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核磁共振技術有哪些

發布時間:2023-02-19 05:18:23

『壹』 什麼是核磁共振

問題一:什麼叫核磁共振 基本原理:是將人體置於特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核,引起氫原子核共振,並吸收能量。在停止射頻脈沖後,氫原子核按特定頻率發出射電信號,並將吸收的能量釋放出來,被體伐的接受器收錄,經電子計算機處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。
醫學影像核磁共振檢查應用:
1、顱腦病變:腦血管病、顱內腫瘤、腦內炎性病變、顱腦外傷、先天性顱腦畸形、腦變性疾病及腦白質病變、鼻部、眼眶病變。
2、脊柱與脊髓病變:脊髓空洞症、脊髓損傷、脊髓腫瘤等。
3、頸部:淋巴結病變、喉部病變、甲狀腺腫瘤等。
4、胸部:縱隔及肺門腫塊、胸腺病變、肺癌後期、胸膜病變等。
5、腹部區:肝囊腫、肝硬化、肝腫瘤、膽囊炎等。
6、盆腔:子宮卵巢腫瘤、前列腺肥大、前列腺腫瘤及精索病變等。
7、肌肉骨骼系統:骨外傷、腫瘤、膝關節及半月板損傷等。

問題二:什麼叫「核磁共振」?? 核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術。是繼CT後醫學影像學的又一重大進步。自80年代應用以來,它以極快的速度得到發展。其基本原理:是將人體置於特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核,引起氫原子核共振,並吸收能量。在停止射頻脈沖後,氫原子核按特定頻率發出射電信號,並將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經電子計算機處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。
磁矩是由許多原子核所具有的內部角動量或自旋引起的,自1940年以來研究磁矩的技術已得到了發展。物理學家正在從事的核理論的基礎研究為這一工作奠定了基礎。1933年,G・O・斯特恩(Stern)和I・艾斯特曼(Estermann)對核粒子的磁矩進行了第一次粗略測定。美國哥倫比亞的I・I・拉比(Rabi生於1898年)的實驗室在這個領域的研究中獲得了進展。這些研究對核理論的發展起了很大的作用。
當受到強磁場加速的原子束加以一個已知頻率的弱振盪磁場時原子核就要吸收某些頻率的能量,同時躍遷到較高的磁場亞層中。通過測定原子束在頻率逐漸變化的磁場中的強度,就可測定原子核吸收頻率的大小。這種技術起初被用於氣體物質,後來通過斯坦福的F.布絡赫(Bloch生於1905年)和哈佛大學的E・M・珀塞爾(Puccell生於1912年)的工作擴大應用到液體和固體。布絡赫小組第一次測定了水中質子的共振吸收,而珀塞爾小組第一次測定了固態鏈烷烴中質子的共振吸收。自從1946年進行這些研究以來,這個領域已經迅速得到了發展。物理學家利用這門技術研究原子核的性質,同時化學家利用它進行化學反應過程中的鑒定和分析工作,以及研究絡合物、受阻轉動和固體缺陷等方面。1949年,W・D・奈特證實,在外加磁場中某個原子核的共振頻率有時由該原子的化學形式決定。比如,可看到乙醇中的質子顯示三個獨立的峰,分別對應於CH3、CH2和OH鍵中的幾個質子。這種所謂化學位移是與價電子對外加磁場所起的屏蔽效應有關。
(1)70年代以來核磁共振技術在有機物的結構,特別是天然產物結構的闡明中起著極為重要的作用。目前,利用化學位移、裂分常數、H―′HCosy譜等來獲得有機物的結構信息已成為常規測試手段。近20年來核磁共振技術在譜儀性能和測量方法上有了巨大的進步。在譜儀硬體方面,由於超導技術的發展,磁體的磁場強度平均每5年提高1.5倍,到80年代末600兆周的譜儀已開始實用,由於各種先進而復雜的射頻技術的發展,核磁共振的激勵和檢測技術有了很大的提高。此外,隨著計算機技術的發展,不僅能對激發核共振的脈沖序列和數據採集作嚴格而精細的控制,而且能對得到的大量的數據作各種復雜的變換和處理。在譜儀的軟體方面最突出的技術進步就是二維核磁共振(2D―NMR)方法的發展。它從根本上改變了NMR技術用於解決復雜結構問題的方式,大大提高了NMR技術所提供的關於分子結構信息的質和量,使NMR技術成為解決復雜結構問題的最重要的物理方法。
①2D―NMR技術能提供分子中各種核之間的多種多樣的相關信息,如核之間通過化學鍵的自旋偶合相關,通過空間的偶極偶合(NOE)相關,同種核之間的偶合相關,異種核之間的偶合相關,核與核之間直接的相關和遠程的相關等。根據這些相關信息,就可以把分子中的原子通過化學鍵或空間關系相互連接,這不僅大大簡化了分子結構的解析過程,並且使之成為直接可靠的邏輯推理方法。
②2D―NMR的發展,不僅大大提高了大量共振信號的分離能力,減少了共振信號間的重疊,並且能提供許多1D―NMR波譜無法提供的結構信息,如互相重疊的共振信號中每一組信......>>

問題三:CT和核磁共振原理有啥區別,適用范圍分別是什麼 CT掃描儀可以用於對人體的全身掃描,而核磁共振掃描儀則主要用於對人體的軟組織的掃描。通過這兩種儀器,醫生可以獲得詳細的三維的人體剖面圖象,清楚地看到人體組織中的細微的變化,為科學的診斷提供有力的證據。CT掃描儀和核磁共振掃描儀的外形十分相似,它們所獲得的三維圖像也很相似,但是應該指出這兩種儀器的成像原理確是完全不同的。CT掃描儀的原理相對比較簡單,它是利用不同密度的人體組織對X射線有著不同的吸收率的原理而設計的。大家都知道X射線是一種波長很短的電磁波,它沿著直線傳播,由於它的能量很高,所以它可以穿透人體的所有組織。由於人體不同組織的密度不同,所以它們對X射線的吸收率也各不相同。如果用平行的或者是向外成一定角度發散的X射線穿越人體,然後對感光膠片進行曝光,這樣就可以清楚地看見人體的骨肋和一些軟組織的分布情況。這就是最常用的X射線透視的基本原理。X射線透視是在二十世紀初期所發明的,它的發明為醫學的診斷提供了一個極為重要的信息來源。但是遺憾的是X射線透視所得到的是一個平面圖形,由於人體組織的重疊會引起對X射線吸收的互相疊加的作用,所以在X射線透視的照片上很多的細節是看不到的。為了了解一些三維的細節,就必須從不同的角度進行X射線透視,而要想獲得人體的三維圖象則是不可能的。為了獲得人體組織的細節,為了獲得人體組織的三維圖象,這只有依靠於現代的CT掃描儀和核磁共振掃描儀了。CT掃描儀是1971年由洪斯非爾德(Hounsfield)發明的,洪斯非爾德並因此而獲得1979年的諾貝爾獎。CT掃描儀和X射線透視有很多相同的地方,但是也有很多不同的地方。相同的是它們都是以人體組織中不同密度的器官對X射線有著不同的吸收率作為儀器設計的基本原理。它們所用的射線源可以是波陣面為平面的X射線面源,也可以是波陣面是球面發散的X射線點源。而它們之間不同的地方是:1)X射線透視的接收裝置是一張膠片,而CT掃描儀所使用的則是一組園弧形的電子接收裝置,這種裝置一般是由用準直器分隔開的晶體所構成。這個電子接收裝置正好位於X射線源的正對面。2)X射線透視工作時它的射線源和膠片均處在固定的位置上,而CT掃描在工作時不但所掃描的人體會在掃描儀的園孔內來回移動,而且X射線源和電子接收裝置也會在CT掃描儀的園環上高速地旋轉。在CT掃描儀上這兩個方向上的運動都有精密的編碼器來監察。3)這兩個儀器的最後一個不同點就是X射線透視不需要進行計算機處理,而CT掃描儀則需要使用計算機對圖象進行較為復雜的計算和處理,從而來形成三維的人體組織的詳細圖象。為了對CT掃描儀的原理有進一步的了解,有必要要對X射線透視的透射吸收有所了解。如果一種材料的吸收系數為 ,則X射線在材料中經過一定的路程 後,該材料對X射線的透射率則為 。當X膠片或者接收器的平面平行於X射線的發射平面時,則X射線經過人體各部分的吸收以後,在膠片上各個點上的透射率的分布就是:(1)透射率和X射線的源強度的乘積就是X射線到達感光膠片或者接收器時的能量。假設X射線的波陣面是一個平面,X射線的原有的強度為 ,考慮到在接收器上的背景雜訊為 ,如果將介質的吸收系數進行離散處理, 為介質中每一個離散點的長度,則最後落在接收器上相應的點上的輻射強度為:(2)考慮到X射線的散射和其它因素,這個公式經過簡單的變換有:(3)注意當X射線為發散形傳播時,我們還要注意X射線的自身強度在傳播中也將不斷衰減。X射線的自身強度和X射線傳播的距離的平方成反比。從上面的公式看,X射線在經過吸收系數不同的結構以後,所產生的信息可以形成一個線性方程組。CT掃描儀一般......>>

問題四:核磁共振是什麼? 核磁共振現象來源於原子核的自旋角動量在外加磁場作用下的進動。

核磁共振
根據量子力學原理,原子核與電子一樣,也具有自旋角動量,其自旋角動量的具體數值由原子核的自旋量子數決定,實驗結果顯示,不同類型的原子核自旋量子數也不同:
質量數和質子數均為偶數的原子核,自旋量子數為0 ,即I=0,如12C,16O,32S等,這類原子核沒有自旋現象,稱為非磁性核。質量數為奇數的原子核,自旋量子數為半整數 ,如1H,19F,13C等,其自旋量子數不為0,稱為磁性核。質量數為偶數,質子數為奇數的原子核,自旋量子數為整數,這樣的核也是磁性核。但迄今為止,只有自旋量子數等於1/2的原子核,其核磁共振信號才能夠被人們利用,經常為人們所利用的原子核有: 1H、11B、13C、17O、19F、31P ,由於原子核攜帶電荷,當原子核自旋時,會由自旋產生一個磁矩,這一磁矩的方向與原子核的自旋方向相同,大小與原子核的自旋角動量成正比。將原子核置於外加磁場中,若原子核磁矩與外加磁場方向不同,則原子核磁矩會繞外磁場方向旋轉,這一現象類似陀螺在旋轉過程中轉動軸的擺動,稱為進動。進動具有能量也具有一定的頻率。
原子核進動的頻率由外加磁場的強度和原子核本身的性質決定,也就是說,對於某一特定原子,在一定強度的的外加磁場中,其原子核自旋進動的頻率是固定不變的。
原子核發生進動的能量與磁場、原子核磁矩、以及磁矩與磁場的夾角相關,根據量子力學原理,原子核磁矩與外加磁場之間的夾角並不是連續分布的,而是由原子核的磁量子數決定的,原子核磁矩的方向只能在這些磁量子數之間跳躍,而不能平滑的變化,這樣就形成了一系列的
核磁共振氫譜
能級。當原子核在外加磁場中接受其他來源的能量輸入後,就會發生能級躍遷,也就是原子核磁矩與外加磁場的夾角會發生變化。這種能級躍遷是獲取核磁共振信號的基礎。
為了讓原子核自旋的進動發生能級躍遷,需要為原子核提供躍遷所需要的能量,這一能量通常是通過外加射頻場來提供的。根據物理學原理當外加射頻場的頻率與原子核自旋進動的頻率相同的時候,射頻場的能量才能夠有效地被原子核吸收,為能級躍遷提供助力。因此某種特定的原子核,在給定的外加磁場中,只吸收某一特定頻率射頻場提供的能量,這樣就形成了一個核磁共振信號.
編輯本段
技術應用
NMR技術即核磁共振譜技術,是將核磁共振現象應用於分子結構測定的一項技術。對於有機分子結構測定來說,核磁共振譜扮演了非常重要的角色,核憨共振譜與紫外光譜、紅外光譜和質譜一起被有機化學家們稱為「四大名譜」。目前對核磁共振譜的研究主要集中在1H和13C兩類原子核的圖譜。
對於孤立原子核而言,同一種原子核在同樣強度的外磁場中,
核磁共振碳譜
只對某一特定頻率的射頻場敏感。但是處於分子結構中的原子核,由於分子中電子雲分布等因素的影響,實際感受到的外磁場強度往往會發生一定程度的變化,而且處於分子結構中不同位置的原子核,所感受到的外加磁場的強度也各不相同,這種分子中電子雲對外加磁場強度的影響,會導致分子中不同位置原子核對不同頻率的射頻場敏感,從而導致核磁共振信號的差異,這種差異便是通過核磁共振解析分子結構的基礎。原子核附近化學鍵和電子雲的分布狀況稱為該原子核的化學環境,由於化學環境影響導致的核磁共振信號頻率位置的變化稱為該原子核的化學位移。
耦合常數是化學位移之外核磁共振譜提供的的另一個重要信息,所謂耦合指的是臨近原子核自旋角動量的相互影響,這種原子核自旋角動量的相互作用會改變原子核自旋在外磁場中進動的能級分布狀況......>>

問題五:核磁共振能檢查什麼? 磁共振成像術(MRI)也有稱之為核磁共振,英文縮寫為MRI。其基本原理是在強大磁場的作用下,記錄組織器官內氫原子的原子核運動,經計算和處理後獲得檢查部點陣圖像。
檢查目的:顱腦及脊柱、脊髓病變,五官科疾病,心臟疾病,縱膈腫塊,骨關節和肌肉病變,子宮、卵巢、膀胱、前列腺、肝、腎、胰等部位的病變。
優點:1.MRI對人體沒有損傷;
2.MRI能獲得腦和脊髓的立體圖像,不像CT那樣一層一層地掃描而有可能漏掉病變部位;
3.能診斷心臟病變,CT因掃描速度慢而難以勝任;
4.對膀胱、直腸、子宮、 *** 、骨、關節、肌肉等部位的檢查優於CT。
缺點:1.和CT一樣,MRI也是影像診斷,很多病變單憑MRI仍難以確診,不像內窺鏡可同時獲得影像和病理兩方面的診斷;
2.對肺部的檢查不優於X線或CT檢查,對肝臟、胰腺、腎上腺、前列腺的檢查不比CT優越,但費用要高昂得多;
3.對胃腸道的病變不如內窺鏡檢查;
4.體內留有金屬物品者不宜接受MRI。
注意事項:1.檢查前須取下一切含金屬的物品,如金屬手錶、眼鏡、項鏈、義齒、義眼、鈕扣、皮帶、助聽器等;
2.裝有心臟起搏器的患者禁止做MRI檢查;
3.做盆腔部位檢查時,需要膀胱充盈,檢查前不得解小便。有金屬節育環者須取出才能進行;
4.體內有彈片殘留者,一般不能做MRI;
5.手術後留有金屬銀夾的病人,是否能做MRI檢查要醫生慎重決定;
6.胸腹部檢查時,要保持呼吸平穩,切忌檢查期間咳嗽或進行吞咽動作;
7.MRI對飲食、葯物沒有特別要求;
8. 檢查時要帶上已做過的其他檢查材料,如B超、X線、CT的報告。

問題六:什麼是磁共振成像 磁共振成像(MRI)是根據有磁距的原子核在磁場作用下,能產生能級間的躍遷的原理而採用的一項新檢查技術,MRI有助於檢查癲癇患者腦的能量狀態和腦血流情況,對變性病診斷價值很大。MRI是通過體外高頻磁場作用,由體內物質向周圍環境輻射能量產生信號實現的,成像過程與圖像重建和CT相近,只是MRI既不靠外界的輻射、吸收與反射,也不靠放射性物質在體內的γ輻射,而是利用外磁場和物體的相互作用來成像,高能磁場對人體無害。所以MRI檢查是安全的。臨床常用MRI檢查發現繼發性癲癇的腦結構變化,如果臨床對癲癇綜合征分類不明,MRI能明確該患者是否由腦結構改變所致,顱內腫瘤常引起癲癇,MRI對腦內低度星形膠質細胞瘤、神經節、神經膠質瘤、動靜脈畸形和血腫等的診斷確認率極高。MRI能清楚地顯示癲癇患者的腦萎縮,對腦實質和腦脊液的顯示度極好。
MRI與CT比較,其主要優點是:
①離子化放射對腦組織無放射性損害,也無生物學損害。
②可以直接做出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像。
③沒有CT圖像中那種射線硬化等偽影。
④不受骨像干擾,對後顱凹底和腦乾等處的小病變能滿意顯示,對顱骨頂部和矢狀竇旁、外側裂結構和廣泛轉移的腫瘤有很高的診斷價值。
⑤顯示疾病的病理過程較CT更廣泛,結構更清楚。能發現CT顯示完全正常的等密度病灶,特別能發現脫髓鞘性疾病、腦炎、感染性脫髓鞘、缺血性病變及低度膠質瘤。

問題七:核磁共振檢查什麼 核磁共振檢查:
一、全身軟組織病變:無論來源於神經、血管、淋巴管、肌肉、結締組織的腫瘤、感染、變性病變等,皆可做出較為准確的定位、定性的診斷。
二、骨與關節:骨內感染、腫瘤、外傷的診斷與病變范圍,尤其對一些細微的改變如骨挫傷等有較大價值,關節內軟骨、韌帶、半月板、滑膜、滑液囊等病變及骨髓病變有較高診斷價值。
三、胸部病變:縱隔內的腫物、淋巴結以及胸膜病變等,可以顯示肺內團塊與較大氣管和血管的關系等。
四、盆腔臟器;子宮肌瘤、子宮其它腫瘤、卵巢腫瘤,盆腔內包塊的定性定位,直腸、前列腺和膀胱的腫物等。
五、腹部器官:肝癌、肝血管瘤及肝囊腫的診斷與鑒別診斷,腹內腫塊的診斷與鑒別診斷,尤其是腹膜後的病變。
六、神經系統病變:腦梗塞、腦腫瘤、炎症、變性病、先天畸形、外傷等,為應用最早的人體系統,目前積累了豐富的經驗,對病變的定位、定性診斷較為准確、及時,可發現早期病變。
七、心血管系統:可用於心臟病、心肌病、心包腫瘤、心包積液以及附壁血栓、內膜片的剝離等的診斷。

問題八:磁共振是什麼意思? 原來叫核磁共振,就是在你身體上施加一個磁場,使你身體里的氫原子核都朝向磁場方向,然後撤掉這個磁場,捕捉這些原子核返回原來狀態所釋放出的能量,由此就知道你身體里的水份分布了,因為不同臟器的水含量都琺同,所以就能清晰的區分出不同臟器了,說白了就是個水成像。

『貳』 核磁共振成像術有哪些方面的應用

1946年,美國哈佛大學的伯塞爾和斯坦福大學的布洛克兩名教授分別發現了「核磁共振」的現象,並為此在1952年獲得了諾貝爾物理學獎。

這個物理現象一經發現,立即受到高度重視,在一些領域里馬上得到應用。1972年,就有一些醫生提出了利用核磁共振的原理做醫療診斷的設想。經過大約10年的研究和實驗,此項技術日臻成熟,終於,在80年代,科學家將核磁共振原理同空間編碼技術、數學變換和電影電視影像技術結合,發明了一種嶄新的掃描技術——核磁共振成像術(簡稱MRI)。

MRI是一種比X射線成像更為優越的技術。它不需要通過放射線照射和掃描來形成影像,對人體更安全,可以說是徹底的無損傷檢查。它的工作原理頗復雜,讓我們簡略介紹一下吧。

我們知道,世上萬物均由原子組成,原子又是由原子核和圍著原子核旋轉的電子組成,原子核則是由帶正電荷的質子和不帶電荷的中子組成。許多原子核的運動類似「自旋體」,不停地以一定的頻率自旋,如能設法讓它進入一個恆定的磁場的話,它就會沿著這磁場方向迴旋。這時如用特定的射頻電磁波去照射這些含有原子核的物體,物體就會吸收電磁波的能量,發生「共振」;當射頻電磁波撤掉後,吸收了能量的原子核又會把這部分能量以電磁波的形式釋放出來,即發射所謂「核磁共振」信號。

這種核磁共振信號攜帶著物質內部結構的大量信息。對這些信號進行測量和分析,可以進一步獲得此物質的物理和化學信息,比如密度、分布特點及組織的成分等。也就是說,可以通過核磁共振現象來了解物體內部的情況。

在人體中有著大量的水,有著許許多多氫原子,MRI就是利用人體中的氫原子,在強磁場內受到脈沖的激發後,所產生的核磁共振現象。在共振過程中,不同的組織器官的共振信號強度不同,恢復到激發前的平衡狀態所需的時間也不同,這些信息經過電子計算機的處理後形成不同的圖像。這種圖像很清楚,不僅可以提供人體清晰的解剖細節,而且還能提供組織器官和病灶細胞內外的物理、化學、生物和生物化學等方面的診斷信息,便於醫生據此作出診斷。

在做MRI檢查時,病人要拿掉身上各種帶金屬的物件,平躺在檢查床上,然後被徐徐送入診室,程序十分簡便。它不必使用任何造影劑,即可顯示出血管等微細結構。它還可以從任何方向做切層檢查,且成像有高度靈活性,解析度高,僅在短短的一二秒鍾內即可成像。

MRI不但能夠像CT一樣提供受檢部位解剖信息的圖像,還可以為我們提供有關組織生理生化信息的專門圖像,比CT更靈敏地分辨出正常或異常的組織,為我們清楚地顯示出病變的部位、范圍,常可在病變處器官的形狀、功能還未出現明顯改變之前,就向人們發出警告。所以它在對腫瘤的早期檢測及鑒別腫瘤的性質上有特別大的幫助。

MRI除了可以顯示任何方向截面解剖部位的病變外,還可以透過骨骼的屏障,獲得令人滿意的斷層圖像,所以在臨床應用中,MRI某些方面的功效明顯優於CT。可以說,MRI是一種比CT用途更廣泛的新型檢查儀器。

1995年2月,一個即將被執行死刑的美國犯人,為表示他對自己罪行的追悔和對世人的歉意,表示願將遺體獻給科學機構作研究之用。科學家在犯人被處決之前先用MRI對他的身體進行成像掃描,獲得許多圖像資料。在處決後又將他的遺體冷凍後從頭到腳切成2700片不及1毫米厚的薄片,再一一照相。科學家對這些相片與MRI獲得的斷層圖像作比較,從中獲取所需要的信息。這2700張斷面照片現已由德國慕尼黑的一家電子企業加工成光碟,它是世界上第一張詳細記錄人體內部結構圖像的光碟。它的問世,不僅可為醫學院提供史無前例的詳盡的人體解剖資料,對人們如何進一步用好、改進包括MRI在內的新型醫療檢查儀器,也會有很大的作用。

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