核磁共振

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核磁共振基本原理概述一核磁共振及核磁共振成像原理基本概述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。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。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，以改变氢原子的旋转排列方向，使之共振，然后分析它释放的电磁波，由于不同的组织会产生不同的电磁波讯号，经电脑处理，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。原子核在进动中，吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲，即外加交变磁场的频率等于拉莫频率，原子核就发生共振吸收，去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来，称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。核磁共振成像（简称NMRI），是利用核磁共振原理，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。核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体的约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子。核磁共振检测与成像手段就是基于对氢原子的检测。二核磁共振技术发展概况自从40年代晚期第一台核磁共振仪器问世以来，核磁共振技术从各个方面进行了扩展并逐渐发展成为化学、生物和药物分析中不可缺少的重要手段。高场核磁共振波谱仪用于研究各种复杂的物质结构，并逐渐形成了核磁共振波谱分析学。50年代连续波核磁共振阶段中国外科学家就已经提出核磁共振检测法，其目的是为了测试食品中含水量的问题；在工业生产中特别是在食品工业，但都无法精确测试出短T2水。80年代发展起来的一种全新的影像检查技术。核磁共振成像完全不同于传统的X线和CT，它是利用测量物质内部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，最后将测量物质的内部组织形态形成图像。核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段，由于可深入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，已经从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗、农业、化工以及材料等学科，在科研和生产中发挥了广泛而巨大作用。可以预见到，只要普及核磁共振检测手段的理论技术，结合定价与用途适合用于推广的核磁共振检测仪器，加上能够应对不同领域的科学应用方法体系。核磁共振成像检测技术必然能在21世纪运用到更多学科领域，更多类型的单位， 和更广泛的市场中去，无论科技潜力还是市场潜力都不容忽视。