磁共振成像技术实验
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像实验【目的要求】1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理；2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程；【仪器用具】MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品（油）【原 理】磁共振成像（MRI ）是利用射频电磁波（脉冲序列）对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核（1H ）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息（采集共振信号），用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建，形成磁共振图像的方法和技术。
具体的讲，核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。
当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。
在交变磁场作用下，自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。
在停止射频脉冲后，原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被物体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就是做核磁共振成像过程。
MRI 的特点：● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力，对软组织分辨率极佳，能清晰地显示软组织、软骨结构，解剖结构和医学上的病变形态，显示清楚、逼真。
● 多方位成像，能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。
● 多参数成像，获取T 1加权成像（T 1W1）：T 2加权成像（T 2W2）、质子密度加权成像(PDW1)，在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比，在医学上对显示解剖结构和病变敏感。
● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。
● 以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体安全、无创。
一、核磁共振原理产生核磁共振信号必须满足三个基本条件：（1）能够产生共振跃迁的原子核；（2）恒定的静磁场（外磁场、主磁场）B 0；（3）产生一定频率电磁波的交变磁场，射频磁场（RF ）；即：“核”：共振跃迁的原子核；“磁”：主磁场B 0和射频磁场RF ；“共振”：当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量，发生能级间的共振跃迁。
实验报告核磁共振实验
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过对样品的核磁共振现象进行观测和分析，深入理解核磁共振的基本原理，掌握核磁共振仪器的操作方法，以及学会如何利用核磁共振技术获取物质的结构和性质信息。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指处于外磁场中的原子核系统受到一定频率的电磁波照射时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。
原子核具有自旋角动量和磁矩，当它们处于外加磁场中时，会产生不同的能级分裂。
在射频场的作用下，当射频场的频率与原子核在磁场中的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
对于氢原子核（质子），其自旋量子数为 1/2，在外加磁场中会产生两个能级。
核磁共振的频率与外加磁场强度之间存在着一定的关系，即：ω ＝γB其中，ω 为射频场的角频率，γ 为核的旋磁比，B 为外加磁场强度。
通过测量核磁共振信号的频率和强度，可以获得关于原子核所处化学环境、分子结构等方面的信息。
三、实验仪器与试剂1、核磁共振仪：包括磁铁、射频发生器、探头、信号接收和处理系统等。
2、样品管：用于容纳待测样品。
3、标准样品：如四甲基硅烷（TMS）。
4、待测样品：如乙醇、乙酸等。
四、实验步骤1、仪器准备打开核磁共振仪电源，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
调节磁场强度和匀场，使磁场均匀性达到最佳。
2、样品制备将标准样品和待测样品分别装入样品管中。
确保样品管内无气泡，且样品量适当。
3、仪器参数设置设置射频频率、扫描宽度、扫描时间等参数。
4、数据采集将样品管放入探头中，启动数据采集。
观察核磁共振信号的出现，并记录相关数据。
5、数据处理对采集到的数据进行处理，如基线校正、积分、峰位确定等。
根据标准样品的峰位，对待测样品的化学位移进行校准。
五、实验结果与分析1、乙醇的核磁共振谱观察到乙醇分子中不同类型氢原子的共振峰。
甲基氢的化学位移约为12 ppm，亚甲基氢的化学位移约为37 ppm，羟基氢的化学位移约为 53 ppm。
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像实验报告
一、引言
核磁共振成像（MRI）是一种非侵入式的医学成像技术，常用于诊断和治疗疾病。
本实验旨在通过模拟MRI扫描实验，了解MRI的工作原理和影像生成过程。
二、实验材料与方法
1. 实验材料：包括磁共振设备模型、水样品、图像处理软件等。
2. 实验方法：
a. 将水样品放入磁共振设备中。
b. 使用磁场梯度和射频脉冲来激发水样品的核自旋。
c. 采集信号，并通过图像处理软件生成MRI图像。
三、实验结果与分析
经过实验操作和数据处理，成功生成了水样品的MRI图像。
在图像中，我们观察到不同组织的信号强度和分布情况。
通过分析MRI图像，可以发现水样品内部的结构特征，如脂肪、肌肉等组织的分布情况。
四、实验结论
本实验通过模拟MRI扫描，深入理解了MRI技术的工作原理和影像生成过程。
MRI技术在医学诊断中具有重要的应用前景，可为医生提供更准确的诊断结果，帮助患者得到更好的治疗。
五、参考文献
1. Smith A, et al. Magnetic Resonance Imaging: Principles and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2010.
2. Brown C, et al. Introduction to MRI Technology. London: Springer, 2015.
六、致谢
感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持与帮助。
以上为核磁共振成像实验报告。
磁共振成像实验报告
核磁共振实验报告小组成员：一．实验目的1.了解磁共振设备结构。
2.了解磁共振设备软件的使用。
3.分析比较不同物质的T1，T2值。
二．实验原理1.本实验所使用小型核磁设备磁场强度为0.5T。
2.该设备包括谱仪，射频柜，梯度柜和一个主机。
其中谱仪中有线圈，样品通过试管放在谱仪中进行检测。
梯度柜有三个旋钮调整磁场的均匀性。
3.核磁成像的原理是根据物质中的氢原子成像，自由水所表现出的特征是T1和T2均长，即含水量多的物质T1，T2均长。
三．实验步骤1.开启总电源，开主机。
2.待设备正常工作后，进入数据采集界面。
3.打开射频柜，将被测样品放入试管中，放入谱仪。
4.测量T2.(1)调整中心频率，由于刚开机，噪音大，所以需要过一段时间之后调整中心频率。
(2)选择硬脉冲序列，将采集到的信号累加，进行FFT变化，在一维处理中选择设置中心频率，点击波峰处，将此操作重复，直至其中心频率为0，或者信号的实部和虚部两条曲线无相交。
此步骤目的为将久为开机的设备从偏共振状态变为共振状态。
(3)寻找P1，P2值，其中P1为90°脉冲的作用时间，P2为180°脉冲的作用时间，其寻找方法为将界面调至模数据，累加，在采样菜单下改变P1值，当P1值从小到大变化时，对应模数据左端点的值先变大后变小，找到最大值P1和零值P2，一般P1=1/2P2.(4)选择硬脉冲CPMG序列，填入步骤5中所测得的P1，P2值，并且调整其他数值。
其中，根据经验，D1=300，D2=600，D1为90°脉冲和180°脉冲之间的间隔，D2为180°脉冲之间的间隔，C1为180°脉冲个数，TD为坐标轴中显示的时长，RG为接受增益，一般设置为2，增加C1可使回波能够衰减为0。
设置完这些参数后，累加，观察所示波形，若回波噪音过大或不能衰减为0，需重新设置步骤(4)中的参数，保存.fid文件，退出该数据采集软件。
MR实验报告
MR实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过MR（Magnetic Resonance，磁共振）技术，对样品进行成像和分析，了解其物性和结构。
2. 实验原理MR技术基于核磁共振现象，利用样品中的核自旋在磁场作用下产生的共振信号进行成像。
核自旋在磁场中具有不同的能级，在外加射频场的作用下，核自旋能级之间会发生能级跃迁，产生共振信号。
通过对这些共振信号的检测和处理，可以恢复出样品的物性和结构信息。
3. 实验步骤3.1 样品准备首先，准备好需要进行成像和分析的样品。
样品可以是液体、固体或生物组织等。
3.2 建立磁场在实验室中建立稳定且均匀的静态磁场，通常使用超导磁体或永磁体来产生磁场。
3.3 信号探测将样品放置在磁场中，并使用射频探头发出射频脉冲。
射频脉冲会激发样品中的核自旋共振信号。
3.4 信号接收和处理使用接收线圈接收样品中的共振信号，并将信号传输给电子设备进行处理和分析。
通过对信号的处理，可以得到样品的MR图像。
4. 实验结果与分析根据实验所得的MR图像，可以分析样品的物性和结构。
通过对图像中的信号强度、空间分布等信息的分析，可以得到样品的磁性、密度、组织结构等重要参数。
5. 实验总结MR技术是一种在医学、材料科学、化学等领域广泛应用的非侵入性成像技术。
通过本次实验，我们深入了解了MR技术的原理和应用。
同时，实验结果也为今后的科研和应用提供了有价值的参考。
6. 参考文献- 张三, 李四. MR技术在医学中的应用. 医疗科学杂志, 20XX, XX(X): XXX-XXX.以上是本次MR实验报告的内容。
医学磁电共振实验报告
实验名称：医学磁电共振成像技术实验日期：2023年4月15日实验地点：XX医院磁共振成像中心实验目的：1. 了解磁电共振成像的基本原理和设备结构。
2. 掌握磁电共振成像的基本操作流程。
3. 学习磁电共振成像在临床诊断中的应用。
实验材料：1. 磁共振成像设备2. 成像软件3. 被检者4. 检查用线圈实验方法：1. 磁共振成像原理介绍：磁共振成像（MRI）是一种利用强磁场和射频脉冲产生的生物磁共振现象进行人体成像的技术。
其基本原理是利用人体内水分子的磁矩在外加磁场中的进动，通过射频脉冲激发产生磁共振信号，经接收线圈采集后，经过信号处理和图像重建，最终得到人体内部的断层图像。
2. 磁共振成像设备操作：实验过程中，操作者需按照以下步骤进行操作：a. 开机：打开磁共振成像设备，进行预热。
b. 检查准备：将被检者带入检查室，协助其躺在检查床上，调整体位，确保线圈与被检部位紧密贴合。
c. 参数设置：根据被检者的病情和部位，设置合适的扫描参数，如梯度场强度、射频频率、翻转角、回波时间等。
d. 扫描：启动扫描程序，进行磁共振成像。
e. 数据传输：将采集到的数据传输至计算机进行图像重建。
f. 图像分析：观察重建后的图像，进行初步分析。
3. 磁共振成像在临床诊断中的应用：磁共振成像技术在临床诊断中具有广泛的应用，主要包括以下方面：a. 脑部疾病：如脑肿瘤、脑梗死、脑出血、脑积水等。
b. 骨骼系统疾病：如骨折、骨肿瘤、关节病变等。
c. 软组织疾病：如肌肉、肌腱、韧带损伤等。
d. 呼吸系统疾病：如肺炎、肺肿瘤等。
e. 消化系统疾病：如肝脏、胰腺、肾脏等器官病变。
实验结果：本次实验成功完成了磁共振成像操作，采集到了被检者的头部和脊柱图像。
图像清晰，分辨率高，为临床诊断提供了有力依据。
实验讨论：1. 磁共振成像技术在临床诊断中具有很高的应用价值，其优势在于无辐射、软组织分辨率高、多序列成像等优点。
2. 磁共振成像操作过程中，需注意被检者的体位调整、线圈与被检部位的贴合程度等因素，以保证图像质量。
磁共振的实验报告
一、实验目的1. 了解磁共振现象的基本原理和实验方法；2. 掌握核磁共振波谱仪的使用方法；3. 通过实验，观察和分析核磁共振现象；4. 理解和掌握核磁共振技术在化学、生物、物理等领域的应用。
二、实验原理磁共振现象是指在外加磁场作用下，物质内部的原子核自旋角动量与外加磁场相互作用，产生能级分裂的现象。
当外加射频场频率与原子核自旋进动频率相匹配时，原子核会发生能级跃迁，产生磁共振信号。
核磁共振波谱仪是一种利用核磁共振原理进行物质结构分析和定量的仪器。
实验中，通过调节外加磁场强度和射频场频率，可以观察到不同核种类的磁共振信号，从而确定物质的化学结构。
三、实验仪器与材料1. 核磁共振波谱仪；2. 样品：聚乙烯醇、苯、甲苯等；3. 实验室常用试剂：氢氧化钠、盐酸等；4. 实验器材：试管、烧杯、电子天平等。
四、实验步骤1. 准备样品：将聚乙烯醇、苯、甲苯等样品分别溶解在适量的溶剂中，配制成一定浓度的溶液；2. 设置实验参数：根据样品的性质，调节外加磁场强度和射频场频率；3. 样品预处理：将样品溶液放入样品管中，置于核磁共振波谱仪的样品室；4. 测量样品的核磁共振信号：启动核磁共振波谱仪，记录样品的核磁共振信号；5. 分析实验数据：根据核磁共振信号，确定样品的化学结构；6. 实验结果整理：整理实验数据，撰写实验报告。
五、实验结果与分析1. 样品的核磁共振信号：实验中，分别对聚乙烯醇、苯、甲苯等样品进行了核磁共振实验，得到了相应的核磁共振信号。
通过对比不同样品的核磁共振信号，可以发现不同样品具有不同的化学结构；2. 样品的化学结构分析：根据核磁共振信号，可以确定样品中核的种类、化学位移、耦合常数等参数，从而推断出样品的化学结构；3. 核磁共振技术在化学、生物、物理等领域的应用：核磁共振技术在化学、生物、物理等领域具有广泛的应用，如有机化合物结构分析、生物大分子结构研究、材料物理性质研究等。
六、实验讨论与误差分析1. 实验误差：实验误差主要来源于仪器精度、实验操作、环境因素等。
磁共振成像实验中的数据采集与图像重建教程
磁共振成像实验中的数据采集与图像重建教程磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，它利用强磁场和无害无线电波来生成人体内部的详细图像。
在进行MRI实验时，数据采集和图像重建是至关重要的步骤。
本文将介绍MRI实验中的数据采集和图像重建的教程。
1. 数据采集数据采集是MRI实验的第一步，它涉及到将人体置于强磁场中，并通过无线电波信号来获取相应的数据。
首先，我们需要准备一个MRI扫描系统，包括磁体、线圈和控制系统。
磁体产生强磁场，线圈用于发射和接收无线电波信号，控制系统则用于控制整个实验过程。
在进行数据采集时，我们需要将研究对象放置在MRI扫描系统中，通常是躺在一个可以移动的床上。
然后，通过控制系统设置相应的扫描参数，如扫描区域、扫描平面和扫描时间。
接下来，我们通过线圈发射一系列的无线电波脉冲，这些脉冲会激发研究对象体内的原子核。
原子核激发后会发出信号，通过线圈接收并转化为电信号。
数据采集的关键在于获得高质量的信号。
为了达到这个目标，我们需要注意一些技术细节。
首先，要保证研究对象的位置稳定，避免任何运动引起图像模糊。
其次，要确保线圈和磁体之间的适当距离和位置，以获得最佳的信号强度和空间分辨率。
此外，还需要通过设置合适的扫描参数，如TR（重复时间）和TE（回波时间），来优化信号的对比度和分辨率。
2. 图像重建图像重建是将采集到的数据转化为可视化图像的过程。
MRI数据采集得到的是一系列的数据点，被称为k空间数据。
其中，k空间是一种频域，它通过一系列的变换和运算来得到最终的图像。
在图像重建过程中，需要进行一系列的数学运算，包括快速傅里叶变换（FFT）和滤波等。
首先，我们将k空间数据进行FFT变换，得到图像的频域表示。
然后，可以通过对频域图像进行滤波来增强图像的对比度和清晰度。
最后，再通过逆FFT 变换将频域图像转化为空间域图像，即我们常见的MRI图像。
实验报告核磁共振实验
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是通过实际操作和观测，深入理解核磁共振现象的原理和应用，掌握核磁共振仪器的使用方法，测量样品的核磁共振参数，并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称 NMR）是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。
在磁场中，原子核会发生能级分裂，当外加射频场的频率与原子核的进动频率相等时，就会发生共振吸收，从而产生核磁共振信号。
原子核的磁矩与核自旋量子数 I 有关，对于氢原子核（质子），I ＝ 1/2。
在磁场 B 中，其能级分裂为两个，能级差为：ΔE ＝γhB其中，γ 为旋磁比，h 为普朗克常数。
当射频场的频率ν 满足：ν ＝γB ／2π时，就会发生共振吸收。
通过测量共振频率ν 和磁场 B，可以计算出旋磁比γ 等参数。
三、实验仪器本次实验使用的是核磁共振仪，主要包括以下部分：1、磁铁：提供恒定磁场。
2、射频发生器：产生射频信号。
3、探头：包含样品和检测线圈。
4、信号接收和处理系统：对核磁共振信号进行放大、滤波和数字化处理。
四、实验步骤1、样品准备将待测样品（如含氢的有机化合物）放入样品管中，并确保样品管安装正确。
2、仪器调试打开核磁共振仪，设置磁场强度、射频频率等参数，进行仪器的预热和调试。
3、寻找共振信号逐渐改变射频频率，观察信号接收系统中的信号强度，当出现共振吸收峰时，记录此时的射频频率和磁场强度。
4、测量参数在共振条件下，测量信号的半高宽、积分面积等参数。
5、数据记录与处理将测量得到的数据进行记录，并通过相应的公式计算出样品的核磁共振参数，如旋磁比、化学位移等。
五、实验数据与分析以下是本次实验测量得到的数据：｜样品｜共振频率（MHz）｜磁场强度（T）｜半高宽（Hz）｜积分面积｜｜｜｜｜｜｜｜乙醇｜ 200 ｜ 05 ｜ 100 ｜ 1000 ｜通过数据分析可知：1、乙醇的共振频率和磁场强度符合核磁共振的理论关系，验证了实验原理的正确性。
磁共振成像实验技术的使用指南
磁共振成像实验技术的使用指南磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种非侵入性的医学诊断技术，它利用核磁共振原理，通过获取人体组织的信号产生高清晰度图像，帮助医生做出准确的诊断。
在临床实践中，MRI已经成为非常重要的检查手段之一。
本文旨在向读者介绍MRI的基本原理、操作指南以及注意事项。
一、MRI的基本原理MRI技术基于核磁共振原理，通过对人体内部原子核的磁共振现象进行检测，获取有关组织结构和功能的信息。
具体来说，当人体处于强磁场中时，原子核在一定范围内会受到磁场的影响，进而产生共振信号。
接下来，通过对这些信号的采集和处理，就可以生成高清晰度的图像。
二、MRI的操作指南1. 预约与准备：在进行MRI之前，需要提前向医院或诊所预约检查。
为了确保检查的顺利进行，需要遵守以下准备措施：- 根据医生建议，避免进食不易消化的食物，尽量保持空腹，以防止食物残渣对图像质量的影响；- 确保身上没有金属物品，如钥匙、手机、手表等；- 在穿着舒适的衣物之前，可能需要将硬币、银行卡等金属物品取出。
2. 检查过程：MRI检查通常由专业技术人员负责操作，而你则需要遵守以下指导：- 在进入MRI室之前，可能会被要求更换医疗服装，并佩戴金属探测器过检；- 耐心等待并听从技术人员的指示，保持身体静止，不要随意移动；- 在检查过程中，你将躺在一张宽敞的的床上，床会进入一个长方形的封闭空间，身体的一部分会进入磁场中；- 在进行图像采集时，需要静止不动，尽量放松身体，以确保图像质量。
3. 注意事项：在进行MRI检查时，需要注意以下事项：- 如果你对封闭空间有恐惧症或患有重度焦虑症，应提前告知医生，以便采取适当的措施来减轻不适感；- 如果你患有心脏起搏器、人工关节、心脏瓣膜或其他植入物，应提前告知医生，以避免潜在风险；- 孕妇在进行常规MRI检查时并无明显危险，但原则上尽量避免在怀孕早期进行检查，以免对胚胎造成不良影响。
物理实验技术使用中的磁共振成像实验操作要点
物理实验技术使用中的磁共振成像实验操作要点磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种基于核磁共振原理的无创体内成像技术，广泛应用于医学、生物学和材料科学等领域。
在进行磁共振成像实验时，需要注意一些实验操作要点，以保证实验的准确性和可靠性。
一、安全措施：磁共振仪器大多采用强大的磁场，因此在进行实验前需要严格遵守安全规定。
首先，需要确保实验环境没有磁性材料，如金属制品、磁铁等，以避免对实验产生干扰。
其次，操作人员需要佩戴适当的防护设备，包括磁场屏蔽服、安全眼镜等，以防止磁场对人体产生不良影响。
另外，磁共振仪器通常会产生噪音，为了保护听觉系统，操作人员还应佩戴耳塞或耳机。
二、样品准备：在进行磁共振成像实验之前，需要对待测样品进行准备。
首先，样品应具有一定的纯度和稳定性，以确保实验结果的可靠性。
其次，对于生物样品，如人体组织或细胞等，还需要注意保存条件，避免样品的变质或损坏。
此外，由于磁共振成像需要样品处于特定的磁场环境中，因此在实验前还需要对样品进行预处理，例如对液体样品进行封装，对固体样品进行特殊处理。
三、参数设置：在进行磁共振成像实验时，需要根据实验需求设置合适的参数。
首先，需要选择合适的磁场强度和脉冲序列，以获得清晰的图像信息。
常见的磁场强度有 1.5T、3T等，不同磁场强度对应不同的成像分辨率和成像时间。
此外，还需要根据样品类型和实验目的设置脉冲序列参数，如重复时间、回波时间等。
同时，还需要注意参数之间的平衡，以获得最佳的成像效果。
四、实验操作：在进行磁共振成像实验时，需要注意一些实验操作要点。
首先，需要保证样品的稳定性和位置准确性。
在将样品放置到磁共振仪器中时，应保证其与磁场的位置关系正确，以避免成像失真。
其次，需要保证实验过程中的均匀性和稳定性。
在进行实验之前，需要对磁场进行校准，并进行优化调整，以确保实验结果的准确性。
另外，还需要注意实验过程中的温度控制和气体供应，以确保样品的稳定性和实验的正常进行。
核磁共振成像实验
核磁共振成像原理
自旋回波成像
自旋回波 若磁场是均匀的，则不同
位置的共振频率相同，无 法区分 梯度磁场，使得不同位置 处的共振频率不同 选层梯度 相位编码梯度 频率编码梯度
回波信号强度： S (TE ,TR ) A N (H ) (1 eTR T1 ) eTE T2
回波信号强度： S (TE ,TR ) A N (H ) (1 eTR T1 ) eTE T2
x SWY NE
GX 2D1 GX
不失真 z x
NE SW GX D1 GZ
D1相位编码时间
相位编码步数 频宽 采样点数
z z SW 2 Gz 2 Gz
x SWY NE
GX 2D1 GX
SW=256KHz,NE=256,GX=60%,GY=80%,GZ
截断伪影：
由于采样时间=TD/SW太短而，对回波信号的截取造成失真
由于不同的组织具有不同的T1和T2,由此来区分
Z’
Y’ X’
由K空间到实空间
相
位
编
FFT
码
时
间
采样时间=TD/SW
y
SLICE=1 横断面 xz平面
z SLICE=0 矢面 yz平面
x
图像大小控制
D1
z
SW
2 Gzz,z
z 2 Gz
SW 2 Gz
NE SW TD
NE SWx 2D 1
共振原理
Bz
y y
μI
B
μI
B1
Lt x
x
x
从量子力学的角度看，核磁共振是自旋不为零的原子核的核磁矩在静磁场 中被磁化后与特定频率的射频场产生的共振吸收现象. 吸收能量后的自旋 核与周围物质相互作用并以相同的频率退激辐射。
脑功能磁共振成像实验报告
脑功能磁共振成像实验报告标题：脑功能磁共振成像实验报告摘要：本实验旨在利用脑功能磁共振成像（fMRI）技术探究人脑在执行特定任务时的活动模式。
通过观察被试在不同任务条件下大脑的激活区域及强度变化，研究脑区与特定功能之间的关系。
实验结果表明，fMRI在研究脑功能和神经系统疾病诊断中具有重要的应用价值。
引言：fMRI是一种非侵入性的神经影像学技术，通过探测血氧水平变化来反映脑部活动情况。
其优点在于能够提供高空间分辨率的神经活动定位，并在脑功能研究和神经系统疾病诊断中发挥关键作用。
本实验中，我们选取了视觉刺激任务和语言加工任务作为研究对象，旨在探究大脑在这些特定任务下的活动变化。
材料与方法：本实验选取了20名健康成年受试者参与，经过背景调查和脑部磁共振成像前的临床检查后，进入实验。
受试者首先接受了一系列训练，以熟悉刺激和任务。
然后，通过fMRI技术记录脑活动，记录设置为TR=2s，分辨率为3x3x3mm。
结果与讨论：在视觉刺激任务中，我们观察到大脑背侧通路（occipital pathway）的广泛激活。
这与视觉信息处理的已知模式一致，提示本实验中的刺激任务能够有效激活视觉系统。
特别地，我们还观察到颞叶（temporal lobe）的激活，表明该脑区在面孔辨别等高级视觉加工中发挥关键作用。
另一方面，在语言加工任务中，我们观察到大脑的左侧运动组织通路（ventral and dorsal stream）。
这与传统上认为左大脑负责语言加工的观点相符合。
此外，我们还发现颞叶和额叶（frontal lobe）区域的激活表明语言加工与呼唤记忆和注意力调控等高级认知过程相关。
总结与展望：本实验通过fMRI技术探究了人脑在视觉刺激和语言加工任务下的活动模式。
研究结果直观地展示了大脑的活动分布，并为我们理解脑区与特定功能之间的关系提供了证据。
此外，该实验对脑功能和神经系统疾病的研究具有重要的临床应用价值。
未来，我们可以进一步拓展实验设计和样本规模，以深入探索大脑活动的机制和功能。
医学影像学中的核磁共振成像实验研究
医学影像学中的核磁共振成像实验研究核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种无创的医学成像技术，广泛应用于临床诊断和科学研究领域。
本文将从MRI的基本原理、实验设备与方法以及临床应用等方面，对医学影像学中的核磁共振成像实验研究进行探讨。
一、基本原理核磁共振成像利用核磁共振现象来获取人体组织的详细图像。
核磁共振现象是指物质原子核在激发后释放能量的过程。
通过强磁场和不同频率的射频脉冲对人体进行刺激，可使原子核翻转，释放能量。
利用这些能量的特点，通过对原子核翻转产生的信号进行分析和处理，得到人体组织的高分辨率图像。
二、实验设备与方法核磁共振成像实验设备主要包括磁共振主机、射频线圈、梯度线圈和计算机系统等。
实验方法根据具体的研究需求而定，包括结构成像、功能成像、代谢成像等。
结构成像用于观察人体组织和器官的形态结构，功能成像用于观察脑部等器官的功能活动，代谢成像则用于研究人体组织的代谢过程。
三、临床应用核磁共振成像在临床应用中十分重要。
首先，核磁共振成像具有无创、无辐射的特点，不会对人体造成伤害。
其次，核磁共振成像可以提供高分辨率的图像，可对人体内部器官、组织的结构进行准确的观察。
此外，核磁共振成像还可以通过对信号强度的测量，获得人体组织的功能信息，如脑部的功能活动、肌肉的运动状态等，为临床诊断提供更多参考依据。
四、研究进展与挑战随着技术的不断发展，核磁共振成像在医学领域取得了巨大的进展。
高场强的超导磁体、高灵敏度的接收线圈以及先进的图像重建算法等技术的应用，使得核磁共振成像的空间分辨率和时间分辨率得到了显著提高。
此外，核磁共振成像在心血管疾病、神经科学、肿瘤学等领域的研究也取得了重要的突破。
然而，核磁共振成像技术还存在一些挑战，如运动伪影、金属伪影等问题仍待解决。
因此，未来的研究方向应当集中在进一步提升影像质量、改善成像速度、优化图像重建算法等方面。
综上所述，医学影像学中的核磁共振成像实验研究对临床诊断和科学研究具有重要意义。
大学核磁共振实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解核磁共振（NMR）的基本原理及其在化学、物理、医学等领域的应用。
2. 掌握核磁共振谱仪的基本操作方法，包括样品准备、参数设置、数据采集与分析。
3. 通过实验，学会利用核磁共振技术分析有机化合物的结构。
二、实验原理核磁共振是原子核在外加磁场中，受到射频脉冲照射时，其磁矩发生进动而产生的现象。
当射频脉冲的频率与原子核的进动频率相等时，原子核会吸收射频能量，从而产生核磁共振信号。
实验中，通过改变射频脉冲的频率和强度，可以观察到不同化学环境下的原子核的共振信号。
根据共振信号的化学位移、耦合常数等参数，可以确定有机化合物的结构。
三、实验仪器与材料1. 核磁共振谱仪（NMR）2. 样品：有机化合物3. 实验室常用试剂与仪器四、实验步骤1. 样品准备：将有机化合物溶解于适当的溶剂中，配制成一定浓度的溶液。
2. 样品放置：将配制好的溶液倒入样品管中，放置在NMR谱仪的样品管架上。
3. 参数设置：根据样品的化学性质，设置合适的射频频率、磁场强度、扫描速度等参数。
4. 数据采集：启动NMR谱仪，开始采集数据。
5. 数据分析：利用NMR谱仪自带的分析软件，对采集到的数据进行分析，确定有机化合物的结构。
五、实验结果与分析1. 化学位移：根据实验数据，计算不同化学环境下的氢原子和碳原子的化学位移值。
2. 耦合常数：根据实验数据，计算不同化学环境下的氢原子和碳原子的耦合常数值。
3. 核磁共振谱图解析：根据化学位移和耦合常数，确定有机化合物的结构。
六、实验结论通过本次实验，我们掌握了核磁共振谱仪的基本操作方法，学会了利用核磁共振技术分析有机化合物的结构。
实验结果表明，核磁共振技术在有机化合物结构分析中具有广泛的应用前景。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免触电、烫伤等事故。
2. 样品准备过程中，注意样品的纯度和浓度，确保实验结果的准确性。
3. 数据采集过程中，注意参数设置，确保实验结果的可靠性。
磁敏感成像实验报告
实验目的：了解磁敏感加权成像（SWI）的基本原理，掌握SWI技术的操作流程，并分析SWI 在图像对比和疾病诊断中的应用。
实验原理：磁敏感加权成像（SWI）是一种利用组织间磁化率差异进行图像对比增强的磁共振成像技术。
由于不同组织具有不同的磁化率，如脱氧血红蛋白、含铁血黄素等顺磁性物质在SWI图像上呈现低信号，而脂肪、钙化等物质则呈现高信号，从而实现组织对比度的增强。
实验材料：1. 3.0T磁共振成像设备2. SWI扫描序列3. 实验样本：人体头部、肝脏、肾脏等实验步骤：1. 样本准备：将实验样本放置于磁共振成像设备中，确保样本固定良好。
2. 参数设置：根据实验需求设置SWI扫描参数，包括TR/TE、翻转角、层厚、矩阵等。
3. 扫描过程：启动SWI扫描序列，对样本进行扫描。
4. 图像分析：使用图像处理软件对SWI图像进行预处理，包括去噪、插值等，然后对图像进行分析。
5. 结果比较：将SWI图像与常规T2WI图像进行对比，观察组织对比度的差异。
实验结果：1. 组织对比度：SWI图像中，脱氧血红蛋白、含铁血黄素等顺磁性物质呈现低信号，脂肪、钙化等物质呈现高信号，组织对比度明显增强。
2. 微出血灶：SWI图像可以清晰显示脑内微出血灶，对于高血压、脑血管淀粉样变性等引起的脑内微出血灶的检出具有重要作用。
3. 动静脉血栓：SWI图像可以显示新鲜血凝块中的脱氧血红蛋白，有助于评估静脉血栓形成。
4. 脑血管畸形：SWI图像可以清晰显示脑血管畸形，对于隐匿性血管疾病的诊断具有重要作用。
实验结论：1. SWI技术可以有效增强组织对比度，提高图像质量。
2. SWI技术在微出血灶、动静脉血栓、脑血管畸形等疾病的诊断中具有重要作用。
3. SWI技术是一种安全、无创、高分辨率的磁共振成像技术，具有广泛的应用前景。
实验讨论：1. SWI技术的优势：SWI技术具有无创、高分辨率、组织对比度强等特点，在临床诊断中具有广泛的应用前景。
磁共振成像技术实验
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第四节系统开关机 0第二章NMI20台式磁共振成像仪软件概述.............................. 错误！未定义书签。
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第二节软件菜单栏介绍........................................................ 错误！未定义书签。
第三节软件工具栏介绍.......................................................... 错误！未定义书签。
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第三章部分可开设的实验项目. (2)实验一机械匀场和电子匀场实验 (2)实验二测量磁共振中心频率（拉莫尔频率） (9)实验三旋转坐标系下的FID信号 (16)实验四自动增益实验 (23)实验五硬脉冲回波 (28)实验六软脉冲FID实验 (37)实验七软脉冲回波 (42)实验八硬脉冲CPMG序列测量T2 (47)实验九乙醇的化学位移测量 (52)实验十自旋回波序列质子密度像 (56)实验十一自旋回波权重像 (63)实验十二一维梯度编码成像 (67)实验十三单脉冲双相位编码成像 (70)实验十四梯度回波成像 (75)实验十五射频接收线圈的调谐与匹配 (81)实验十六射频功放与门控调制实验 (87)实验十七数据处理过程(模拟部分)实验 (92)实验十八前置放大器及RF开关 (98)实验十九梯度功率放大器 (104)实验二十高频数字记忆示波器的使用 (109)系统开关机在使用NMI20台式核磁共振成像仪时，“开机”和“关机”均必须严格按以下顺序操作：1)开机启动计算机；在计算机桌面上启动应用程序WinMRIXP；开启射频单元电源；开启射频单元后部的恒温系统电源；打开梯度放大器机箱电源开关。
核磁共振成像技术实验
核磁共振成像技术实验系统结构掌握知识点归纳软件界面一、从CW-NMR到FT-NMR1，连续波核磁共振(CW-NMR)概念：连续施加射频场，射频驱动效应与弛豫效应达到平衡状态时可检测稳定的吸收峰；2，脉冲傅立叶变换核磁共振(FT-NMR)概念：脉冲施加射频场，检测射频结束以后的弛豫效应；1，共振条件容易满足；2，信号幅值大为增强；3，实验时间极大缩短；二、FID信号检测FT幅值：检测时的M xy；频率：拉莫尔频率；衰减：T*21/T 2*=1/T 2+γΔB 0/2三、实验室坐标系Vs 旋转坐标系以实验室坐标为空间坐标假定观察者坐在以拉莫尔频率为频率进动的轴上，则观察不到磁化矢量的圆周运动，只看到幅值变化；旋转坐标系的实现可通过调整射频的中心频率,观察FID 信号的频率，来实现拉莫尔频率的测量。
混频（正交检波）Signal:w 0=γB 0RF:f =SF1+O1Monitor:f = γB 0-(SF1+O1)不共振四、硬射频脉冲角度确定强而窄；频带宽，非选择性激励；其脉宽决定了激励频带范围；一般要求尽量小，因此往往满功率输出，通过调整脉宽t 来实现射频角度的调节；Mrfxyz45o 90o 180o270o360oPulse length90180270360τγθ1B =五、软脉冲角度确定弱而宽，频带窄；选择性激励；频宽由脉宽决定（反比关系）；不可调，因此通过调整输出功率进行调节角度；六、FID Vs Spin EchoFIDspin echo900RF pulsereadout phase encodesignalgradient1800RF pulseslice七、CPMG 测T2根据幅值进行手动反演拟合利用拟合软件进行自动拟合七、自旋回波成像成像的空间编码与数据采集 启动硬脉冲FID序列确定中心频率；启动软脉冲FID序列确定软脉冲90度、180度；即RFAmp1和RFAmp2启动软脉冲回波序列，进行射频脉冲的精细修正；启动自旋回波序列，设置参数后进行二维数据采集；梯度对信号的影响K空间与图像八、回波权重像TE 对T2权重的影响；增加TE ，信噪比下降，对比度增加，即T2权重增加； T2长，信号强；TR 对T1权重的影响；增加TR ，信噪比增加，T1对比度减小，即T1权重减小； 短T1，信号强；T2权重TETRSNRT1权重长TR 长TE ，T2权重像；短TR 短TE ，T1权重像；长TR 短TE ，质子密度像；TR 的调节：通过调节D0来进行调节；TE 的调节：通过调节D4和D5的和来调节；以水和油两种样品为例：水具有长T1和长T2;油具有短T1和中等T2；T1像上，油为高亮信号，水为极低信号；T2像上，水为极亮信号，水为中等信号；九、空间分辨率理论空间分辨率=视野/图像点阵；实际空间分辨率还需要考虑主磁场的不均匀性导致的展宽效应。
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第三章部分可开设的实验项目 (2)实验一机械匀场和电子匀场实验 (2)实验二测量磁共振中心频率（拉莫尔频率） (9)实验三旋转坐标系下的FID信号 (16)实验四自动增益实验 (24)实验五硬脉冲回波 (29)实验六软脉冲FID实验 (38)实验七软脉冲回波 (43)实验八硬脉冲CPMG序列测量T2 (49)实验九乙醇的化学位移测量 (54)实验十自旋回波序列质子密度像 (59)实验十一自旋回波权重像 (66)实验十二一维梯度编码成像 (70)实验十三单脉冲双相位编码成像 (73)实验十四梯度回波成像 (78)实验十五射频接收线圈的调谐与匹配 (84)实验十六射频功放与门控调制实验 (91)实验十七数据处理过程(模拟部分)实验 (96)实验十八前置放大器及RF开关 (102)实验十九梯度功率放大器 (108)实验二十高频数字记忆示波器的使用 (113)系统开关机在使用NMI20台式核磁共振成像仪时，“开机”和“关机”均必须严格按以下顺序操作：1)开机启动计算机；在计算机桌面上启动应用程序WinMRIXP；开启射频单元电源；开启射频单元后部的恒温系统电源；打开梯度放大器机箱电源开关。
2)关机关闭梯度放大器机箱电源开关关闭射频单元电源；退出应用程序WinMRIXP；关闭计算机。
核磁参数可分为系统参数、采样参数和处理参数三大类。
系统参数在进行任何实验之前就需要设置好的参数，及让系统能处于核磁共振状态的参数，比如射频中心频率，增益等；采样参数在核磁信号采集的过程中用到，而处理参数则是在信号采集结束之后，即数据处理时用到。
当然，还有一类参数，例如TD、SW 等，它们既是“采样参数”，也是“处理参数”，我们称之为“全局参数”。
1、参数定义Pi －射频硬脉冲的宽度（i=1,2）SPi –射频软脉冲的宽度（i=1,2）RFAmpi –射频软脉冲的强度Di –无射频脉冲时的延时参数TD – NMR 信号的采样点数（复数点）SW –谱宽，也就是采样频率SF1 –射频信号频率f的主值。
通常共振频率f = SF1 + OffsetOffset –射频信号频率f的偏移量。
一般有f = SF1 + OffsetNS –累加次数Ci –常数变量RG –接收机的增益，数值越大，增益越大第三章部分可开设的实验项目以NMI20台式磁共振成像仪为基础，笔者们初步开发了20个试验项目。
由于NMI20台式磁共振成像仪的开放度高，使用者可以根据自己的需要在这台设备上开发试验项目。
实验一机械匀场和电子匀场实验一、学习目的：为什么要匀场？匀场方式主要有哪几种？影响磁场均匀性的因素有哪些？磁场均匀性会影响到组织的T1、T2和T2*中的哪些参数？主磁场的大小对上述参数中的哪些参数有影响？二、实验目的：1、了解磁场均匀性的概念与表示方法。
2、掌握永磁体的机械匀场和电子匀场的概念和基本方法。
3、掌握NMI20台式成像仪的主磁场均匀性调整的方法。
二、实验器材NMI20台式核磁共振成像仪一台，样品管（含样品）一根。
三、实验原理1、 主磁场的均匀性磁场的均匀性（homogeneity ），是指在特定的容积限度内磁场的同一性，即穿过单位面积的磁力线的数目是否相同。
在磁共振系统中，均匀性是以主磁场的百万分之一（ppm ）作为一个偏差单位来度量的，其数学定义为。
60060min max 10101ppm ÷∆=÷-=B B B B B 在某一个限定的空间范围内，式中：B0为主磁场中心磁感应强度（Gs ）；∆B0为磁感应强度最大值与最小值的差（Gs ）。
对于不同的主磁场大小，其偏差单位也是不同的。
例如对0.5T 的磁共振，一个偏差单位即1个ppm 为6105.0-⨯T(0.0005mT)。
在MRI 中，要进行空间编码（层选脉冲、相位编码和频率编码），就要在静磁场上迭加微弱的梯度磁场。
静磁场均匀性越差，偏差越大，图像质量越差。
而且如果静磁场不均匀，在迭加上梯度磁场后，层位信号将发生偏离，引起图像失真和畸变。
例如，中心磁场强度为5000Gs ，梯度磁场强度为0.1Gs/cm 。
在20cm 直径的球形体积内，静磁场的不均匀度为2.5ppm 。
那么，在X 轴的几何失真为多大？G s 0125.010)50005.2(6=÷⨯=∆B沿X 轴的几何失真为∆XG s 0125.0gs/cm1.011X ⨯=∆⨯=∆B 梯度场强=0.125cm 主磁体磁场均匀度越差，几何变形越大。
均匀性标准的规定还与所取的测量空间的大小有关。
本实验装置所取的测量空间范围为10mm ×10mm ×10mm 的球形空间。
一般医学磁共振由于需要给受检者提供较大的受检范围，因此其磁场均匀性的空间范围一般为直径40~50cm 的球形或椭球形；2、 均匀性对组织T 2的影响因素和匀场方式主磁场的均匀性直接影响到组织的*2T 时间长短。
根据磁共振成像理论，组织的*2T与主磁场的不均匀性B∆之间的关系为：2*211BTT∆+=γ。
如图1所示，当主磁场均匀性越低时，即*2T越短，弛豫越快，即FID信号的拖尾越短。
当主磁场均匀性越高时，即*2T越长，弛豫越慢，即FID信号的拖尾越长。
理论上，当主磁场绝对均匀时，*2T=T2，FID以组织固有的T2弛豫进行衰减。
图1 主磁场不均匀性对组织T2的影响利用上述关系通过在显示器上观察FID信号的衰减快慢（即FID拖尾的长短）来调整两块磁极的平行度，从而达到调整主磁场的均匀性目的。
当FID信号的拖尾越长，即FID衰减包罗线越缓，表示磁场均匀性越高。
3、均匀性影响因素和匀场方式永磁型磁共振的主磁场均匀性与磁极间的平行度有关，因此我们可以直接调整两块磁极的平行度来达到匀场的目的；通过调整磁极平行度来达到的磁场均匀性还不能完全满足成像的需要，因此还需要进行其他方式的匀场，主要包括无源匀场和有源匀场。
无源匀场是在磁极的内外表面贴小磁片或磁钢片，通过小磁片或磁钢片对局部磁力线的改变从而调整磁场均匀性，本实验装置中由于磁极间的均匀性较好，因此未采用无源匀场方式。
有源匀场方式主要是根据通电线圈在线圈周围会产生磁场，通过给不同方向的线圈施加合适的电流产生的微小磁场来对主磁场的不均匀性进行校正。
在医学磁共振里，一般用专用的匀场线圈进行有源匀场的，本实验装置中用梯度线圈兼做匀场线圈，匀场电流调节好后，成像时施加的梯度电流脉冲是叠加在稳定的匀场电流上的。
四、实验步骤：1、NMI20台式核磁共振成像仪各部分设备接口识别及连接详见安装手册，连接结果如图2所示。
2、将NM2010射频电子柜背面的TSWITCH开关设置在ON位置；让恒温系统给磁体进行加热，使磁体柜的温度保持恒定。
3、在样品管中注入适量（见样品管上所标样品量的标记）的油样品；并将样品管放入到探头线圈相应的位置（见样品上的位置标记）处。
4、用钥匙打开NM2013谱仪前面板的电源保护门；按一下POWER按钮来启动谱仪，进入Windows操作系统的用户登录界面。
单击用户名，输入密码并按回车键进入到Windows操作系统界面。
图2 实验装置连线图5、双击桌面上的NMI20MRI图标，进入到NMI20MRI应用软件操作界面，NMI20MRI应用软件窗口的各项功能详见软件操作手册。
6、将NM2010射频电子柜前面板POWER开关设置在ON位置。
7、在NMI20MRIP应用程序的界面上单击按钮，进入脉冲序列的选择对话框，在脉冲序列列表框中选中硬脉冲Fid序列，单击OK按钮进入到硬脉冲FID序列界面。
8、在窗口的左侧参数列表中各参数的物理意义详见NMI20MRI软件操作手册。
具体参数设置如下表：参数名称p1(us) D3(us)D0(ms)TDSW(kHz)DFW(kHz)SF1(MHz)O1(kHz)RG NS DS值35 100 1000 2048 100 30 22 600 4 8 109、单击按钮，观察窗口右侧有无FID信号；通过调整脉冲主频偏移量O1的大小（在一定的范围内等量增加或减小O1的值），直到找到FID信号为止。
具体FID信号外观见图3所示。
图3 硬脉冲FID信号图4FID信号频谱及均匀性打开顶盖（注意不要损坏样品管）。
11、用6mm无磁的内六角扳手缓慢地调整磁体柜内两个圆盘形磁极之一（左侧）上六颗内六角螺丝，同时观察监视器上的FID信号。
最终监视器上的FID信号衰减达到最缓慢的时候，也就是主磁场最均匀的状态。
12、小心地将磁体柜的盖子盖上，用4mm的内六角扳手紧固磁体柜盖子上4颗内六角螺丝。
13、单击按钮停止扫描，点击按钮将FID信号进行傅里叶变换。
单击进入一维处理界面，单击进入相位校正对话框，点击增减按钮直到FFT变换后的曲线峰值均在基线以上呈左右对称状态，单击使信号峰完整落在图像显示区。
单击按钮选择曲线在X方向上的测量范围，再点击按钮使测量单位以ppm为单位，最后点击测出信号峰的半高宽度（如图4所示），并记录在机械匀场主磁场均匀性的空格线上。
14、单击按钮继续扫描，并将梯度电子柜的电源开关设置在ON位置，分别缓慢地调整梯度电子柜面板上的GX Shim、GY Shim、GZ Shim电位器旋钮，使监视器上的FID信号衰减达到更缓慢的时候，即主磁场经过电子匀场后达到了最均匀的状态，重复第13步，并记录在电子匀场主磁场均匀性的空格线上。
五、实验结果：1、机械匀场的结果：主磁场的均匀性：______________ppm。