核磁共振成像仪试验
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像仪器：HT-3DNMR-25核磁共振成像教学仪器及其电源和主机原理：磁共振成像是利用磁共振的共振频率严格正比于磁场这一基本规律，通过施加梯度磁场进行相位编码和频率编码达到不同空间位置对应不同共振频率，并在共振中采集重建数据，再菁傅立叶变换处理，得出成像参数值的分布，从而完成磁共振图像重建。
磁共振成像利用的是样品原子核在主磁场、梯度磁场及射频电磁波的激励下产生的MR信号强度及MR信号频率和位相随空间位置不同而异来完成的。
步骤：1、参数设置：（1）先点击自动采集，调节共振频率设定，粗调在18-20MHz，调至右边出现波形，再调节中调、细调直至调节出的波形振幅最大（2）调节平衡和角度使傅立叶函数图像的尖角调平2、脉冲及坐标设置：（1）先点击采集测试，相位编码坐标选择：选择磁铁X坐标（2）测试参数选择：选择第一脉冲90゜，调节脉冲序列设置中的第一宽度使傅立叶函数的图像达到最大；选择第二脉冲180゜，调节脉冲序列设置中的第二脉冲时间使其图像达到最小；选择自旋回波，调节频率编码梯度、相位梯度时间使傅立叶函数图像成平滑的馒头状3、二维成像：（1）点击记录，对实物进行信号的采集。
（2）二次傅立叶变换及普通模式显示。
并截取图片如下列图片所示。
4、脉冲及坐标设置：（1）点击采集测试，相位编码坐标选择：选择磁铁Y坐标，并进行记录并采集信号，进行二维成像。
5、三维成像：（1）点击三维采集（2）三维加窗傅立叶变换（3）点击立体显示6、将样本换成核桃重复进行上述的步骤1到5。
实验结果：实验结论及心得体会：经过反复的调试和团队的合作，我们很顺利的完成了这个实验，基本上实现了水和核桃的清晰的显像。
通过这次实验，我们深刻体会到除了具有一定的理论知识和实践能力外，合作和具有足够的耐心是实验的关键。
组员：陈书明、于晖、吴建发、邓乔、刘玉凤、胡一冰、李铮、黎芳莲、刘风。
核磁共振实验报告
核磁共振实验报告一、实验目的了解核磁共振的基本原理，掌握核磁共振仪器的操作方法，测量样品的核磁共振信号，并通过对信号的分析计算出样品的相关参数。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指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。
原子核具有自旋，自旋会产生磁矩。
当原子核处于外加静磁场中时，其自旋能级会发生分裂。
如果此时在垂直于静磁场的方向上施加一个交变电磁场，当交变电磁场的频率与原子核的进动频率相等时，就会发生共振吸收现象，即核磁共振。
在核磁共振实验中，通常使用氢核（质子）作为研究对象。
氢核的自旋量子数为 1/2，在静磁场中会分裂为两个能级。
通过测量共振时的交变电磁场频率，可以计算出静磁场的强度；通过测量共振信号的强度和形状，可以获取有关样品中氢核的分布、化学环境等信息。
三、实验仪器本次实验使用的是_____型核磁共振仪，主要包括以下几个部分：1、磁铁：提供稳定的静磁场。
2、射频发生器：产生交变电磁场。
3、探头：包含样品管和检测线圈。
4、信号接收与处理系统：对检测到的核磁共振信号进行放大、滤波、数字化等处理。
5、计算机：控制仪器运行，采集和分析数据。
四、实验步骤1、样品准备选取合适的含氢样品，如纯净水、乙醇等。
将样品装入标准的样品管中，确保样品管无气泡。
2、仪器调试开启核磁共振仪电源，预热一段时间，使仪器达到稳定工作状态。
调节磁场强度，使其达到预定值。
校准射频发生器的频率范围和输出功率。
3、样品测量将装有样品的样品管放入探头中，确保位置准确。
启动扫描程序，逐渐改变射频频率，观察并记录核磁共振信号。
重复测量多次，以提高数据的准确性和可靠性。
4、数据处理将采集到的核磁共振信号导入计算机软件进行处理。
分析信号的峰位、峰宽、强度等参数。
根据相关公式计算样品的化学位移、自旋自旋耦合常数等重要参数。
五、实验数据与分析1、以纯净水为例，得到的核磁共振信号如图 1 所示。
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像实验【目的要求】1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理；2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程；【仪器用具】MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品（油）【原 理】磁共振成像（MRI ）是利用射频电磁波（脉冲序列）对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核（1H ）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息（采集共振信号），用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建，形成磁共振图像的方法和技术。
具体的讲，核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。
当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。
在交变磁场作用下，自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。
在停止射频脉冲后，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，被物体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就是做核磁共振成像过程。
MRI 的特点：● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力，对软组织分辨率极佳，能清晰地显示软组织、软骨结构，解剖结构和医学上的病变形态，显示清楚、逼真。
● 多方位成像，能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。
● 多参数成像，获取T 1加权成像（T 1W1）：T 2加权成像（T 2W2）、质子密度加权成像(PDW1)，在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比，在医学上对显示解剖结构和病变敏感。
● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。
● 以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体安全、无创。
一、核磁共振原理产生核磁共振信号必须满足三个基本条件：（1）能够产生共振跃迁的原子核；（2）恒定的静磁场（外磁场、主磁场）B 0；（3）产生一定频率电磁波的交变磁场，射频磁场（RF ）；即：“核”：共振跃迁的原子核；“磁”：主磁场B 0和射频磁场RF ；“共振”：当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量，发生能级间的共振跃迁。
核磁共振实验报告_3
核 磁 共 振实验仪器FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪, 包括永久磁铁、射频边限振荡器、探头、样品、频率计、示波器实验原理FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用永磁铁, 是定值, 所以对不同的样品, 通过扫频法调节射频场的频率使之达到共振频率 , 满足共振条件, 核即从低能态跃迁至高能态, 同时吸收射频场的能量, 使得线圈的 值降低产生共振信号。
由于示波器只能观察交变信号, 所以必须使核磁共振信号交替出现, FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用扫场法满足这一要求。
在稳恒磁场 上叠加一个低频调制磁场 , 这个调制磁场实际是由一对亥姆霍兹线圈产生, 此时样品所在区域的实际磁场为 。
生周期性变化, 拉摩尔进动频率 也相应地发生周期性变化, 即))sin((0t B B m ⋅'+⋅=ωγω （1）这时只要射频场的角频率调在 变化范围之内, 同时调制磁场扫过共振区域, 即 , 则共振条件在调制场的一个周期内被满足两次, 所以在示波器上观察到如图（b ）所示的共振吸收信号。
此时若调节射频场的频率, 则吸收曲线上的吸收峰将左右移动。
当这些吸收峰间距相等时, 如图（a ）所示, 则说明在这个频率下的共振磁场为 。
如果扫场速度很快, 也就是通过共振点的时间比弛豫时间小得多, 这时共振吸收信号的形状会发生很大的变化。
在通过共振点后, 会出现衰减振荡, 这个衰减的振荡称为“尾波”,尾波越大, 说明磁场越均匀。
实验步骤（一） 熟悉各仪器的性能并用相关线连接实验中, FD-CNMR-I型核磁共振仪主要应用五部分: 磁铁、磁场扫描电源、边限振荡器（其上装有探头, 探头内装样品）、频率计和示波器。
仪器连线（1）首先将探头旋进边限振荡器后面板指定位置, 并将测量样品插入探头内；（2）将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组, 是等同的, 实验中可以任选一组）, 并将磁场扫描电源机箱后面板上的接头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接；（3）将边限振荡器的“共振信号输出”用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”, “频率输出”用Q9线接频率计的A通道（频率计的通道选择: A通道, 即；FUNCTION选择: FA；GATE TIME选择: 1S）;（二）（4）移动边限振荡器将探头连同样品放入磁场中, 并调节边限振荡器机箱底部四个调节螺丝, 使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直；（三）（5）打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源, 准备后面的仪器调试。
实验报告核磁共振实验
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过对样品的核磁共振现象进行观测和分析，深入理解核磁共振的基本原理，掌握核磁共振仪器的操作方法，以及学会如何利用核磁共振技术获取物质的结构和性质信息。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指处于外磁场中的原子核系统受到一定频率的电磁波照射时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。
原子核具有自旋角动量和磁矩，当它们处于外加磁场中时，会产生不同的能级分裂。
在射频场的作用下，当射频场的频率与原子核在磁场中的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子），其自旋量子数为 1/2，在外加磁场中会产生两个能级。
核磁共振的频率与外加磁场强度之间存在着一定的关系，即：ω ＝γB其中，ω 为射频场的角频率，γ 为核的旋磁比，B 为外加磁场强度。
通过测量核磁共振信号的频率和强度，可以获得关于原子核所处化学环境、分子结构等方面的信息。
三、实验仪器与试剂1、核磁共振仪：包括磁铁、射频发生器、探头、信号接收和处理系统等。
2、样品管：用于容纳待测样品。
3、标准样品：如四甲基硅烷（TMS）。
4、待测样品：如乙醇、乙酸等。
四、实验步骤1、仪器准备打开核磁共振仪电源，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
调节磁场强度和匀场，使磁场均匀性达到最佳。
2、样品制备将标准样品和待测样品分别装入样品管中。
确保样品管内无气泡，且样品量适当。
3、仪器参数设置设置射频频率、扫描宽度、扫描时间等参数。
4、数据采集将样品管放入探头中，启动数据采集。
观察核磁共振信号的出现，并记录相关数据。
5、数据处理对采集到的数据进行处理，如基线校正、积分、峰位确定等。
根据标准样品的峰位，对待测样品的化学位移进行校准。
五、实验结果与分析1、乙醇的核磁共振谱观察到乙醇分子中不同类型氢原子的共振峰。
甲基氢的化学位移约为12 ppm，亚甲基氢的化学位移约为37 ppm，羟基氢的化学位移约为 53 ppm。
核磁共振类实验实验报告
核磁共振类实验实验报告一、实验目的本次核磁共振类实验的主要目的是通过对样品进行核磁共振（NMR）测试，了解核磁共振的基本原理和实验操作方法，获取样品的结构和化学环境等相关信息，并对所得数据进行分析和解释。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中，由射频电磁场引起磁能级跃迁而产生的共振现象。
在NMR实验中，常用的原子核有氢核（＾1H）、碳-13核（＾13C）等。
当样品置于恒定磁场中时，原子核会产生不同的能级。
射频电磁波的频率与原子核在磁场中的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而在仪器上检测到信号。
化学位移是NMR中的一个重要概念，它反映了原子核周围电子云密度的差异。
不同化学环境中的原子核，其共振频率会有所不同，表现为在谱图上的化学位移不同。
此外，耦合常数也是NMR谱图中的重要参数，它反映了相邻原子核之间的相互作用。
三、实验仪器与试剂1、仪器核磁共振波谱仪样品管移液器2、试剂测试样品（如某种有机化合物）四、实验步骤1、样品制备准确称取一定量的样品，溶解于适当的溶剂中。
将溶液转移至样品管中，确保样品管内无气泡。
2、仪器调试打开核磁共振波谱仪，设置仪器参数，如磁场强度、射频频率等。
进行匀场操作，使磁场均匀性达到最佳状态。
3、样品测试将样品管放入仪器中，启动测试程序。
等待仪器采集数据，获取NMR谱图。
4、数据处理对所得谱图进行基线校正、相位调整等处理。
标注化学位移和耦合常数等重要参数。
五、实验结果与分析1、氢谱（＾1H NMR）分析观察谱图中的峰形、峰位和峰强度。
根据化学位移值确定不同类型的氢原子。
分析耦合常数，判断相邻氢原子的关系。
例如，在某有机化合物的氢谱中，化学位移在 10 ppm 附近的峰可能归属于甲基上的氢原子，而在 70 ppm 附近的峰可能归属于苯环上的氢原子。
耦合常数的大小和模式可以提供关于氢原子之间连接方式的信息。
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像实验报告
一、引言
核磁共振成像（MRI）是一种非侵入式的医学成像技术，常用于诊断和治疗疾病。
本实验旨在通过模拟MRI扫描实验，了解MRI的工作原理和影像生成过程。
二、实验材料与方法
1. 实验材料：包括磁共振设备模型、水样品、图像处理软件等。
2. 实验方法：
a. 将水样品放入磁共振设备中。
b. 使用磁场梯度和射频脉冲来激发水样品的核自旋。
c. 采集信号，并通过图像处理软件生成MRI图像。
三、实验结果与分析
经过实验操作和数据处理，成功生成了水样品的MRI图像。
在图像中，我们观察到不同组织的信号强度和分布情况。
通过分析MRI图像，可以发现水样品内部的结构特征，如脂肪、肌肉等组织的分布情况。
四、实验结论
本实验通过模拟MRI扫描，深入理解了MRI技术的工作原理和影像生成过程。
MRI技术在医学诊断中具有重要的应用前景，可为医生提供更准确的诊断结果，帮助患者得到更好的治疗。
五、参考文献
1. Smith A, et al. Magnetic Resonance Imaging: Principles and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2010.
2. Brown C, et al. Introduction to MRI Technology. London: Springer, 2015.
六、致谢
感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持与帮助。
以上为核磁共振成像实验报告。
磁共振成像实验报告
核磁共振实验报告小组成员：一．实验目的1.了解磁共振设备结构。
2.了解磁共振设备软件的使用。
3.分析比较不同物质的T1，T2值。
二．实验原理1.本实验所使用小型核磁设备磁场强度为0.5T。
2.该设备包括谱仪，射频柜，梯度柜和一个主机。
其中谱仪中有线圈，样品通过试管放在谱仪中进行检测。
梯度柜有三个旋钮调整磁场的均匀性。
3.核磁成像的原理是根据物质中的氢原子成像，自由水所表现出的特征是T1和T2均长，即含水量多的物质T1，T2均长。
三．实验步骤1.开启总电源，开主机。
2.待设备正常工作后，进入数据采集界面。
3.打开射频柜，将被测样品放入试管中，放入谱仪。
4.测量T2.(1)调整中心频率，由于刚开机，噪音大，所以需要过一段时间之后调整中心频率。
(2)选择硬脉冲序列，将采集到的信号累加，进行FFT变化，在一维处理中选择设置中心频率，点击波峰处，将此操作重复，直至其中心频率为0，或者信号的实部和虚部两条曲线无相交。
此步骤目的为将久为开机的设备从偏共振状态变为共振状态。
(3)寻找P1，P2值，其中P1为90°脉冲的作用时间，P2为180°脉冲的作用时间，其寻找方法为将界面调至模数据，累加，在采样菜单下改变P1值，当P1值从小到大变化时，对应模数据左端点的值先变大后变小，找到最大值P1和零值P2，一般P1=1/2P2.(4)选择硬脉冲CPMG序列，填入步骤5中所测得的P1，P2值，并且调整其他数值。
其中，根据经验，D1=300，D2=600，D1为90°脉冲和180°脉冲之间的间隔，D2为180°脉冲之间的间隔，C1为180°脉冲个数，TD为坐标轴中显示的时长，RG为接受增益，一般设置为2，增加C1可使回波能够衰减为0。
设置完这些参数后，累加，观察所示波形，若回波噪音过大或不能衰减为0，需重新设置步骤(4)中的参数，保存.fid文件，退出该数据采集软件。
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用自旋回波CPMG测量横向弛豫时间 T2
水样 自来水 娃哈哈纯净水 北大纯净水 燕园水 乐百氏纯净水 农夫山泉 酒精 硫酸铜水溶液
T2/ms 1869.24 1572.52 1602.93 1636.06 1570.18 1691.09 670.475
83.23
FID信号观察 RF脉冲角度设置 自旋回波信号的获得 自旋回波序列测T2
T1的测量
软脉冲激发实验
硬脉冲FID信号
软脉冲FID信号
RF脉冲角度的设置
设置90度射频脉冲角度
P1/ms
34
RFAMP1/%
20硬脉冲回波来自软脉冲回波自旋回波CPMG
测量横向弛豫时间 T2
自旋－自旋弛豫过程: 等同核自旋系统内部各自旋之间交 换能量,影响谱线线宽，T2 横向弛豫。
脉冲序列
硬脉冲FID 硬脉冲自旋回波 硬脉冲CPMG 反转恢复 饱和恢复 软脉冲 软脉冲自旋回波
检测共振信号的方法
吸收法
优点是比较简单，样品 不易饱和，缺点是振荡频率 的稳定性较差，噪音电平较 高。一般只用于宽谱的波谱 仪与测场仪
感应法
优点是工作稳定度 高，噪音低，但漏电流 相位不易调整。常用在 商业波谱仪
平衡法
优点是频率稳定好，噪 音低，缺点是频率调谐范围 不够宽。常用于灵敏度和分 辨力高的波谱仪
傅立叶(Fourier)变换
时域信号 F变换
S（t1,t2,…）
频域信号
S(1, 2,…)
频域谱
软件介绍
可做的实验
施加时间为 t p 秒，则磁化强度矢量 M 将绕 x '轴章
动 角度
1t p B1t p
然后在弛豫过程的作用下，M 散相，最后回到 z轴。
如下图所示。
自旋回波
90度脉冲的作用 脉冲后的自由进动 弛豫导致的相散
弛豫过程
自旋－晶格弛豫过程: 核自旋系统与周围晶格交换能量,使 各能级上的布居数恢复到热平衡状 态，T1 纵向弛豫。
共振频率 0 B0 2π
其中：
B0 是外磁场的磁感应强度；
2π 成为旋磁比。
42.58 MHz T 2π 1H
拉莫频率 0 B0
– 核磁矩绕外磁场的进动频率称为Larmor频率。
共振条件： 0 B0
射频脉冲和自旋回波
若将一个射频场 B1 ，在共振条件下加到核系统上，
35ppm
选片厚度(Z): X、Y方向空间分辨率:
3mm
0.5mm
核磁共振实验原理
核磁共振原理 检测共振信号的方法 傅立叶(Fourier)变换
核磁共振原理
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简写为 NMR），是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下， 核自旋能级发生塞曼分裂（Zeeman Splitting），共振吸 收某一特定频率的射频（radio frequency 简写为rf或RF） 辐射的物理过程。
概述
实验仪器 核磁共振实验原理 实验内容
实验仪器介绍
小型教学用核磁共振成像仪
仪器装置
磁体：主磁体、三组梯度线圈、探头 电路：数字 DDS、I/O、ADC
模拟：发射、接收、梯度 软件：控制、采集、处理、显示
性能指标
B
:
0
均匀区：
均匀度:
0.65T
10 10mm
T1的测量
反转恢复脉冲序列测量 T1 饱和恢复脉冲序列测量 T1
反转恢复
饱和恢复
T1
n
反转
饱和
1
98.8
119.1
2
100.8
117.6
Ave.
99.8
118.35
T1ir T1sr 100% 15.67% T1sr