要是一种通过基于磁性核子的磁性特性原理成像（核磁共振成像MRI），对人体疾病进行检查的物理分析技术。
现阶段，该技术在生物医学、材料科学、化学等多个领域都有广泛的应用。
2、核磁共振技术有哪些优缺点2.1优点通常情况下，核磁共振技术的优点主要包括以下几点：第一，没有辐射和X射线暴露的危险，且优于X线和CT检查。
因此，多被应用于生殖系统、乳房、孕妇及新生儿的疾病诊断方面；第二，具有良好的分辨力，优于CT检查，可以很好地分辨软组织和骨骼；第三，由于各种参数均可以用来成像，而多个成像参数能够提供更多、更丰富的数据信息，如肝炎、肝硬化、肝癌的T1值不同，如果做T1的加权图像，则可以有效的区别这三种疾病，而且还可以辨别疾病的良、恶性质；第三，可以有效地诊断心脏病变；第四，与CT只能获取人体长轴垂直横断面相比较而言，核磁共振技术可以通过调节磁场来自由的选择剖面。
2.2缺点MRI作为影像诊断，很多病变单凭MRI依旧是无法确诊的，不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断。
通常情况下，核磁共振技术的缺点主要包括以下几点：第一，检查费用相对较高；第二，空间分辨率较差；第三，检查时间相对较久，部分患者无法有效地配合医生检查；第四，噪音较大，可能会在一定程度上影响患者的听力。
3、核磁共振适应症有哪些第一，神经系统病变，如，肿瘤、梗死、出血、变性、先天畸形、感染等等；第二，脊髓脊椎的病变，如，脊椎的肿瘤、萎缩、变性、外伤椎间盘病变等等；第三，心脏大血管的病变，如心脏病、心包积液、心肌病等；第四，胸部病变，如纵隔内的肿物、淋巴结以及胸膜病变等，可以显示肺内团块与较大气管和血管的关系等；第五，腹部器官，如肝癌、肝血管瘤及肝囊肿的诊断与鉴别诊断，腹内肿块的诊断与鉴别诊断，尤其是腹膜后的病变。
核磁共振基本原理
核磁共振基本原理
核磁共振（NMR）是一种基于原子核的特性的物理现象。
它利用核自旋在外加磁场作用下的磁矩矢量在频率为共振频率的射频脉冲激励下发生能量吸收或放射，这种现象被称为核磁共振现象。
核磁共振基本原理可用经典物理学和量子力学来解释。
经典物理学视角下，原子核带有正电荷，并绕着自身轴线旋转，形成自旋磁矩。
当外加磁场施加到样品中时，磁矩会顺应磁场方向而取向。
然后，通过施加射频脉冲，可以使自旋发生共振，这样能量可以从脉冲中转移到样品中。
在量子力学角度下，原子核自旋有一个量子数，通常用I来表示。
自旋量子数决定了自旋磁矩的大小和方向。
当原子核处于磁场中时，它可以在两个能量态之间跃迁，形成能级结构。
这些能级之间的距离正好对应共振频率。
核磁共振的实验需要一个强而均匀的磁场，通常通过超导磁体来提供。
样品放置在磁场中，使样品中的原子核自旋取向于磁场方向。
然后，通过施加射频脉冲并改变频率，可以观察到能量的吸收和放射，进而得到核磁共振信号。
核磁共振技术在化学、生物学、医学等领域具有广泛的应用。
通过分析核磁共振谱图，可以确定物质的结构、组成以及动力学性质。
此外，核磁共振成像（MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，可以用于检测人体内部的结构和功能，如诊断疾病和研究脑功能等。
总之，核磁共振是一种利用原子核的自旋磁矩在外加磁场和射频脉冲作用下发生能量吸收或放射的物理现象。
基于这一现象，核磁共振技术在许多领域中得到了广泛应用。
核磁共振技术的原理及应用
核磁共振技术的原理及应用1. 原理核磁共振技术，简称NMR（Nuclear Magnetic Resonance），是一种基于原子核的磁性性质进行分析的技术。
它利用原子核具有自旋的特性，当处于一个相干的磁场中时，原子核可以吸收能量并发生共振现象。
核磁共振的原理可以简单描述为以下几个步骤：•第一步，将待分析的样品置于强磁场中，使得样品的原子核自旋与外加磁场方向平行或反平行。
•第二步，通过向样品施加射频脉冲，使原子核发生共振现象，跳跃到高能级状态。
•第三步，停止射频脉冲，原子核回到基态状态，并通过放射出能量的方式恢复到基态。
•第四步，检测和记录原子核放射出的能量，得到核磁共振信号。
2. 应用核磁共振技术在各个领域具有广泛的应用，下面列举了一些主要应用：2.1 化学分析核磁共振技术在化学分析中起到了重要的作用。
它可以对有机化合物的结构进行表征和鉴定。
通过识别核磁共振信号的化学位移和积分强度，可以确定物质的分子结构、官能团等信息，加深对物质的理解。
2.2 生物医学核磁共振技术在生物医学领域有着广泛的应用。
通过核磁共振成像（MRI），可以对人体内部的器官、组织进行非侵入性的检查和观察。
MRI技术不需要使用放射线，对人体没有明显的伤害，因此成为一种常用的医学成像技术。
2.3 材料科学核磁共振技术在材料科学研究中有着重要的作用。
通过核磁共振谱学（NMR Spectroscopy），可以对材料的结构和性质进行表征。
例如，可以通过观察核磁共振信号的演变，了解材料中分子的运动情况，从而对材料的热力学性质和动力学行为有更深入的认识。
2.4 地质探测核磁共振技术在地质探测领域也有着一定的应用。
通过对地下岩层的核磁共振信号进行分析，可以推断出岩层中矿物质的类型、含量和分布情况等信息。
这对于矿产资源的勘探和开发具有重要的意义。
2.5 石油勘探核磁共振技术在石油勘探领域起到了重要的作用。
通过核磁共振测井技术，可以对井内岩石的孔隙结构和孔隙度进行测量，从而对储层属性进行评价。
什么是核磁共振
什么是核磁共振核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种研究物质内究竟组成什么、构造到底如何的非凡技术。
它以其准确量测出大自然中分子结构的能力，堪称皮尔森心理学和普里姆经济学两大奖项创始人之一，荷兰物理学家拉尔夫·皮尔森（Ralph H. Pieterson）提出的启示。
本文致力于为大家详尽解释核磁共振带来的好处，以及它的应用方式：1、定义和工作原理核磁共振，又称NMR，是一种多用途的分子成像技术。
它通过精确测量分子核的磁性信号来分析构型，可以用来研究分子的构型和位置。
它的基本原理是核磁共振检测器注入到内部的辐射，当辐射扫描分子内部时，结构内的核自旋会沿着辐射方向旋转并发射信号，而这些信号被检测器捕捉并进行分析，以给出物质的分子层面构型信息。
2、核磁共振的优势与劣势（1）优势：（1）可以精确测量分子核的磁性成分；（2）可以用来研究分子的构型和位置；（3）用计算机处理数据，可以得到准确的结构；（4）NMR仪器的设计使其变得越来越易于运作和维护，同时也可以提供比以往更高的精度和更强的信号。
（2）劣势：（1）需要非常低的温度才能实现有效检测；（2）扫描速度较慢，因此不适用于动态研究；（3）由于NMR仪器的高价格，很多学校实验室并不能拥有。
3、核磁共振的应用核磁共振技术可以用于各种领域，包括材料结构研究、药物设计和发现、生物氨基酸测序、蛋白质结构分析、基因组中的分子标记研究以及医学成像研究等。
（1）材料结构研究：核磁共振能够非常精确分析结构和化学组成，可用于研究改性材料、复合材料和结构亚单位的构型细节，以及检测各种对有机分子构型、化学组分和结构空位有影响的应力，从而更好地测量、模拟和理解材料特性。
（2）药物研究：利用NMR技术可以精细描述药物构象类型及其各分子之间在受到特定条件时的变化，从而为药物分子的设计和改造提供重要的准确数据和信息，并有助于开展药物设计理论研究。
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核磁共振的意义与研究摘要：由核磁共振提供的信息，可以分析各种有机和无机物的分子结构。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）；可判断该原子在分子中所处的位置及相对数目，用于进行定量分析及分子量的测定，并对有机化合物进行结构分析。
可以直接研究溶液和活细胞中分子量较小(20 kDa以下)的蛋白质、核酸以及其他分子的结构，而不损伤细胞应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科）基本介绍核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance即NMR）是处于静磁场中的原子核在另一交变电磁场作用下发生的物理现象。
通常人们所说的核磁共振指的是利用核磁共振现象获取分子结构、人体内部结构信息的技术。
并不是所有原子核都能产生这种现象，原子核能产生核磁共振现象是因为具有核自旋。
原子核自旋产生磁矩，当核磁矩处于静止外磁场中时产生进动核和能级分裂。
在交变磁场作用下，自旋核会吸收特定频率的电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。
这种过程就是核磁共振。
共振成像(MRI)又叫核磁共振成像技术。
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。
其基本原理：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。
在停止射频脉冲后，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，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫做核磁共振成像。
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)。
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。
MRI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，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。
它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，不会产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。
MRI对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。
MRI也存在不足之处。
它的空间分辨率不及CT，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，另外价格比较昂贵。
技术发展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。
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年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，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，核磁共振谱技术不断发展，从最初的一维氢谱发展到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。
1946年，美国哈佛大学的珀塞尔和斯坦福大学的布洛赫宣布，他们发现了核磁共振核磁共振NMR。
两人因此获得了1952年诺贝尔奖。
核磁共振是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场（处在无线电波波段）同时作用下，当满足一定条件时，会产生共振吸收现象。
核磁共振很快成为一种探索、研究物质微观结构和性质的高新技术。
目前，核磁共振已在物理、化学、材料科学、生命科学和医学等领域中得到了广泛应用。
原子核由质子和中子组成，它们均存在固有磁矩。
可通俗的理解为它们在磁场中的行为就像一根根小磁针。
原子核在外加磁场作用下，核磁矩与磁场相互作用导致能级分裂，能级差与外加磁场强度成正比。
如果再同时加一个与能级间隔相应的交变电磁场，就可以引起原子核的能级跃迁，产生核磁共振。
可见，它的基本原理与原子的共振吸收现象类似。
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，后来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。
对于孤立的氢原子核（也就是质子），当磁场为1.4T时，共振频率为59.6MHz，相应的电磁波为波长5米的无线电波。
但在化合物分子中，这个共振频率还与氢核所处的化学环境有关，处在不同化学环境中的氢核有不同的共振频率，称为化学位移。
这是由核外电子云对磁场的屏蔽作用、诱导效应、共厄效应等原因引起的。
同时由于分子间各原子的相互作用，还会产生自旋-耦合裂分。
利用化学位移与裂分数目，就可以推测化合物尤其是有机物的分子结构。
这就是核磁共振的波谱分析。
20世纪70年代，脉冲傅里叶变换核磁共振仪出现了，它使C13谱的应用也日益增多。
用核磁共振法进行材料成分和结构分析有精度高、对样品限制少、不破坏样品等优点。
最早的核磁共振成像实验是由1973年劳特伯发表的，并立刻引起了广泛重视，短短10年间就进入了临床应用阶段。
作用在样品上有一稳定磁场和一个交变电磁场，去掉电磁场后，处在激发态的核可以跃迁到低能级，辐射出电磁波，同时可以在线圈中感应出电压信号，称为核磁共振信号。
人体组织中由于存在大量水和碳氢化合物而含有大量的氢核，一般用氢核得到的信号比其他核大1000倍以上。
正常组织与病变组织的电压信号不同，结合CT技术，即电子计算机断层扫描技术，可以得到人体组织的任意断面图像，尤其对软组织的病变诊断，更显示了它的优点，而且对病变部位非常敏感，图像也很清晰。
核磁共振成像研究中，一个前沿课题是对人脑的功能和高级思维活动进行研究的功能性核磁共振成像。
人们对大脑组织已经很了解，但对大脑如何工作以及为何有如此高级的功能却知之甚少。
美国贝尔实验室于1988年开始了这方面的研究，美国政府还将20世纪90年代确定为“脑的十年”。
用核磁共振技术可以直接对生物活体进行观测，而且被测对象意识清醒，还具有无辐射损伤、成像速度快、时空分辨率高（可分别达到100μm 和几十ms）、可检测多种核素、化学位移有选择性等优点。
美国威斯康星医院已拍摄了数千张人脑工作时的实况图像，有望在不久的将来揭开人脑工作的奥秘。
若将核磁共振的频率变数增加到两个或多个，可以实现二维或多维核磁共振，从而获得比一维核磁共振更多的信息。
目前核磁共振成像应用仅限于氢核，但从实际应用的需要，还要求可以对其他一些核如：C13、N14、P31、S33、Na23、I127等进行核磁共振成像。
C13已经进入实用阶段，但仍需要进一步扩大和深入。
核磁共振与其他物理效应如穆斯堡尔效应（γ射线的无反冲共振吸收效应）、电子自旋共振等的结合可以获得更多有价值的信息，无论在理论上还是在实际应用中都有重要意义。
核磁共振拥有广泛的应用前景，伴随着脉冲傅里叶技术已经取得了一次突破，使C13谱进入应用阶段，有理由相信，其它核的谱图进入应用阶段应为期不远。
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医学博士达马迪安通过测核磁共振的弛豫时间成功的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·劳特伯尔于1973年开发出了基于核磁共振现象的成像技术(MRI)，并且应用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊地内部结构图像。
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，广泛应用于帕金森氏症、多发性硬化症等脑部与脊椎病变以及癌症的治疗和诊断。
2003年，保罗·劳特伯尔和英国诺丁汉大学教授彼得·曼斯菲尔因为他们在核磁共振成像技术方面的贡献获得了当年度的诺贝尔生理学或医学奖。
其基本原理：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。
在停止射频脉冲后，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，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫做核磁共振成像。
科学原理核磁共振现象来源于原子核的自旋角动量在外加磁场作用下的进动。
根据量子力学原理，原子核与电子一样，也具有自旋角动量，其自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数决定，实验结果显示，不同类型的原子核自旋量子数也不同：质量数和质子数均为偶数的原子核，自旋量子数为0 ，即I=0，如12C,16O,32S等，这类原子核没有自旋现象，称为非磁性核。
质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，如1H,19F,13C等，其自旋量子数不为0，称为磁性核。
质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数，这样的核也是磁性核。
但迄今为止，只有自旋量子数等于1/2的原子核，其核磁共振信号才能够被人们利用，经常为人们所利用的原子核有：1H、11B、13C、17O、19F、31P ，由于原子核携带电荷，当原子核自旋时，会由自旋产生一个磁矩，这一磁矩的方向与原子核的自旋方向相同，大小与原子核的自旋角动量成正比。
将原子核置于外加磁场中，若原子核磁矩与外加磁场方向不同，则原子核磁矩会绕外磁场方向旋转，这一现象类似陀螺在旋转过程中转动轴的摆动，称为进动。
进动具有能量也具有一定的频率。
原子核进动的频率由外加磁场的强度和原子核本身的性质决定，也就是说，对于某一特定原子，在一定强度的的外加磁场中，其原子核自旋进动的频率是固定不变的。
原子核发生进动的能量与磁场、原子核磁矩、以及磁矩与磁场的夹角相关，根据量子力学原理，原子核磁矩与外加磁场之间的夹角并不是连续分布的，而是由原子核的磁量子数决定的，原子核磁矩的方向只能在这些磁量子数之间跳跃，而不能平滑的变化，这样就形成了一系列的能级。
当原子核在外加磁场中接受其他来源的能量输入后，就会发生能级跃迁，也就是原子核磁矩与外加磁场的夹角会发生变化。
这种能级跃迁是获取核磁共振信号的基础。
为了让原子核自旋的进动发生能级跃迁，需要为原子核提供跃迁所需要的能量，这一能量通常是通过外加射频场来提供的。