[精品]核磁共振论文

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1、核磁共振关键词核磁共振、梯度磁场、三维成像、虚拟大脑、灵魂摘要核磁共振成像技术是一项新生的技术。利用稳恒磁场上加入的梯度磁场，可以在计算机中对磁场中产生核磁共振的原子进行空间定位，从而绘出物体内部的三维图像。使用这项技术，不仅可以无伤害地对物体内部进行观测，随着科技的进步，还可以用来虚拟现实的事物，更有效地进行实验。甚至，当周边技术成熟时，还可以虚拟出人的大脑，并从中提取出灵魂。不过，每一个新的设想的提出到用实验的证明，往往需要经过一段崎岖的道路。但无论如何，随着历史巨轮的旋转，科技的进步将把人类带入一个又一个未知的世界。正文综述“舍弃躯体的意识能在网络

2、的大海中，持续保持壳的样子，实在很难让人想象。”《TheStandAloneComplex(攻壳机动队)》在一些科幻片中我们总能看到未来，科学则总是以引路者的身份带领我们进入那些先知设想中的世界。作为当代科技尖端的核磁共振又能带领我们进入一个怎样的未来呢？核磁共振(nuclearmeigneticresonance.NMR.)最初是由美国斯坦福大学的Bloch和哈佛大学的Purcell于1946年分别在两地同时发现的。1972年美国纽约州立大学的Lauterbur提出，应用NMR信号可重建图像,1972年在《Science》杂志上发衰论文，MR成像技术

3、揭开序幕。1976年Hiushaw首先实现了手的核磁共振成像，且于4年后推出首台商品机。2004年美国物理学家首次在二氧化硅晶体内部成功观测到了单个电子的自旋过程。这项研究成果标志着人类朝着观测单个原子在物质内部运动的目标又迈出了关键的一步，并且对包括一些量子计算机在内的所谓旋转粒子装置的研制提供了重要帮助。专家认为，该研究实现了核磁共振的原子级成像，有望使显微镜在纳米尺度上对分子内部的立体结构进行观察。这项技术不断发展，同时也有更大的使命在等待它。核磁共振成像的基本原理原子核的核外电子时刻绕核旋转，同时原子核也绕自身中轴不停旋转。这种原子绕自身中轴的旋

4、转称为自旋(Spin)。以氢原子为例，其自旋时，由于受到重力的影响，转动轴与重力方向会形成倾角。由于外力作用而使原子的自身转动轴绕外力方向回旋的现象称为进动(Precession)<>(图1)同理，在磁场中的自旋质子也会绕磁场进动。氢原子的自旋会产生环行电流，同时感应出磁场，其磁力是一个矢量，称为磁向量或磁矩。平时，磁矩是任意方向的。如果把氢原子置于均匀强度的磁场中，大部分原子核会顺着磁场方向排列，而较少一部分逆磁场方向排列，它们都呈稳定态。由于顺磁场排列的氢原子多于逆磁场排列的氢原子，在一定空间内就能产生一个平行外磁场的磁矩。全部磁矩重新定向所产生的磁

5、化向量称为宏观磁向量。一个短的无线电波或射频能量称为“射频脉冲”，向稳恒磁场中的氢原子施加射频脉冲，就相当于向主磁场施加一个旋转磁场，而氢原子将在旋转磁场中进动，从而使磁矩M发生旋转。(图2)当射频脉冲停止作用后，宏观磁向量会逐渐向平衡态恢复，同时释放能量，即产生MR(magneticresonance)信号。在稳恒磁场中，接收到的MR信号是一定空间中的全部信号，并不含有空间信息，无法用来成像。(图3)而如果在主磁场中再加一个梯度磁场，情况则不同，空间中各部分的氢原子的进动频率会因磁场强度不同而区分出来。完成空间上的选层后，要想对被选层的质子发出的信号进

6、行空间定位，还需要借助于与选层梯度垂直的另外两个梯度频率编码梯度(frequencyencodinggradients,Gf)和相位编码梯度(phaseencodinggradients,Gp)。Gf和Gp的作用，使选层平面中不同点(或体素)中的质子MR信号具有不同的进动频率和不同的进动相位。通过平面上的二次Fourier变换，便可实现被选层平面内MR信号的空间定位，达到对被检体某一部分(切面)进行MR成像的目的，再将各部分组合后便可得到被检体内部的氢原子分布的三维图像。另外，对于氢以外的元素由于核外电子的屏蔽作用，当加外磁场B时，实际作用在原子核上的磁

7、场为B-aB,o是屏蔽系数。优势及缺陷优势：1.无电离辐射。2.无界面中断，如空气或骨骼。3.优良的软组织分辨力。4・图像分辨力高，并具有精确几何学特性的多平面成像。5.能进行三维空间容积数据采集。6.能测量多项物理或功能参数，包括自旋密度、迟豫时间、灌注、弥散、血流、温度、化学位移等。术中成像方式比较:X线CT超声MR实时显示能力能不能能台匕直观选择倾斜层面能不能能台匕月匕三维成像不能能不能台匕冃匕温度敏感成像不能不能不能台匕冃匕无空气或骨造成的界面中断能能不能纟匕冃匕无电离辐射不能不能能纟匕fib缺陷：在元素周期表中，只有具有自旋特性的原子核才有产生

8、共振的可能。能产生核磁共振的元素的原则是：这些元素的原子核中，其质子数或中子数必