核磁共振成像技术简介
U n R e g i s t e r e d
核磁共振实验报告
核磁共振实验报告 一、实验目的： 1．掌握核磁共振的原理与基本结构； 2．学会核磁共振仪器的操作方法与谱图分析； 3．了解核磁共振在实验中的具体应用； 二、实验原理 核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。原子核是带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩，但并非所有同位素的原子核都有自旋运动，只有存在自选运动的原子核才具有磁矩。原子核的自选运动与自旋量子数I有关。I=0的原子核没有自旋运动。I≠0的原子核有自旋运动。 原子核可按I的数值分为以下三类： 1)中子数、质子数均为偶数，则I=0，如12C、16O、32S等。 2)中子数、质子数其一为偶数，另一为基数，则I为半整数，如： I=1/2；1H、13C、15N、19F、31P等； I=3/2；7Li、9Be、23Na、33S等； I=5/2；17O、25Mg、27Al等； I=7/2，9/2等。 3)中子数、质子数均为奇数，则I为整数，如2H、6Li、14N等。 以自旋量子数I=1/2的原子核（氢核）为例，原子核可当作电荷均匀分布的球体，绕自旋轴转动时，产生磁场，类似一个小磁铁。当置于外加磁场H0中时，相对于外磁场，可以有（2I+1）种取向： 氢核（I=1/2），两种取向（两个能级）： a.与外磁场平行，能量低，磁量子数ｍ＝＋1/2; b.与外磁场相反，能量高，磁量子数ｍ＝－1/2;
正向排列的核能量较低，逆向排列的核能量较高。两种进动取向不同的氢核之间的能级差：△E= μH0（μ磁矩，H0外磁场强度）。一个核要从低能态跃迁到高能态，必须吸收△E的能量。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振，简称NMR。三、实验仪器 400MHz超导傅里叶变换核磁共振波谱仪 （仪器型号：AVANCE III 400） 四、仪器构造、组成 1)操作控制台：计算机主机、显示器、键盘和BSMS键盘。 计算机主机运行Topspin程序，负责所有的数据分析和存储。BSMS键盘可以让用户控制锁场和匀场系统及一些基本操作。 2)机柜：AQS（采样控制系统）、BSMS（灵巧磁体系统），VTU（控温单元）、 各种功放。 AQS各个单元分别负责发射激发样品的射频脉冲，并接收，放大，数字化样品放射出的NMR信号。AQS完全控制谱仪的操作，这样可以保证操作不间断从而保证采样的真实完整。BSMS：这个系统可以通过BSMS键盘或者软件进行控制，负责操作锁场和匀场系统以及样品的升降、旋转。3)磁体系统：自动进样器、匀场系统、前置放大器(HPPR)、探头。 本仪器所配置的自动进样器可放置60个样品。磁体产生NMR跃迁所需的
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
最新核磁共振实验报告
一、实验目的与实验仪器 1.实验目的 （1）了解核磁共振的基本原理； （2）学习利用核磁共振校准磁场和测量因子g 的方法： （3）掌握利用扫场法创造核磁共振条件的方法，学会利用示波器观察共振吸收信号； （4）测量19F 的g N 因子。 2.实验仪器 NM-Ⅱ型核磁共振实验装置，水 样品和聚四氟乙烯样品。 探测装置的工作原理:图一中绕 在样品上的线圈是边限震荡器电路 的一部分，在非磁共振状态下它处在 边限震荡状态（即似振非振的状态）， 并把电磁能加在样品上,方向与外磁 场垂直。当磁共振发生时，样品中的 粒子吸收了震荡电路提供的能量使振荡电路的Q 值发生变化，振荡电路产生显著的振荡，在示波器上产生共振信号。 二、实验原理 （要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式） 原子核自旋角动量不能连续变化，只能取分立值即： P = 其中I 称为自旋量子数，I=0，1/2，1，3/2，2，5/2，…本实验涉及的质子和氟核 F 19 的自旋量子数I 都等于1/2。类似地原子核的自旋角动量在空间某一方向，例如z 方向的分量不能连续变化，只能取分立的数值 自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩， 其大小为： P 2M e g =μ 核磁共振 实验报告
其中e 为质子的电荷，M 为质子的质量，g 是一个由原子核结构决定的因子，对不同种类的原子核g 的数值不同，g 成为原子核的g 因子。由于核自旋角动量在任意给定的z 方向的投影只可能取（2I+1）个分立的数值，因此核磁矩在z 方向上的投影也只能取（2I+1）个分立的数值： 2M e g p 2M e g m z z ==μ 原子核的磁矩的单位为： 2M e N =μ 当不存在外磁场时，原子核的能量不会因处于不同的自旋状态而不同。通常把B 的方向规定为z 方向，由于外磁场B 与磁矩的相互作用能为： B B P B B E z z m γγμμ-=-=-=?-= 核磁矩在加入外场B 后，具有了一个正比于外场的频率。量子数m 取值不同，则核磁矩的能量也就不同。原来简并的同一能级分裂为(2I+1)个子能级。不同子能级的能量虽然不同，但相邻能级之间的能量间隔 却是一样的，即： B E γ=? 而且，对于质子而言，I=1/2，因此，m 只能取m=1／2和m= -1/2两个数值。简并能级在磁场中分开。其中的低能级状态,对应E 1=-mB ，与场方向一致的自旋，而高的状态对应于E 2=mB ，与场方向相反的自旋。当核自旋能级在外磁场B 作用下产生分裂以后，原子核在不同能级上的分布服从玻尔兹曼分布。 若在与B 垂直的方向上再施加一个高频电磁场（射频场），且射频场的频率满足一定条件时,会引起原子核在上下能级之间跃迁。这种现象称为共振跃迁（简称共振）。 发生共振时射频场需要满足的条件称为共振条件： B π γν2= 如果用圆频率ω=2πν 表示，共振条件可写成：B γω=
核磁共振实验报告
应物0903班 核磁共 振实验报告 王文广U8 苏海瑞 U8
核磁共振实验报告 一、实验目的 1．了解核样共振的基本原理 2．学习利用核磁共振测量磁场强度和原子核的g 因子的方法 二、实验内容 1．在加不同大小扫场情况下仔细观察水样品的核磁共振现象，记录每种情况下的共振峰形和对应的频率 2．仔细观察和判断扫场变化对共振峰形的影响，从中确定真正能应永久磁铁磁场0B 的共振频率，并以此频率和质子的公认旋磁比值 ()267.52MHz /T γ=计算样品所在位置的磁场0B 3．根据记录的数据计算扫场的幅度 4．研究射频磁场的强弱对共振信号强度的影响 5．观察聚四氟乙烯样品的核磁共振现象，并计算氟核的g 因子 三、实验原理 1．核磁共振现象与共振条件 原子的总磁矩j μ和总角动量j P 存在如下关系 22B j j j j e e B e g P g P P m h e e m πμμγμγ=-==为朗德因子，、是电子电荷和质量，称为玻尔磁子，为原子的旋磁比
对于自旋不为零的原子核，核磁矩j μ和自旋角动量j P 也存在如下关系 22N I N I N I I p e g P g P P m h πμμγ=-== 按照量子理论，存在核自旋和核磁矩的量子力学体系，在外磁场 0B 中能级将发生赛曼分裂，相邻能级间具有能量差E ?，当有外界条 件提供与E ?相同的磁能时，将引起相邻赛曼能级之间的磁偶极跃迁，比如赛曼能级的能量差为02B h E γπ ?= 的氢核发射能量为h ν的光子，当0= 2B h h γνπ 时，氢核将吸收这个光子由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级，这种共振吸收跃迁现象称为“核磁共振” 由上可知，核磁共振发生和条件是电磁波的圆频率为 00B ωγ= 2．用扫场法产生核磁共振 在实验中要使0= 2B h h γνπ 得到满足不是容易的，因为磁场不是容易控制，因此我们在一个永磁铁0B 上叠加一个低频交谈磁场 sin m B B t ω=，使氢质子能级能量差 ()0sin 2m h B B t γωπ +有一个变化的区域，调节射频场的频率ν，使射频场的能量h ν能进入这个区域，这样在某一瞬间等式 ()0sin 2m h B B t γωπ +总能成立。如图，
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。
核磁共振成像实验报告
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级： 姓名 同组者： 教师： 核磁共振实验 【实验目的】 1、理解核磁共振的基本原理； 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系，并掌握拉莫尔频率的测量方法； 3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程； 4、掌握弛豫时间的计算方法，并反演 T1和T2谱。 【实验原理】 一．核磁共振现象 原子核具有磁矩，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向B 0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图1所示。 图1 质子磁矩的进动 在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor ）方程：. 0/2f B γπ= 二、施加射频脉冲后(氢)质子状态 当生物组织被置于一个大的静磁场中后，其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强，
持续时间越长，在射频脉冲停止时，M离开其平衡状态B0越远。 如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图3所示。 图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大 图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后（氢）质子状态 脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图4所示。 图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间（T1） 90°脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时
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；
MRI基本知识总结
MRI基本知识总结 2014-09-05朗润医疗 1加权像高信号的产生机制 一般认为，T1加权像上的高信号多由于出血或脂肪组织引起。但近年来的研究表明，T1加权高信号尚可见于多种颅内病变中，包括肿瘤、脑血管病、代谢性疾病以及某些正常的生理状态下。 在射频脉冲的激发下，人体组织内氢质子吸收能量处于激发状态。射频脉冲终止后，处于激发状态的氢质子恢复其原始状态，这个过程称为弛豫。在弛豫过程中，氢质子将其吸收的能量释放到周围环境中，若质子及所处晶格中的质子也以与Larmor频率相似的频率进动，那么氢质子的能量释放就较快，组织的T1弛豫时间越短，T1加权像其信号强度就越高。T1弛豫时间缩短者有3种情况：其一为结合水效应；其二为顺磁性物质；其三为脂类分子。 一．结合水效应 小分子的自由水（如脑脊液）具有非常高的运动频率，它的运动频率要远高于MRI的Larmor频率，其T1弛豫时间也远长于身体内其他组织，所以在T1加权像上呈低信号。如在水中加入大分子的蛋白质，那么具有极性的水分子会被带有电荷的蛋白质分子吸引而结合在蛋白质分子上，从而形成一个蛋白质水化层。在此蛋白分子水化层内的水分子受蛋白分子的吸引，致使水分子的运动频率下降，接近于Larmor频率。使其T1驰豫时间缩短，故T1加权成像时呈现出高信号改变。 二．顺磁性物质 顺磁性物质的特点是含有不成对的电子，常见的有铁、铬、钆、锰等金属、稀土元素及自由基。在磁场中顺磁性物质的磁进动与组织内质子进动相互作用，产生一个随机变化的局部微小磁场，这个微小磁场的变化频率与Larmor频率接近，从而使T1弛豫时间缩短。 三．脂类分子 纯水分子非常小，运动频率非常高，远高于Larmor频率。大分子如蛋白质和DNA分子运动频率较慢，低于Larmor频率。所以大、小分子在T1加权上均呈低信号。脂类分子为中等大小，其运动频率高于蛋白质，低于纯水，与Larmor频率相似，所以T1弛豫时间短，T1加权像呈高信号。 正常脑组织的MR信号特点 水 水分子较小，它们处于平移、摆动和旋转运动之中，具有较高的自然运动频率，这部分水在MRI称为自由水。如果水分子依附在运动缓慢的较大分子蛋白质周围而构成水化层，这些水分子的自然运动频率就有较大幅度的减少，这部分水又被称为结合水。自由水运动频率明显高于Larmor共振频率，因此，T1弛豫缓慢，T1时间较长；较大的分子蛋白质其运动频率明显低于Larmor 共振频率，故T1弛豫同样缓慢，T1时间也很长。 结合水运动频率介于自由水与较大分子之间，可望接近Larmor共振频率，因此T1弛豫颇有成效，T1时间也较上述二者明显缩短。局部组织含水量稍有增加，不管是自由水还是结合水，MR信号均可发生显而易见的变化，相比之下，后者更为明显。 认识自由水与结合水的概念有助于认识病变的内部结构，有利于对病变作定性诊断。CT检查由于囊性星形细胞瘤的密度与脑脊液密度近似而难以鉴别，而MRI检查由于囊性星形细胞瘤中的液体富含蛋白质，其T1时间短于脑脊液，在T1加权像中呈较脑脊液信号为高的信号。 又如，MRI较CT更能显示脑软化。脑软化在显微镜下往往有较多由脑实质分隔的小囊组成，这些小囊靠近蛋白质表面的膜状结构，具有较多的结合水，T1较短，其图像比CT显示得更清楚。所以MRI所见较CT更接近于病理所见。再比如，在阻塞性脑积水时，脑脊液（相当于自由水）由脑室内被强行渗漏到脑室周围脑白质后，变为结合水，结合水在T1加权像中信号明显高于脑脊液，而在T2加权像中又低于脑脊液信号。综上所述，局部组织水份增加可分为自由水和结合水，前者引起T1明显延长而远离Larmor共振频率，后者造成T1稍有延长而接近Larmor频率而致使T1加权像上信号增强。
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。 1. 原子核的自旋和磁矩 原子核由质子和中子组成，原子核有自旋运动，可以粗略的理解为原子核绕自身的轴向高速旋转的运动，对应有确定的自旋角动量，反映了原子核的内禀特性。自旋的大小与原子核中的核子数及其分布有关，质子数和中子数均为偶数的原子核，自旋量子数I=0，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数。原子核自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数I 决定， )(1+=I I l I 。 原子核具有电荷分布，自旋时形成循环电流，产生磁场，形成磁矩，磁矩的方向与自旋角动量方向一致，大小I P γγμ==，P 是角动量，γ是磁旋比，等于
飞利浦1.5T-MRI简介
飞利浦公司最新一代1.5T高磁场高分辨率磁共振机，为目前国内应用于临床最先进的磁共振机。该机采用无创伤性检查方法，具有高度的软组织分辨率，多参数成像，可较好区分正常与病变组织，并且显示病变特征，从而提高了MR 诊断的准确性；进行三维任意方向成像，使病变显示更清楚，定位更准确；MR 血管成像，不需造影剂，可获得完整的血管图象，以显示各种血管性疾病；该机可进行胆道梗阻性疾病；MR锥管造影可获得完整的锥管图象。该机能对人体各个部位进行多序列的扫描检查，并可显示任意方位的图像，不仅能显示人体的病理解剖改变，还能反映生理、生化变化。特别是对脑、脊髓、骨关节软组织和体部脏器的检查有独到之处。世界一流的磁共振检查舒适自如、噪音小、无痛苦、对人体无辐射损害，是一种先进的、无创检查技术。 飞利浦Intera Achieva 1.5T磁共振，该系统具有1.57米超短磁体，独有的线性全身双梯度系统，独有的32接受通道，8倍SENSE并行采集系统，最快的重建速度1200幅/秒，开创了磁共振成像的最高水平。它没有放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力。它的应用，能为患者带来更快速的检查，更广泛地适用于全身各系统的疾病，如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变以及各种先天性疾病的检查。对颅脑、脊髓等疾病是当今最有效的影像诊断方法。同时，磁共振能清楚、全面的显示心腔、心肌、心包、及心内其它细小结构，是诊断各种心脏病以及心功能检查的可靠方法。
世界一流的PHILIPS 1.5T超导磁共振机，适应于全身各个部位检查。具有低场强磁共振机许多无法比拟的优势。如：清晰显示超急性期脑梗塞（发病1-2小时即可发现）。MRA技术无需造影剂即可显示血管情况。无创伤水成像技术清晰显示胆道、输尿管走形及肾盂情况。类PET清楚显示全身肿瘤转移情况。良好的压脂技术，可早期发现股骨头无菌坏死，早期骨转移，外伤引起的隐匿性骨折（骨挫伤）。可清晰显示关节软骨、韧带损伤情况。白质成像技术客观评价小儿脑发育情况。良好的分辨率可清晰显示脊髓细微病变，敏感显示颅内癫痫病的病变部位。动态扫描可明确显示垂体微腺瘤。正反相序列可清晰显示脂肪肝病变情况。无需增强即可鉴别肝癌、肝血管瘤，客观评价肝硬化情况，明确肝硬化结节。清晰显示前列腺肿瘤、增生等。清楚显示子宫、附件病变，客观评价宫颈癌及宫体癌的分期。 飞利浦Achieva 1.5T磁共振成像系统（Magnetic Resonnance Imaging MRI）磁共振是当今世界最先进的医学影像检查设备，具有组织分辨力高，显示病变敏感，无幅射危害，安全无痛苦，可以轴位、矢状位、冠状位及任意角度平面直接成像，也可在不使用对比剂的情况下显示血管、胰胆管、输尿管等许多优点。 我院1.5TMR是目前国际先进、最成熟的检查设备，不但具有一般磁共振设备的所有功能，而且配置有国际上新近开发的磁共振成像技术其图像质量明显提高，扫描成像时间明显加快、显示病变的能力明显提高。STIR、SPIR、SPAIR 等多种抑脂技术可根据诊断需要高质量控制脂肪信号，并行采集相控阵体部线圈结合表面线圈的高信噪比和大范围扫描视野，保证了胸部、腹部、盆腔等体部高分辨率成像，显著提高了图像质量，16通道并行采集神经血管专用线圈确保了头颈部扫描成像高质量，智能化实时透视减影造影剂跟踪血管造影通过三维实时透视显示造影剂到达的部位从而精确同步进行CE—MRA的采集成像，一次造影剂注射，2分钟完成腹主动脉以及全下肢血管造影成像。无缝连接图像自动生成技术可完整全脊柱、脊髓高质量成像，心脏成像软件可提供高质量的心脏电影成像，具有三个方向16个B值各向同性的弥散加权图像的计算以及在线的表现弥散系数图，可发现超早期的脑梗塞，快速扫描序列使磁共振多期增强扫描不再成为难事，明显提高了病变定性能力。可广泛用于全身各部位各系统，尤其适用于颅脑五官、脊椎与椎管、心脏与大血管、关节、腹部实质脏器
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