核磁共振技术及应用
核磁共振技术的基本原理与应用
核磁共振技术的基本原理与应用核磁共振技术（NMR）是现代科学领域中最为重要和广泛应用的一种技术，广泛应用于化学、物理、生物、医学等各个学科领域。
本文将从NMR的基本原理入手，深入探讨NMR的应用及优势。
一、NMR的基本原理核磁共振技术的基本原理是基于核磁共振的现象，当物质中的原子核受到外加脉冲磁场的影响时，其能量水平的分布状态会发生改变，从而使得这些原子核的自旋方向发生一定的变化。
这种自旋运动的变化会引起原子核所在的原子体系产生一个感应信号，这个感应信号就是核磁共振信号。
二、NMR的应用1.化学应用核磁共振技术在化学应用领域中的应用主要是用于结构和化学反应的表征，包括定量分析、定性分析以及物质结构的表征等。
通过NMR技术，我们可以获取到关于化学物质中原子之间的相对位置关系、化学键形成方式以及共价键组成的信息，非常适用于有机物的分析和表征。
2.生物应用在生物学领域中，核磁共振技术主要是用于研究生命系统中的结构和功能，包括蛋白质、肽链、核酸、糖类等生物大分子的结构研究以及动力学行为的表征等。
通过核磁共振技术，可以实现区分、研究和表征各种生物大分子和它们之间的相互作用关系，从而为生命科学领域的研究提供一些非常有用的实验数据。
3.医学应用核磁共振技术在医学领域被广泛应用于成像诊断，比如常见的核磁共振成像技术（MRI）。
MRI是一种非侵入性的检测，能够在没有任何副作用的情况下对人体内部进行成像分析，从而对疾病的诊断和治疗提供了非常有力的支持。
三、NMR技术的优势与传统的化学、生物、医学等领域的研究方法相比，核磁共振技术具有以下优势：1.高灵敏度：核磁共振技术能够提供极高的检测灵敏度，可以检测到非常微小的样品以及特定原子的自旋状态。
2.非侵入性：核磁共振技术不需要对样品进行任何破坏性处理，且对人体的影响较小，能够提供无创的检测方法。
3.高分辨率：核磁共振技术能够提供非常高的分辨率，能够对样品的微观结构和分子构象进行准确分析。
核磁共振谱技术的原理及应用
核磁共振谱技术的原理及应用核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种用于分析化合物结构和物理性质的非常有效的技术。
该技术已经广泛应用于化学、材料科学、生物医学和环境科学等领域。
本文将对核磁共振谱技术的原理及其应用进行探讨。
一、核磁共振谱的原理核磁共振在物理学上指的是核磁矩在磁场中发生的现象。
在强磁场作用下，原子核呈现自旋状态，其周围产生一个磁场。
当原子核处于外加射频场的作用下，将产生核磁共振吸收谱，这个谱是一种特殊的光谱。
核磁共振谱的原理就是将物质放入强磁场中，利用核自旋量子数和核磁共振所产生的能量差异，测定样品中核原子的类型和数量。
核磁共振谱主要是用于分析样品的化学结构和分子排布，因为不同类型的原子核在相同的磁场作用下具有不同的共振频率，这使得核磁共振谱成为一种非常有效的分析化合物结构的工具。
例如，氢核磁共振谱的主要应用就是用于分析一些含有氢原子的有机化合物和生物分子。
二、基础核磁共振谱最常见的核磁共振谱是基础核磁共振谱，它仅测定样品中的氢信号。
此处的氢信号是指样品中H原子产生的核磁共振吸收信号，即氢原子在其发生共振现象时发出的能量。
基础核磁共振谱是用来确定原子的类型以及它们的磁环境。
对于氢原子，它们通常被归为三类：α（顺式）、β（反式）和γ（孤立的）。
除了氢核共振，还有碳共振。
由于碳是一种核磁共振活性低的元素，因此采用的谱仪比氢核共振谱仪复杂得多。
碳核磁共振谱，可以分析分子的骨架结构。
其分析范围更广泛，通常用于分析各种化合物、分子和聚合物。
三、高分辨核磁共振技术高分辨核磁共振技术（High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance, HR-NMR）是一种针对复杂分子中信号重叠问题的高级核磁共振技术。
在高分辨核磁共振技术中，谱仪具有更高的分辨率，从而可以分离并分析分子中的多个组分。
这种技术能够让研究人员更加准确地分析分子结构，并且可提高谱图的信噪比。
核磁共振技术的进展及应用前景
核磁共振技术的进展及应用前景随着科技的不断迭代和升级，各种新型技术层出不穷。
而核磁共振技术（NMR）作为一种重要的科学研究工具，已经得到广泛应用，特别是在生命科学和医学领域。
本文将从了解NMR的基本原理开始，梳理其在科学研究和医学应用方面的一些进展，以及它未来的发展趋势。
一、NMR基本原理核磁共振技术是一种基于磁共振现象的分析方法，其理论基础主要建立在两个方面：核自旋和外磁场。
不同的原子核有不同的能量状态或自旋取向，而这两种状态之间的能量差可以通过较强的磁场加热来实现，使核从基态跃迁到激发态。
当外磁场作用于原子核时，会引起围绕原子核的电子的磁场产生反应，从而改变电子环能级，使原子核有不同的磁矩，这种状态称为核磁共振。
通过核磁共振技术可以对固体、液体和气体等样品进行分析。
在这个过程中，将样品放置在一个较强的磁场中，然后用一些无线电波去激发原子核，激发后的原子核会在不同的时间段内逐渐回复到基态，过程中会发出一些电磁波。
这些电磁波可以通过一系列的电子设备进行检测和处理，从而得出样品的性质和组成。
二、NMR在科学研究中的应用1、物理化学方面核磁共振技术在物理化学研究方面发挥着重要的作用。
在材料学领域中，通过核磁共振技术可以了解物质的结构、动力学和几何构型，更加深入的了解材料的性质和特点。
例如，核磁共振技术可以帮助科学家更好的研究分子内部结构，从而对新型材料的制备、催化反应和超导材料等方面进行更深入的研究。
2、生命科学方面在生命科学和医学领域，核磁共振技术是一种非常有用的实验方法。
例如，在生物医学领域中核磁共振技术可以用于研究新药物和其它生物分子间的相互作用；在组织学领域中也可以通过核磁共振技术来研究组织中的细胞组分，从而更好的理解生物物质的组成和结构。
三、NMR在医学领域的应用1、诊断核磁共振技术在医学领域中的应用主要是用于诊断和治疗。
在医学成像方面，核磁共振技术可以生成高清晰度的图像，进而了解病变对组织结构的影响情况，给医师提供更全面的诊断信息。
核磁共振成像技术的物理原理及应用
核磁共振成像技术的物理原理及应用核磁共振（NMR）是一种物理现象，它指的是被外加磁场激发了自旋的原子、分子或核子的向外发射能量的过程。
在医学领域，核磁共振成像技术（MRI）是一项重要的诊断工具，它可以帮助医生检测病人的内部结构，比如头部、胸部和肢体等部位。
本文将介绍MRI的物理原理、应用和未来的发展方向。
1. 物理原理在MRI中，磁共振所产生的信号来源于一些在人体内具有自旋的核子，比如氢原子中的质子和碳原子中的核子。
这些核子带有一个自旋量子数，它可以被外加磁场激发或者被核间相互作用激发。
在外加磁场的作用下，旋转时会发生Larmor进动，进动频率与外磁场大小成正比。
磁共振成像就是利用这一原理来获取人体内部的图像。
在成像前，患者需要先进入MRI机中，MRI机则会产生一个强磁场，使患者体内的核子同向排列，使得这些核子共同具有一个自发激发的“共振”状态。
为了进一步增强共振信号的强度，医生会在这个过程中通过向患者体内发射一些射频波，激发核子自发地发出信号，这些信号则由MRI机的探测器接收并处理，从而生成出最终的图像。
2. 应用MRI技术在医学领域有着广泛的应用，对于骨骼、软组织、脑部、心脏、肺部等内部器官扫描都有着良好的应用效果。
比如，MRI可以用来检测中风、脑出血、脑血管瘤等疾病。
在眼科领域中，MRI技术可以用来观察眼球内部的情况，处理虹膜和视网膜等部位的问答。
此外，MRI还具有标本研究方面的应用，可以提供组织影像和实时定位，可用于生物学研究、药物研究和疾病研究等领域。
MRI还被广泛应用于物理和工程学界，如石油勘探领域、新材料的制造等。
3. 未来发展方向MRI技术与人工智能、大数据等领域的结合会是一个有潜力的领域，如利用MRI成像技术的大数据，发掘背景丰富的图像数据，可以应用于疾病预测、疾病治疗等领域。
此外，磁共振技术的发展还提高了其对人类健康的重要性，值得期待的是，在未来几年内，MRI技术会继续得到改进和优化。
磁共振成像技术的原理和医学应用
磁共振成像技术的原理和医学应用磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种基于原子核磁共振现象的成像技术，已经成为现代医学检查的重要手段之一。
MRI以其非侵入性、高分辨率、多参数成像等特点，在身体不同部位疾病的早期诊断、治疗、研究及评估方面受到广泛关注。
本文将从MRI的原理、分类和医学应用三个方面进行阐述。
一、MRI的原理MRI是一种基于核磁共振现象的成像技术。
在磁场中，原子核因为量子力学效应的作用，会产生自旋，这个自旋具有磁性。
若对物质进行放射激发，则原子核将吸收能量并进入激发状态，待刺激结束后，会产生相移，但方向大小不会改变。
在加磁场的作用下，不同位置的原子核产生不同的共振信号，通过测量这些共振信号，可以得出物质内部的信号强度和空间位置信息。
MRI的成像需要一个高强度静态磁场（通常是1.5T或3.0T）和弱变化的高频交变电场（通常是射频脉冲）。
磁共振信号是由梯度磁场作用下，被激发的原子核沿着空间坐标方向释放的。
梯度磁场的作用是制造空间上的微弱变化，使成像对象内部的原子核可以感受到梯度磁场的方向和大小，从而产生不同位置、不同方向的MRI信号。
二、MRI的分类MRI按成像所需的时间长度可分为快速成像和慢速成像两类。
常用的快速成像技术有短时重复时间（Short Time Repetition，STIR）、体液抑制成像（Fluid Attenuation Inversion Recovery，FLAIR）和弥散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）等。
慢速成像技术有T1加权成像（T1 Weighted Imaging，T1WI）、T2加权成像（T2 Weighted Imaging，T2WI）和常规序列成像等。
MRI按成像方式可分为断层成像和三维成像两类。
断层成像（Slice Imaging）是在一个平面内取得的图像，主要用于观察人体各组织在某个切片上的分布及形态特征。
简述核磁共振的原理及应用
简述核磁共振的原理及应用1. 核磁共振的原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种基于原子核的不同转态间的能级跳跃引起的电磁辐射和吸收现象的物理技术。
核磁共振原理基于原子核内部具有自旋的性质，当核自旋矢量在外加磁场作用下发生在两个能级间跳跃时，就会吸收或发射特定频率的辐射，这种现象被称为共振。
核磁共振的原理主要包括以下几个关键点：•核自旋：核自旋是指原子核围绕自身轴线旋转的性质。
核自旋可以用1/2、1、3/2等整数或半整数来表示，取决于核内部存在的质子或中子数目。
•外加磁场：核磁共振需要一个较强的外加静态磁场，使得核自旋矢量在磁场中取向，并产生塞曼效应。
•塞曼效应：塞曼效应描述了核自旋矢量在外加磁场作用下的取向。
塞曼效应的频率由核的旋磁比和外加磁场的强度决定。
•库珀对：库珀对是核磁共振中的一个现象，核自旋的两个能级在磁场中存在的不同跃迁的能量差被称为库珀对。
2. 核磁共振的应用核磁共振技术在医学、化学等领域中被广泛应用，具有以下几个重要的应用：2.1 医学影像学核磁共振成像（MRI）是一种非常重要的医学影像学技术。
核磁共振成像通过利用核磁共振原理，可以对人体组织和器官进行无创观察。
其原理是通过对人体部位施加强磁场和电磁波来激发组织中的核自旋，然后通过测量激发后的信号强度和频率以重建图像。
MRI在诊断肿瘤、脑部疾病、心血管疾病等方面有着广泛的应用。
2.2 化学分析核磁共振光谱（NMR spectroscopy）在化学分析中有着重要的应用。
核磁共振光谱可以通过测量样品中核自旋的共振频率和强度来确定化合物的结构和组成。
核磁共振光谱可以用于分析无机化合物、有机化合物、生物大分子等。
它在药物研究、环境分析、质量控制等方面起着重要的作用。
2.3 材料科学核磁共振技术在材料科学领域中也有着重要的应用。
通过核磁共振技术可以研究材料的结构、性质和反应动力学等。
核磁共振技术可以用于研究材料中的精细结构、材料的磁性、材料的热力学性质等。
核磁共振技术的基本原理和应用
核磁共振技术的基本原理和应用引言：近年来，随着科技的不断发展，人类创造了许多先进的科学技术，其中之一就是核磁共振技术。
核磁共振技术作为一种非侵入性的检测手段，在医学、化学、生物学等领域中得到了广泛的应用。
本文将对核磁共振技术的基本原理以及其在不同领域中的应用进行探讨。
一、核磁共振技术的基本原理核磁共振技术是利用原子核自旋磁矩与外加准直磁场、射频场交互作用的一种技术。
其基本原理可简要概括为以下几点：1. 原子核自旋磁矩：原子核由质子和中子构成，质子和中子的自旋造成了原子核的自旋磁矩。
具体而言，核自旋磁矩是指带电粒子（比如质子）绕自身转动产生的旋转磁矩。
2. 磁共振：当核自旋磁矩遇到外加准直磁场时，核自旋会在磁场中取向，形成两个能级：平行与反平行。
能级差值与自旋的有效尺度、核数、外加磁场大小有关。
3. 预cession 磁滞：在外加均匀磁场和射频场诱导下，核自旋会绕着磁场方向进行进动，称为预cession。
预cession频率与环境中的磁场强度以及射频场频率有关。
4. 能级跳变：当射频场频率与系统能级之间的差值相等时，能级间会出现共振现象，这种跳变会引起固有信号。
二、核磁共振技术在医学领域的应用核磁共振技术在医学中的应用非常广泛，尤其在医学影像领域中发挥着重要的作用。
1. 核磁共振成像（MRI）：核磁共振成像是核磁共振技术在医学影像学中的应用，它能够通过对人体局部区域进行扫描和成像，帮助医生观察人体组织结构、器官病变以及异常功能等。
MRI成像不需要使用任何放射性物质，因此相比传统的X光照射方法更为安全。
2. 核磁共振波谱（NMR）：核磁共振波谱是利用核磁共振技术对蛋白质、药物、代谢物等进行分析的一种方法。
通过对样品中的核磁共振信号进行分析，可以推断样品中分子的结构、组成以及浓度等信息，从而达到检测和分析的目的。
三、核磁共振技术在生物学和化学领域的应用除了在医学领域，核磁共振技术还在生物学和化学领域中得到了广泛的应用。
核磁共振的原理与应用
核磁共振的原理与应用核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种非常强大的分析技术，它基于原子核在外磁场作用下表现出的磁性而产生。
这项技术不仅广泛应用于物理、化学和生物医学领域，而且是新药研发、原料质量控制和食品检测等领域的重要工具。
本文将介绍核磁共振的原理和应用。
一、核磁共振的原理核磁共振技术基于核磁共振现象，可用于研究物质的化学结构、物理性质等。
这个现象是由物质中带电粒子（如质子和核子）的旋转所导致的。
当从外界施加一个恒定的磁场时，原子核的旋转会产生一个局部磁场，这个局部磁场会影响到邻近的原子核，并改变它们自身的旋转。
这样形成的相互作用称为“磁偶极相互作用”。
在此基础上，将射频电磁波作用于原子核，使其进行能量吸收和辐射，此时产生谱线，并反映出物质中的核的不同磁性环境。
这种现象即为核磁共振现象。
通常使用核磁共振谱仪来观察核磁共振现象。
谱仪由磁体、探头和各种控制电路构成。
磁体产生一个恒定的磁场，而探头则是用于施加射频电磁波的设备，而控制电路则是用于控制射频信号的频率和幅度。
二、核磁共振的应用1.化学领域核磁共振谱是化学分析的有力工具。
它可以用于精确测定物质的分子结构、相互作用和化学反应。
核磁共振谱可以确定有机分子中各种化学键的结合方式和它们在分子中的位置，而这些信息则对于合成新化合物和分析复杂杂环分子很有用。
另外，核磁共振技术还可以检测各种杂质，测定纯度和质量，这对于新药研发和原料质量控制起到了很大的作用。
2.生物医学领域核磁共振在生物医学领域中广泛应用。
它可以用于非侵入性地检测疾病，如放射性药物对患者不良的影响、脑部疾病的检测等。
此外，核磁共振技术也可以用于了解人体内的各种碳-氢、氮、氧、磷等分子之间的相互作用，从而更好地研究生命的本质。
3.食品领域核磁共振技术在食品领域中的应用也有很大的作用。
食品中往往含有大量的复杂分子结构，如蛋白质、糖和脂质等，这些分子往往会发生化学反应，而这些反应通常具有很高的选择性，因此很难被检测到。
核磁共振成像技术原理及应用
核磁共振成像技术原理及应用核磁共振成像技术（NMR）是体内非常重要的一个成像技术。
从功能来说，它是一种非侵入性的、无放射性的、三维成像技术，可以提供人体内部疾病的诊断，并且有很大的研究价值。
本文将探讨核磁共振成像技术的原理以及该技术在医学上的应用。
一、核磁共振成像技术原理概括来说，核磁共振成像技术的原理是利用核磁共振现象产生的信号，将其转化成图像。
核磁共振现象的产生是由于核自旋与外加磁场的相互作用而产生的。
在静磁场存在的情况下，核自旋会沿着磁场的方向偏转。
经过特殊的射频脉冲激发后，核自旋会在特定的频率下吸收或放出能量。
这种频率称为共振频率。
因此，核磁共振成像技术就是对这种频率进行检测和记录。
核磁共振成像技术中的探头产生一个弱磁场，磁场方向垂直于体轴。
探头发出一个射频信号，使人体组织中的核能够重新排列和旋转，同时向探头处辐射能量。
通过探头接收的放射能量，计算机可以生成一幅图像。
其中亮度和对比度反映了体内各个部位核磁场的强度和分布情况。
为了在体内获得准确的影像，探头选择的位置和方向是十分重要的。
影像的质量取决于体内核自旋密度、回波时间（信号保持时间）和T1和T2松弛时间（核角动量和自旋角动量退潮时间）。
医生和操作员必须熟练掌握这些参数，才能确保成像的质量和可用性。
二、核磁共振成像技术在医学上的应用核磁共振成像技术不仅可以用于肿瘤和疾病的诊断，还可以用于体内各种微观病理学研究。
常见病例中，核磁共振成像技术主要用于检测：脑部疾病、骨骼肌肉和关节疾病、心脏疾病、肺炎、肝脏和胆道疾病，以及肾脏和盆腔器官疾病等。
在研究方面，核磁共振成像技术还应用于神经学、心脏学、乳腺学、肝脏病学、肾脏病学、肿瘤学和心理学等领域。
在神经学中，核磁共振成像技术被广泛应用于临床神经病理学研究、脑功能神经影像学、运动神经影像学和脑结构影像学等。
通过对损伤部位和活动部位的扫描和记录，有助于对神经疾病的理解和治疗。
同样，在乳腺学中应用核磁共振成像诊断乳腺癌，可以准确性高将乳房内部组织层层透过，发现不易可以发现的肿瘤和对乳腺的感染等。
化学中的核磁共振技术和应用
化学中的核磁共振技术和应用在化学领域，核磁共振技术是一项非常重要的研究方法。
核磁共振技术的原理是通过对样品中的原子核进行磁共振实验，得到其特征信号，从而分析样品中不同化学成分的含量、结构和运动方式等信息。
下文将从原理、仪器、应用等方面介绍核磁共振技术的相关内容。
一、核磁共振技术原理核磁共振技术的原理是基于原子核的量子态进行研究的。
当原子核处于磁场中时，会产生核磁矩，这种物理性质可以用来描绘原子核的量子态。
当原子核吸收外加的电磁波时，会发生能级跃迁，从而产生共振信号。
这些共振信号包含了许多对样品的化学信息，比如分子的构成、结构和运动方式等信息。
在核磁共振技术中，主要研究的是氢原子核和碳原子核这两种原子核的核磁共振行为。
二、核磁共振技术仪器核磁共振技术需要用到非常复杂的仪器。
核磁共振仪器主要包括磁场、射频线圈、检测线圈和计算机四个主要部分。
这些部分都是相互协作的，确保仪器的正常运行。
磁场非常重要，因为原子核的磁共振信号非常微弱，只有在强磁场中才能进行有效的分析。
射频线圈会向样品发送电磁波信号，这种信号会被样品中的原子核吸收，从而产生共振信号；而检测线圈则会从样品中接收共振信号，将信号转换为电信号，进行数字化处理。
计算机在核磁共振仪器中的作用非常重要，它能够收集原始数据并进行预处理，最终将数据转化为可视化的图表和图像，方便化学家进行分析和科学探索。
三、核磁共振技术应用核磁共振技术在化学中的应用非常广泛。
首先，核磁共振技术可以用来检测样品中不同元素的含量。
由于不同原子核的磁共振信号具有不同的频率，因此可以通过核磁共振技术确定样品中某种元素的含量。
其次，核磁共振技术也可以用来研究分子结构。
在核磁共振实验中可以得到许多有关分子构成和化学键的信息，从而确定分子的几何结构和分子内原子间的距离等参数。
最后，在药物研究领域中，核磁共振技术也发挥着重要的作用。
药物分子的空间构造和电荷分布等信息对于药物作用有着至关重要的影响，核磁共振技术可以通过研究药物分子的结构和运动方式等信息进行精确的探索。
核磁共振技术及其应用前景
核磁共振技术及其应用前景在当今现代科技中，核磁共振技术已成为一种极具前沿性的方法。
核磁共振技术（NMR）是基于众所周知的物理原理：核的自旋能够产生磁场，其自身也受到外加磁场的影响，核磁共振(NMR)可用于通过测量强大的磁场和无线电波的相互作用来研究分子结构、内容、速率和位点及动力学，无需分离分子或打碎分子。
该技术的应用有着非常广泛的使用范围，例如生物化学、医学等领域，并在近年来得到了越来越广泛的应用。
本文旨在简要介绍核磁共振技术的原理，并探讨其在生物化学及医学领域的应用，同时对其未来的发展进行展望。
一、核磁共振技术的原理核磁共振技术的主要原理是基于原子核与外界磁场的相互作用所产生的电磁辐射现象。
相比于传统的电子显微镜等方法，核磁共振技术可以帮助研究员更加直接、准确地了解物质的构成及结构以及蛋白质的功能，是一种极具前沿性的化学研究方法。
二、核磁共振技术在生物化学领域的应用在生物化学领域，核磁共振技术可以帮助研究员更好地了解蛋白质三维结构，探究其功能及反应动力学等。
例如，核磁共振技术可以通过分析分子核的位置和动态变化，帮助研究员更好地观察蛋白质动态过程中的结构变化，提供了全新的获得和分析蛋白质结构信息的手段。
同时，核磁共振技术还可以帮助科学家预测蛋白质发生的变形，直接观察蛋白质结构，从而加深对于其反应机制的理解。
三、核磁共振技术在医学领域的应用在医学领域，核磁共振技术已成为一种必不可少的医疗分析手段。
例如，MRI（磁共振成像）就是基于核磁共振技术的一种常见的医学成像技术。
MRI可观察到人体组织和器官内部的结构、功能以及代谢状态等，并且提供的图像质量高，容易诊断，因此被广泛应用于医疗成像领域，并在诊断肿瘤、心脏病、神经疾病等领域发挥着重要作用。
四、核磁共振技术发展前景随着科技的进步，核磁共振技术的应用前景也变得越来越广泛。
与传统的成像技术相比，核磁共振技术具有非破坏性、非侵入性和大视野的优势。
未来，我们可以期待核磁共振在医疗和生物化学领域的应用方面不断提高和拓展。
核磁共振成像技术MRI的原理与应用
核磁共振成像技术MRI的原理与应用在医学领域中使用的核磁共振成像技术（MRI）是一项重要的非侵入性诊断技术，它通过对人体内部的组织与器官进行成像，可以有效地诊断一些疾病。
本文将从MRI的原理入手，介绍MRI 的技术特点以及其在医学领域中的应用情况。
一、MRI的原理MRI技术的基础是物理学中的原子核自旋现象。
在核磁共振成像技术中，选择一种别具特色的氢原子核含量和自旋角动量大小的物质——水分子，通过电磁波产生共振效应，并获取图像数据进行初步分析与处理。
MRI技术中采用的核磁共振信号与其他医学图像技术有很大的区别。
当一个原子被置于一个同时包含具有不同能量的两个旋转状态的磁场中时，它们会以不同的频率反应到放射场中。
在MRI 中，使用高强度的恒心磁场和频率各异的高能电磁脉冲将选择的核磁共振原子束定位，然后发生短暂的激发，并在这些原子获得能量后释放出较高的能量作为光谱信号。
利用这些信号以及MRI扫描仪的自动数据处理算法，就可以快速地获取高清晰、高分辨率的医学图像。
二、MRI的技术特点MRI技术与传统的X射线成像技术、超声成像技术相比具有明显的优点。
MRI技术最为突出的特点是其非侵入性。
相对于传统的成像技术，MRI不会产生任何辐射，在不影响人体健康的前提下，有效地对被测的组织以及器官进行分析。
同时，MRI技术还具有高清晰度、高分辨率的特点。
MRI成像所提供的医学图像其分辨率高、清晰度好、结构化程度强。
这种视觉独特性可以使诊断者对疾病的诊断与分析能力大幅度提高。
除此以外，MRI技术还具有完全不受X射线、超声波等因素的影响，在进行复杂的人体解剖结构的分析与显示上，MRI技术比起其他成像技术显得更为得心应手。
三、MRI的应用MRI在医学领域中的应用非常广泛。
在诊断一个人体疾病时，MRI技术可以通过对人体内部组织以及器官的图像进行分析、比较，快速地准确地检测出疾病，是一项不可忽视的高精度诊断技术。
MRI技术在医学领域中的应用平台也非常广，最常见的应用在神经科、肿瘤科以及心血管科。
核磁共振技术的原理及应用
核磁共振技术的原理及应用1. 原理核磁共振技术，简称NMR（Nuclear Magnetic Resonance），是一种基于原子核的磁性性质进行分析的技术。
它利用原子核具有自旋的特性，当处于一个相干的磁场中时，原子核可以吸收能量并发生共振现象。
核磁共振的原理可以简单描述为以下几个步骤：•第一步，将待分析的样品置于强磁场中，使得样品的原子核自旋与外加磁场方向平行或反平行。
•第二步，通过向样品施加射频脉冲，使原子核发生共振现象，跳跃到高能级状态。
•第三步，停止射频脉冲，原子核回到基态状态，并通过放射出能量的方式恢复到基态。
•第四步，检测和记录原子核放射出的能量，得到核磁共振信号。
2. 应用核磁共振技术在各个领域具有广泛的应用，下面列举了一些主要应用：2.1 化学分析核磁共振技术在化学分析中起到了重要的作用。
它可以对有机化合物的结构进行表征和鉴定。
通过识别核磁共振信号的化学位移和积分强度，可以确定物质的分子结构、官能团等信息，加深对物质的理解。
2.2 生物医学核磁共振技术在生物医学领域有着广泛的应用。
通过核磁共振成像（MRI），可以对人体内部的器官、组织进行非侵入性的检查和观察。
MRI技术不需要使用放射线，对人体没有明显的伤害，因此成为一种常用的医学成像技术。
2.3 材料科学核磁共振技术在材料科学研究中有着重要的作用。
通过核磁共振谱学（NMR Spectroscopy），可以对材料的结构和性质进行表征。
例如，可以通过观察核磁共振信号的演变，了解材料中分子的运动情况，从而对材料的热力学性质和动力学行为有更深入的认识。
2.4 地质探测核磁共振技术在地质探测领域也有着一定的应用。
通过对地下岩层的核磁共振信号进行分析，可以推断出岩层中矿物质的类型、含量和分布情况等信息。
这对于矿产资源的勘探和开发具有重要的意义。
2.5 石油勘探核磁共振技术在石油勘探领域起到了重要的作用。
通过核磁共振测井技术，可以对井内岩石的孔隙结构和孔隙度进行测量，从而对储层属性进行评价。
核磁共振技术及其在医学诊断中的应用
核磁共振技术（NMRI）是一种先进的影像技术，它利用了人体组织中的“磁共振”现象来生成具有高分辨率的图像。
这项技术已经对医学诊断产生了深远的影响，成为了现代医学领域中非常重要的工具。
核磁共振技术的原理在于利用强磁场和无线电波来激发体内的原子核。
当人体暴露于强磁场中时，原子核的自旋会与磁场方向保持一致或相反的状态。
通过向人体输入无线电波，可以改变原子核的旋转状态。
当无线电波停止输入时，原子核会重新释放出能量，这些能量信号可以被接收、测量和转化为图像。
核磁共振技术对医学诊断有着广泛的应用。
首先，它在神经科学领域中被广泛应用于脑部结构和功能的研究。
通过核磁共振成像（MRI）技术，可以产生高分辨率的脑部图像，帮助医生了解脑部的解剖结构，发现潜在的异常，如肿瘤、炎症和脑损伤等。
此外，MRI还可以通过扫描脑部活动、血液流动和代谢状态等，揭示脑功能的信息，有助于神经科学的进一步研究。
其次，核磁共振技术也在心脏疾病的诊断中有重要应用。
心脏核磁共振成像（CMRI）可以提供心脏的解剖和功能信息。
CMRI能够非侵入性地测量器官的大小、收缩功能和心血管系统中的血流动力学特性，以诊断和监视心脏病变，如心肌炎、心肌梗死和心律失常等。
这些信息可以帮助医生制定个性化的治疗计划，提供更准确的疾病评估和预后预测。
此外，核磁共振技术还可以用于检查其他部位的器官和组织，如肝脏、肾脏、骨骼和关节等。
核磁共振成像可以直观地观察器官的结构和形态，发现肿瘤、囊肿和其他异常变化。
对于肌肉和关节疾病的诊断，磁共振成像可以提供更详细的信息，以便医生制定治疗方案。
此外，核磁共振技术还可以用于评估骨骼和软组织的损伤，辅助判断骨折的种类和程度。
然而，尽管核磁共振技术在医学诊断中的应用广泛，但它也存在一些限制。
首先，核磁共振成像设备的成本高昂，许多地区和医疗机构无法购买和维护这些设备。
此外，一些患有金属植入物、心脏起搏器和埋置式听力设备的患者可能无法接受核磁共振检查。
磁共振成像技术的研究与应用
磁共振成像技术的研究与应用一、磁共振成像技术简介磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种以物质原子核作为探测目标，观测原子核自旋磁矩在外加强磁场和射频电磁波作用下的共振现象得到的成像技术。
其基本原理是利用强磁场和射频电场激发原子核自旋共振，并测量共振信号的空间分布及其强度，进而得到图像。
MRI技术具有无创、无放射性、灵敏度高、空间分辨率好等优点，被广泛应用于医学、生物学、化学和物理学等领域。
二、MRI技术的研究与发展MRI技术的研究和发展始于20世纪60年代。
1969年，美国科学家雷蒙德·达莱尔与保罗·莫里斯利用核磁共振技术构建了第一台MRI扫描仪，这是MRI技术的开端。
1974年，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校研究团队首次在人体上应用MRI技术进行医学检测，成功地捕捉了人类体内的第一张MRI图像。
此后，MRI技术的硬件和软件设备逐渐完善，成像速度不断提高，应用范围不断扩大。
三、MRI技术在医学上的应用1. 诊断肿瘤病变。
MRI技术可以清晰地显示人体内部的软组织，如肝脏、肾脏、心脏、乳腺等。
对于肿瘤等病变区域，MRI技术可以提供高分辨率的图像，协助医生进行准确诊断和治疗方案的制定。
2. 诊断神经系统疾病。
MRI技术是诊断中枢神经系统和周围神经系统疾病最为重要的影像学工具之一。
对于中风、脑炎、多发性硬化等疾病，MRI技术可以提供非常详细的图像资料，协助医生确定病变部位和程度，指导治疗。
3. 诊断心脏疾病。
MRI技术可以提供高分辨率的心脏成像，帮助医生检查心脏的大小、形状、结构和功能。
对于心脏萎缩、心脏瓣膜闭锁、心肌病等疾病，MRI技术可以在早期发现和诊断，提高治疗效果。
4. 检测运动器官病变。
MRI技术可以非常清晰地显示人体骨骼、关节、肌肉和软组织等结构，可以发现和诊断各种运动器官的病变和损伤。
例如，MRI技术可以检测膝关节、脊柱、肩关节等部位的疾病，协助医生进行术前评估和术后恢复情况的监测。
核磁共振技术及应用
核磁共振原理
半数以上的原子核具有自旋，旋转时产生一小磁场。当 加一外磁场，这些原子核的能级将分裂，既塞曼效应。
在外磁场B0中塞曼分裂图：
共振条件： = 0 = 0
实现核磁共振的两种方法
a．扫场法: 改变0 b．扫频法: 改变
• 如图所示。永久磁铁产生均匀的稳恒磁场B0，磁场强
度可以调节。磁极上装有调制线圈，提供一个弱的调 制磁场BM，进行扫场，其扫场大小可以调节。核磁共 振探头提供射频场，且频率可调。
获通 得过 的一 顶 一个 开 个磁 始 连共 ， 续振 一 切成 直 片像 到 的扫 基 动描 部 画人 。 ，类 由大 头脑
Nuclear Magnetic Resonance CT(核磁共振CT )
概
•
述
1924年，泡利（W· Pauli）在研究某些光谱的精细结构时，提 出了原子核具有自旋角动量和磁矩。当时由于受光学仪器分辨本 领的限制，妨碍了对核磁矩的精确测量。1946年，珀塞尔 （Ｅ· Ｍ· Purcell）和布洛赫（F· Bloch）分别应用共振吸收法和核 感应法实现了核磁共振，从而大大地提高了核磁矩的测量精度。 因而珀塞尔和布洛赫获得了1952年度的诺贝尔物理学奖。 • 核磁共振已在众多的领域中有了十分广泛的应用。早期，核磁 共振主要是用于对和结构和性质的研究，如测量和磁矩、电四极 矩及核自旋等，后来则广泛用于分子（如有机分子、生物大分子 等）组成和结构的分析、生物组织与活体组织的分析、病理分析、 医疗诊断、产品无损检测等方面，并可用来观测一些动态过程 （如化学反应、生化过程等）的变化。从技术手段上来说，核磁 共振的应用主要由两方面，即核磁共振波谱的应用以及近年发展 起来的核磁共振成象(MRI)的应用.而这里的NMR-CT采用的既是 MRI(Magnetic Resonance Imaging)技术。
核磁共振技术的原理和应用
核磁共振技术的原理和应用核磁共振技术（NMR）是一种应用于化学、物理、生物等领域的高级分析工具，用于分析物质的结构、性质和反应。
本文将介绍核磁共振技术的原理和应用。
一、原理核磁共振是一种基于原子核自旋的物理现象。
在外加磁场中，具有自旋角动量的核会产生磁矩，而这些磁矩会在外加磁场作用下产生能量差别。
如果向样品中加入电磁波，就可以使这些核跃迁到不同的能级，因此可以通过检测电磁波辐射的频率来得到样品的信息。
具体来说，核磁共振仪内部包含一个超导磁体，产生极强的磁场，使得各种原子核向同一方向排列。
此时，通过电磁感生方式向样品中连续或脉冲式地输入一定频率的射频波，让样品中逐渐向不同方向偏离。
作为核磁共振图谱的信息则由样品中各种原子核回到自愿状态时发出的电磁波的频率和强度来表征。
在样品分析过程中，可以通过旋转磁场，使得磁场和高斯函数对准，使得模型计算和测量之吻合。
二、应用核磁共振技术有广泛的应用，包括但不限于：1. 分析有机化合物核磁共振技术可以用于分析有机物化合物。
由于有机分子中氢元素的数量较多，因此很容易通过核磁共振技术分析分子的结构、性质和反应，例如醛、酮、酯等有机化合物的鉴定和定量分析。
2. 分析蛋白质结构核磁共振技术还可以用于蛋白质结构分析，包括蛋白质构象和亚单位的排列组合。
蛋白质中的碳、氮、氢和氧元素可以分别通过核磁共振技术进行分析，从而确定蛋白质的结构。
3. 分析生物体内代谢物核磁共振技术可以用于分析生物体内的代谢物。
例如，可以通过核磁共振技术测定葡萄糖代谢过程中产生的代谢产物，从而了解代谢过程和疾病的发生机制。
4. 研究材料物性核磁共振技术还可以用于研究材料物性。
例如，可以通过核磁共振技术研究纤维素和其它聚合物的微观结构，以及非晶态金属的微观力学性能。
总之，核磁共振技术在化学、物理、生物等领域都有着广泛的应用。
通过核磁共振技术，可以实现物质的结构、性质和反应等方面的分析和研究，为科学研究和工业生产提供强有力的支持。
有机化学中的核磁共振技术
有机化学中的核磁共振技术核磁共振技术（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种常用于有机化学研究中的分析方法。
它利用核自旋与外加磁场之间的相互作用原理，通过测量核磁共振信号的频率和强度，可以获取有机化合物的结构和化学环境等信息。
本文将介绍核磁共振技术的原理、实验操作以及在有机化学中的应用。
一、核磁共振技术的原理核磁共振技术是基于核磁共振现象的。
核磁共振现象是指物质中含有未成对的核自旋时，这些核自旋会在外加磁场的作用下发生进动。
具体来说，当核自旋位于外加磁场方向上或相反方向时，其能量最低；而当核自旋发生进动时，其能量会逐渐升高。
通过对样品施加适当的射频辐射，可以使处于高能态的核自旋发生能级跃迁，从而得到核磁共振信号。
二、核磁共振技术的实验操作核磁共振技术的实验操作主要包括样品的制备与处理、核磁共振仪的调试和数据的处理三个方面。
样品的制备与处理是核磁共振实验的第一步。
应选择纯度高、含量足够的有机化合物，通常需至少1毫克的样品。
样品可以采用溶液或固态形式，溶液样品需按照特定比例配制好，并在样品中加入内标化合物以用于定量分析。
核磁共振仪的调试包括优化磁场、调整射频辐射和优化梯度磁场等。
在调试磁场时，需要通过精心调整磁铁的位置和电流，使得磁场在整个样品区域内均匀且稳定。
射频辐射的调整则需要根据样品的性质和实验要求选择适当的射频频率和脉冲宽度。
优化梯度磁场则有助于提高空间分辨率和减少谱线的展宽。
数据的处理主要包括收集核磁共振谱图、进行相位校正、峰位归校和峰面积计算等步骤。
核磁共振谱图是核磁共振实验的主要结果，可以通过化学位移、耦合常数和峰面积等信息来解析有机化合物的结构和化学环境。
相位校正和峰位归校是确保谱图的准确性和可比性的重要步骤，而峰面积计算则用于定量分析和结果验证。
三、核磁共振技术在有机化学中的应用核磁共振技术在有机化学中得到了广泛的应用，特别是在有机合成、结构鉴定和反应机理研究等方面。
核磁共振技术的研究及在化学领域中的应用
核磁共振技术的研究及在化学领域中的应用导言：核磁共振技术，又称核磁共振成像技术，广泛应用于医学影像、材料科学、化学分析等领域。
本文旨在介绍核磁共振技术的原理、研究进展、以及在化学领域中的应用。
1. 核磁共振技术的原理核磁共振技术是一种基于核磁共振现象的非常规分析技术。
核磁共振现象主要由两个因素引起：核自旋和外加恒定磁场。
核自旋是指核内质子、中子等发生旋转的现象，而外加恒定磁场则是指外部场所产生的磁场。
当核自旋轨道沿磁场方向方向（通常取Z方向）时，核会存在两种旋转状态，即上旋转和下旋转，两者能量之间有一定的差别。
此时，一个适当的辅助磁场能够使某种特定的核从低能级转向高能级，但将不能从高能级向低能级转移。
当一个离子激发到高能级时，它会自发辐射出一束射线，这种辐射就是核磁共振现象。
根据这一现象，科学家们提出了一种基于核磁共振的新技术，即核磁共振技术。
2. 核磁共振技术的研究进展核磁共振技术的应用并非易事。
惟有对于核磁共振技术本身做出充分的研究，才能更好地让技术得到发展。
从上世纪60年代到今天，核磁共振技术经历了几十年多的探索研究期，一系列重要的科学发现和技术创新取得了显著成就，动态核磁共振技术、快磁共振技术等新技术的出现，使核磁共振技术在广泛应用领域内展现出了更好的发展潜力。
3. 核磁共振技术在化学领域中的应用核磁共振技术在化学领域中的应用非常广泛，其中最重要的是核磁共振光谱学。
根据样品中的不同原子核，核磁共振光谱涉及了多种谱线，包括质子、碳和氢化物离子等。
核磁共振光谱是一种针对特定化学化合物的检测和分析技术，因此在各种实验室中得到了广泛的应用。
核磁共振光谱的理论和实践已经发展到了一种极为成熟和重要的化学工具。
总之，核磁共振技术的研究和应用是在大家的共同努力下更加深入、广泛地展开，使我们的生活和科技进步更富乐趣。
未来，人们还将结合新兴技术，发掘核磁共振的更多领域应用。
新型核磁共振技术及其应用
新型核磁共振技术及其应用维生素、无创检测、脑科学等，这些和核磁共振有什么关系？随着科学技术的不断发展，尤其是新型核磁共振技术的发展，我们的生活正变得越来越智能、便捷、准确。
一、新型核磁共振技术简介核磁共振技术（NMR）是运用磁共振原理，通过将物质分子置于高强度磁场中，对其核自旋反应进行强烈激励后，记录其反应信号，从中推断样品中核种类、数量及其分子结构的直接分析方法。
然而，传统的核磁共振技术存在信号弱、分辨率低等弊端。
这就需要新型核磁共振技术的出现和应用。
新型核磁共振技术包括了超极化、双量子核磁共振等技术。
其中，超极化技术是通过将极低温度的实验材料与稀有气体注入磁场中，形成极高的极化度。
这种技术的出现使得磁共振信号变得更强，从而提高对样品的分析精度。
双量子核磁共振技术则是依靠两个核的反应发生而形成的信号，而且与样品分子是常态还是非常态无关，从而可以大大提高分析的精度。
二、核磁共振技术在医学中的应用核磁共振技术广泛应用于医学，有助于疾病的早期发现、有效诊断和治疗：1. 无创检测核磁共振技术在肿瘤诊断上的优势已经展示出来，那么我们是否可以通过核磁共振技术实现人体其他部位的检查呢？答案是肯定的。
在快速发展的现代医学成果中，核磁共振技术具有不可替代的作用。
我们可以通过核磁共振技术实现人体各个部位的无创检测，无需手术、无需侵入体内，使得疾病的检查更加方便、快捷、安全。
2. 研究脑科学核磁共振在脑科学研究中也扮演了重要的角色。
它可以帮助科学家获得生物组织的结构、血流、代谢等信息，并成为研究神经疾病、如阿尔茨海默症的生物标记物的重要工具。
此外，核磁共振技术也可以为学者提供图像分析、信号处理等方面的援助，并成为疾病的早期预警工具。
三、核磁共振技术在其他领域的应用核磁共振技术也在其他领域中得到了广泛应用：1. 物理领域核磁共振技术应用于物理领域中，可以制作高度敏感的传感器。
如可检测旋转或加速的陀螺仪等。
2. 材料科学核磁共振技术用于材料科学中，可以对材料样品的某些性质进行分析，从而拓宽材料的应用领域。
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物理与工程 Vol 12 No 1 2002 随着核磁共振技术的 发展, 研制 出各种类型 核磁共振仪, 如连续波核磁共振谱仪 , 脉冲傅 里叶变换谱仪 . 3 核磁共振技术的应用
实现核磁 共振可采取两 种途径, 一种是 保持外磁场不变 , 而连续地改变入 射电磁波 频率; 另一种是用一定频率的电磁波照射, 而 调节磁场的强弱. 图 1 为核磁共振 现象的装 置示意图. 采用 调节频率的方法来 达到核磁 共振 . 样 品装在 小瓶中 , 并 置于磁 铁两 极之 间, 瓶外绕有线圈, 通有由射频振荡器输出的 射频电流, 于是, 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 .
核磁共振 是原子核在外 磁场中, 能级之 间共振跃迁的现象 . 我们知道, 原子核带正电 并有自旋运动, 其自旋运动必将产生磁矩, 称 为核磁矩. 研究表明, 核磁矩 与原子核的自 旋角动量 S 成正比, 即 式中 = S ( 1) 为比例系数, 称为原子核的旋磁比 . 在外磁场 中, 原子核 自旋角动量 的空间
取向是量子化的 , 它在外磁场方向 上的投影
48 适当的电磁辐射照射原 子核, 如果 电磁辐射 光子能量 h 恰好为两相 邻核能级之差 E, 则原子核就会吸收这个 光子, 发生 核磁共振 的频率条件是: h = h B = hB / 2 或 = 2 = B ( 5) 式中 为频率, 为圆频率 . 对于确定的核, 旋磁比 可被精确地测 定. 可见, 通过测定核磁共振时辐射场的频率 , 就能确定磁感应强度 ; 反之, 若已知磁感应 强度 , 即可确定核的共振频率 . 2 核磁共振实验装置
物理与工程 Vol 12 No 1 2002
47
核磁共振技术及应用
金永君 艾延宝 ( 黑龙江科技学院, 鸡西 158105)
( 收稿日期 : 2001 06 20)
摘
要 核磁共振分析技术是利用物理原理 , 通过对核磁共振谱线特征参数的测定来 分析物质的分子结构与性质. 它不破坏被测样品的内部结构 , 是一种无损检 测方法 . 本文重点简介了核磁共振技术在医疗方面的应用 核磁共振成 像 , 它已成为医学诊断中一种重要手段. 关键词 核磁共振技术; 无损检测 ; 应用
参 考 文 献
dM = Pm =
S
dPm
S
B= (
S
S
dPm )
B ( 2)ຫໍສະໝຸດ dPm = IdS
就是任意形状的载流线圈的磁矩, 故有 M = Pm B
[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] 图3
戴同庆等 . 载流线圈的磁矩及 其在均匀磁 场中所受 磁 力矩公式的普遍证明 . 工科物理 , 2000, ( 4) . 程守洙等 . 普通物理 ( 2) 第五版 . 2000. 数学手册编写组 . 数学手册 . 人民教育出版社 , 1997. 康垂令 . 非平面线圈的磁矩 . 工科物理 , 1998, ( 3) .
THE TECHNOLOGY OF NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE AND ITS APPLICA TIONS
Jin Yongjun Ai Yanbao
( Heilongjiang Science and Technology College, Jixi 158105)
Abstract The technology of nuclear magnetic resonance analysis can be used to determine the structure and the nature of molecules. It is a nondestructive test . This article introduces briefly its principle and its application in medical diagnosis. Key Words technology of the nuclear magnetic resonance; nondestruct ive test; applicat ion 核磁共振技术是利用原子核在磁场中的 能量变化获得有关原子 核的信息 , 是一种具 有极高分辨率的分析技术 . 1 核磁共振的物理原理 值可表示为 Iz = m h ( 2) m 为核自旋量子数 . 依据核磁 矩与自旋角动 量的关系 , 核磁 矩在外磁场中的取向 也是量子化的 , 它在磁 场方向上的投影值为 ( 3) z = m h 对于不同的核 , m 分别取整数或半整数 . 在外磁场 中, 具有磁 矩的原子核 具有相 应的能量 , 其数值可表示为 E=B = - zB = m h B ( 4) 式中 B 为磁感应强度 . 可见 , 原子核在外磁场 中的能量也是量子化 的. 由于磁 矩和磁场的 相互作用, 自 旋能量分裂成一系 列分立的能 级, 相邻的两个能级之差 E = h B . 用频率
图1
核磁共振实验装置示意图
核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振 的仪器 , 主要有磁铁, 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 ; 谱仪 是将共振信号放大处 理并显示和记 录下来.
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 面积, 谱线位置等 ) 的测定来分析物质的分子 结构与性质 . 它可以不破坏被测 样品的内部 结构 , 是一种 完全无损的检 测方法. 同时, 它 具有非常高的分辨本 领和精确度 , 而且可以 用于测量的核也比较 多, 所有这 些都优于其 它测量方法 . 因此, 核 磁共振技术在 物理, 化 学, 医疗 , 石油化工 , 考古等方面 获得了广泛 的应用. 核磁共振成像在医疗方面显示出强大的 生命力, 已成为医学诊断中一种重要手段 . 它 可以对人体脊髓 , 脑, 肝, 肺等各 个器官直接 成像 , 勿 需借助 造影剂 , 并 有较理 想的 清晰 度, 可以观测 出血流量 , 显示心脏活 动. 它不 仅能显示形态 , 还能提供有关功 能的生化信 息, 从而大大地提高了诊断的准确性 , 有利于 对突 发性心 肌梗 塞和 肝瘤 等疾病 的早 期诊 治. 下面介绍 核磁共振技术用于 医学诊断方 面的一种新型显像技术 核磁共振成像亦 称核磁共振 CT. 我们知道 , 人体或其 它生物体中 大部分 ( 75% ) 是水 ( 含 氢核 ) , 这些水以 及其它含氢 分子的分布会因种种疾病而发生改变. 因此, 可以利用氢核的核磁 共振进行医学 诊断. 核 磁共振成像是核磁共 振技术、 图 像重建技术 和计算机技术相结合的产物. 核磁共振成像是以磁场值来标记生物体 中共振核的空间位置 . 将成像对 象置于一个 稳定磁场中, 通常 为 0 15T ~ 1 5T , 并用特定 的射频电磁波脉冲序 列照射, 使 人体内部原 子核产生核磁共振 , 脉冲消失后, 被激发的核 要逐渐恢复原来状态 , 同时以电磁辐射的 形 ( 下转第 50 页)
磁场均匀度 , 磁体系统是获得高质量图像的关 键; 射频发射的功用是产生交变射频磁场, 接 收系统是接收被测物体的核磁共振信号 ; 图像 重建和显示系统的功用不但能提供解剖图像, 而且还能提供分子结构和其它周围情况 , 以及 有关功能和生理化学方面的信息. 核磁共振成像与其它成像方式 ( 如 X 射 线断层摄影, 即 X 射线 CT ) 相比 , 有许多优点, 如可 以给出 断层 图像; 空间分 辨率 高, 可达 0 7mm~ 2mm; 是一种无任何损伤和放射性的 成像 方式 . 但这 种成像 方式速 度慢 , 造 价也 高. 目前, 核磁共振 CT 仅仅限于氢核, 但随着 磁体强度的提高 , 对碳 , 氧, 钠, 磷等核也会得 ( 完) 到满意的核磁共振图像.
( 上接第 48 页) 式把共振时吸收的能量释 放出来 , 这就是可检测的核磁共振信号 . 核磁 共振成像所用的磁场 是一个不均匀 的磁场, 磁场 在成像 对象 内各 处的强 度分 布是 已知 的, 与之相应的共振电磁波频率不同 . 改变电 磁波的频率, 就 可以得出被测对象 体内各处 的核磁共振信号. 通过计算机处理后 , 以三维 立体图像或二维断面像形式由显示器显示出 来. 将病态图与正常组织图像进行比较 , 即可 做出医疗诊断. 核磁共振 CT 主要由三个部分组成, 即磁 体系统 , 射频发射和接收系统, 图像重建和显 示系统 . 磁体系统又称主磁体, 它的功用是产 生静磁场, 磁体材料要求有很高的磁场强度和
S
这就是一般普通物理教材[ 2] 中给出的定义 . 对非平面载流线圈的磁 性可直接由 ( 2) 1 r dl 式给出 , 其中的面积矢量 d S = 2 L S 只是 一 个 数 学 运算 问 题 [ 3] , 无 需 将 P m = 1 [ 1] , [ 4 ] 2 L r d l 作为一个磁矩的新定义提出来 . 总之 , 本文对公式 ( 1) 的推证中避免了繁 杂的数学运算 , 突出了运用物理思想解决问 题的优越性 , 这对培养工科大学生的物理思 维方式而言, 有其积极的意义.
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4 对磁矩的讨论 由 ( 2) 式得平面载流线圈的磁矩 Pm = I
S
d S = IS
图2
场 B ( 图 3 ) 中的磁力矩为 d M = d Pm B , 则 曲面 S 上各电流回路元所受的磁力矩之和就 是整个载流线圈所受的磁力矩 , 为 M= 其中