核磁共振技术及其应用进展

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1、核磁共振技术及其应用进展摘要：在21世纪，核磁共振技术已经发展成熟。相比其他的X光，CT，核磁共振成像的应用为我们提供了更大的便利。从连续波核磁共振波谱发展为脉冲傅立叶变换波谱，从传统一维谱到多维谱，技术不断发展，应用领域也越广泛。核磁共振技术在有机分子结构测定中扮演了非常重要的角色，核磁共振谱与紫外光谱、红外光谱和质谱一起被有机化学家们称为“四大名谱”。定义：核磁共振成像（NuclearMagneticResonanceImaging，简称NMRI），又称自旋成像（spinimaging），也称磁共振成像（MagneticResonanceImaging，简称MRI），台湾又称磁振造

2、影，是利用核磁共振（nuclearmagneticresonnance，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。1核磁共振基本原理及特点原子核带有正电，许多元素的原子核如lH、l9FT和31P等进行自旋运动。通常情况下，原子核自

3、旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之能进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有2种T1和T2，T1为自旋一点阵或纵向驰豫时间T2，T2为自旋一自旋或横向弛豫时闾。磁

4、共振最常用的核是氢原子核质子(1H)，因为它的信号最强，在人体组织内也广泛存在。影响磁共振影像因素包括：(1)质子的密度；(2)弛豫时间长短；(3)血液和脑脊液的流动；(4)11I~磁性物质；(5)蛋白质。磁共振影像灰阶特点是，磁共振信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。2核磁共振技术的发展2.1.核磁共振成像术，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MRl)是利用核磁共振成像技术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

5、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，

6、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

7、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。现代MRI已发展到3.0以上，立体三位MRI也已经出现，极大地提高了诊断水平。2.2.磁共振成像的其他进展核磁共振分析技术是通过核磁共振谱线特征参数(如谱线宽度、谱线轮廓形状、谱线