核磁共振基本知识
MR检查的科普小知识
MR检查的科普小知识MR检查的全称核磁共振检查，临床中又称为核磁共振成像技术。
检查过程是将人体放置于一个特定的强大磁场仪器中，通过射频脉冲激发人体内氢质子发生核磁共振现象，然后获得核磁共振信号，再经过专业计算软件的运算，从而得到包含人体信息的图像。
核磁共振虽然有个“核”字，指的是人体内的原子核，不是核辐射的“核”，因此磁共振是没有辐射的，完全不存在核辐射现象及放射性物质，检查过程非常安全，患者和家属无需担心和恐惧。
一、磁共振的优点和主要检查范围1.磁共振的检查过程不会对患者产生任何创伤和辐射，由于采用的是空间三维梯度磁场，可以在不移动患者和扫描床的情况下实现任何角度扫描和图像重建，对一些行动不便或身体有创伤的患者特别友好。
2.磁共振检查在不使用对比剂的情况下，能直接显示人体心脏和血管结构；对人体软组织有高分辨率，后期成像更清晰、准确，帮助医生掌握一些不易察觉的早期病变。
在进行骨骼检查时，不会产生伪影干扰，对颅脑后部的病变有着清晰的辨认。
在检查患者身体的同时，还能提供机体功能、组织化学和生物化学方面的研究。
3.磁共振的主要检查范围包括：颅脑、脊髓和椎管内疾病的诊断，脊椎及椎间盘的诊断，腹部及盆腔脏器的诊断，骨关节韧带半月板的诊断，心脏、大血管疾病的诊断，孕妇、胎儿疾病的诊断。
二、磁共振检查的禁忌对象1.磁共振检查的受检者不能装有心脏起搏器，由于检查中会产生强大的磁场，心脏起搏器、ICD等包含金属的物质有可能出现装置移位、起搏信号异常、电极升温等异常现象，会引起受检者心律失常甚至死亡等严重后果。
2.受检者身体内有骨科植入物要告知医生，根据植入物材质属性判断可不可以进行MRI检查。
目前临床使用的骨科植入物大多由纯钛或钛合金制成，不会与磁场产生磁性，但是有可能会造成图像伪影，影响周围组织的观察，因此也需提前告知影像医生。
如内固定物是由不锈钢等材质制成，是绝对禁止进行磁共振检查。
3.受检者佩戴输液泵和留置导管是可以进行MRI检查的，输液泵材料没有金属，不会呈现非铁磁性和弱磁性，而使用胰岛素泵的患者应在检查前移除胰岛素泵，避免强磁场破坏胰岛素功能。
磁共振的基础知识
磁共振的基础知识1、核磁共振核，不是核辐射，而是原子核，用得最多的是氢（人体最多）。
磁，磁场也。
共振，一定频率的射频脉冲激发原子核，使之共振，从而产生信号，转换成图像。
2、磁共振成像简单过程如果给人体施加一个外来的静磁场，再给予一个短暂的、与质子共振相同频率的旋转磁场（即射频脉冲），之后采集电磁波信号，就可以获得人体的磁共振信号。
对磁共振信号的采集过程给予一个形象的比喻，可以把质子比喻成卫星，我们从发射电台发送信号，卫星获得信号，再重新发射出来，地面的收音机就可以收听到节目了。
通过对接受到的磁共振信号进行空间编码和图像重建等处理，即产生MR图像。
3.磁共振检查的特点1）磁共振没有X线、CT检查的辐射，对身体不产生辐射危害。
2）磁共振采用空间三维梯度场，在不移动患者和扫描床的情况下实现任何角度扫描和图像重建。
3）无骨质伪影。
4）软组织对比度良好。
5）对病变显示更加敏感，可使病灶显示更早更清楚。
6）磁共振的DWI(扩散加权成像)序列，是唯一能够无创检测活体组织内水分子扩散运动的成像方法。
7）磁共振的PWI（灌注加权成像）序列，能够显示脑组织血流动力学信息。
8）磁共振的MRS（波谱分析）序列，是唯一能够无创检测活体组织内化学物质、反应组织代谢的方法。
4、图像分析过程中，有个非常重要的概念必须了解——部分容积效应。
在CT扫描，凡小于层厚或该层仅包含部分的病灶，其CT值受层厚内其它组织的影响，所测出的CT值不能代表该病变的真正的CT值。
MRI也一样，凡小于层厚或该层仅包含部分的病灶，图像表现出来的，不仅仅是病灶的影像，而是重叠了层厚内部分病变外结构的影像。
5、部分容积效应会让你看到的影像变得“不真实”，从而可能会使你做出错误的判断。
6、宽窗位技术，更是数字影像时代，每一名影像医生必须掌握的、最基本的技能！窗宽窗位技术源于CT，磁共振可能用对比度更合适。
不同器官、不同部位，有着不同的合适的窗宽窗位。
同一区域，由于观察的内容不同，合适的窗宽窗位也不同。
磁共振成像(MRI)基本知识及临床应用
T1加权像（T1 weighted image，T1WI） 在SE 序列中，选用短TR（通常小于500ms）、短TE
（通常小于30ms）所获得图像的影像对比主要
由T1信号对比决定，此种图像称为T1加权像。
T1WI 突出组织T1弛 豫
短TR（200-500ms） 短TE（<20ms）
☉通过调节TR和TE的长短可分别获得反映组织的T1、T2 及质子密度特性的MR图像。
☉其中T1WI具有较高的信噪比，适于显示解剖结构，也 是增强扫描的常用序列； ☉T2WI则更易于显示水肿和液体，而病变组织常含有较 多水分，在T2WI上显示为高信号，因而更易于显示病 变； ☉PDWI常可较好地显示出血管结构。
（longitudinal relaxation）
横向磁化开始消失—横向驰豫 (transverse relaxation)
（2）纵向驰豫
高能级（指向下）质子逐个回到低能级（指向上）,纵向磁化 增加并复原
纵向弛豫
也称为T1弛豫，是指90度脉冲中止后，在主 磁场的作用下，纵向磁化矢量开始恢复，直 至恢复到平衡状态的过程。
重建MRI图像
三、MRI的物理学基本知识
1、人体MR成像的物质基础
原子的结构
电子：负电荷 中子：无电荷
质子：正电荷
原子核总是绕着自身的轴旋转－－自旋 ( Spin )
原 子 核 自 旋 产 生 核 磁
所有的原子核都可产生核磁吗？
质子为偶数，中子为偶数 不产生核磁
质子为奇数，中子为奇数 质子为奇数，中子为偶数
90度 脉冲
T1曲线
（T1 curve）
以时间为横轴，以纵向磁化为纵轴绘制的一条曲线 T1曲线向上走行
核磁共振专题知识
➢ 陀螺存在自旋 ➢ 陀螺处于重力场中 ➢ 重力力矩垂直于自转轴
（角动量）方向
结果
陀螺旋进 力矩越大旋进角速度越大
核磁共振专题知识
图 14-2 陀螺旋进
T L
第17页
旋进也称进动，描述是含 有角动量物体或体系在外力矩 作用下，其角动量方向发生连 续改变现象。
核磁共振专题知识
第18页
原子核在磁场中旋进
核磁共振专题知识
图 磁共振成像原理图
第36页
1．层面选择
利用梯度磁场 依据拉莫尔方程理 论，实现选层定片
核磁共振专题知识
图 选层定片
第37页
核磁共振专题知识
层面选择
第38页
层面选择
核磁共振专题知识
第39页
2．编码 （1）相位编码 如图1
图1 磁矩旋进相位差异
图2 磁矩旋进频率差异
（2）频率编码 核磁共振专题知识 如图2
核磁共振专题知识
第42页
核磁共振专题知识
Proton
质子
氢原子核1H
Electron
电子
第43页
2. 人体各种组织含水百分比不一样
3．人体不一样正常组织和病变组织 、
核磁共振专题知识
第44页
三、怎样产生氢核密度 和 、 加权成像
1.自旋回波序列
核磁共振专题知识
图14-21 自旋回波序列
第45页
第12页
而且，Damadian前瞻性地预言了核磁共 振作为临床诊疗工具可能性。
Damadian工作直接启发了 Lauterbur 对 成像技术研究，Lauterbur在认识到这一发 觉医学价值同时，也敏锐地意识到假如不能 进行空间上定位，核磁共振在临床应用可能
MRI检查知识小科普
MRI检查知识小科普医学影像技术在现代医疗中起着至关重要的作用，其中磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是一种非常常见且广泛应用的影像技术。
MRI利用核磁共振现象，通过对人体内部的信号进行扫描和分析，生成高分辨率的影像，可以提供有关人体内部结构和功能的详细信息。
一、MRI查的原理核磁共振(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是一种常用的医学影像技术，通过利用核磁共振现象，可以获取人体内部的详细结构和功能信息。
MRI检查的原理主要包括核磁共振现象的解释、MRI扫描的基本步骤以及MRI扫描的主要参数和影像构成。
1.核磁共振现象的简要解释核磁共振现象是指在强磁场中，原子核的自旋会在一定条件下发生共振。
人体组织中的水分子中含有氢原子核，而氢原子核又是唯一具有自旋的核素。
当人体置于强磁场中时，水分子中的氢原子核的自旋会与磁场方向产生相互作用，形成两种能量状态，即低能级和高能级。
这两种能级之间的转变，会释放出一定的能量，这种能量就是核磁共振信号。
2.MRI扫描的基本步骤MRI扫描的基本步骤包括磁场建立、激发和信号检测三个主要过程。
首先，通过产生强大的静态磁场，使得人体内的氢原子核自旋在磁场中定向。
然后，通过向患者体内注入一定频率和方向的无线电波，激发患者体内氢原子核的自旋状态发生共振。
最后，通过接收和处理患者体内产生的核磁共振信号，生成图像。
3.MRI扫描的主要参数和影像构成MRI扫描的主要参数包括磁场强度、脉冲序列和图像对比等。
磁场强度是指MRI设备所产生的静态磁场的强度，通常以特斯拉(Tesla，T)为单位。
不同磁场强度的MRI设备对图像分辨率和信噪比有不同的影响。
脉冲序列是指用于激发和检测核磁共振信号的无线电波脉冲的时间序列。
常见的脉冲序列包括快速自旋回波(Fast Spin Echo，FSE)和梯度回波(Gradient Echo，GRE)等。
MRI基本知识
90度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转 横向磁化矢量，这种旋转的横向磁化矢量切割接 收线圈，MR 仪可以检测到。
氢 质 子 多
氢 质 子 少
此时的MR 图像仅仅区分氢质子密度不同的两种组织，所以 要在射频脉冲关闭后等待一定时间并对信号进行干预和采集
无线电波激发使磁场偏转90度，射频脉冲停 止后，在主磁场的作用下，横向宏观磁化矢量逐 渐缩小到零，纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平
“ ”
磁共振成像基本知识
1
核磁共振成像
• 发展历史
• 基本原理
目
• 扫描仪的基本硬件构成
录
• 脉冲序列及其临床应用
• MRI 特点以及禁忌证
• 总结
2
Nuclear Magnetic Resonance Imaging
首字母缩写:
NMRI
为了和原子核及射线的放射性危害区分开 来，临床医生建议去掉N，简称为磁共振成像
• 所谓的加权就是“重点突出”的意思
– T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别 – T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别 – 质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含量差别
34
•在任何序列图像上，信号采集时刻旋转横 向的磁化矢量越大，MR信号越强
➢ 主磁场场强
场强越高，磁化率越高，场强几乎与磁化率成 正比
➢ 质子含量
质子含量越高，与主磁场同向的质子总数增加 （磁化率不变）
15
在主磁场中质子的磁化矢量方向与主
磁场方向不平行——进动
进动
场相互作用
核磁（小磁场）与主磁
陀螺
进动使每个质子的核磁存在方向稳 定的纵向磁化分矢量和旋转的横向
[核磁共振讲义]第一章—核磁共振基础知识
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第一章核磁共振基础知识核磁共振（NMR）是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。
核磁共振是波谱学的一个分支，研究核磁共振现象与原子所处环境如分子结构，构象，分子运动的关系及其应用。
生物化学，分子生物学的发展对生物大分子空间结构的测定提出越来越高的要求，而逐渐形成一门新兴的交叉学科即结构生物学。
结构生物学已成为生命科学研究的前沿领域和热点。
核磁共振波谱学是结构生物学的一种重要的研究手段，核磁共振波谱学各种最新技术的出现和发展往往与结构生物学密切相关。
如3D，4DNMR。
简史：1924 Pauli从光谱的超精细结构推测某些原子核有核磁距，能级裂分，共振吸收1936 Gorter试图观察LiF中7Li的吸收，未能成功，因样品弛豫时间太长1945－1946 F.Bloch(Stanford), H2O 感应法E.M.Purcell(Harvard), 石蜡吸收法1946－1948 奠定了理论基础1952年共得诺贝尔物理奖1951 Arnold et al 乙醇1H化学位移精细结构1957 Saunders et al 核糖核酸酶40 MHz的1H谱(1965 Cooley, Tukey FTT)1966 R.R. Ernst 脉冲NMR理论1971 Jeener 2DNMR原理1984 K. Wuethrich用NMR解蛋白质溶液结构1945-1951 奠定理论和实验基础1951-1965 CW－NMR发展，双共振技术1965-1970～PFT－NMR发展1970～--- 2D－NMR，MQT－NMR，SOLID－NMR，自旋成象技术核磁共振可以用于研究有机分子的化学结构，代谢途径，酶反应的立体化学信息，生物大分子的溶液构象，分子间相互作用的细节，化学反应速率，平衡常数，还可用来研究分子动力学，包括分子内的基团运动，以及生物膜的流动性。
细胞和活组织中化学成分的分布及交换过程，等等。
MRI
磁共振成像（MRI）知识讲座引言我们将磁共振成像（MRI）的基本知识向大家略做介绍，希望能有所帮助。
第一章磁共振成像（MRI）基础知识一、磁共振成像（MRI）基本原理1、人体组织的化学特性人体内最多的分子是水，约占人体重量的65%，其次为脂肪成份。
此外，还有大量有机分子，如蛋白质、酶、磷酯等。
这些物质中都含有大量的氢原子。
因此，氢原子是人体中含量最多的原子。
2、磁共振成像（MRI）原理目前的磁共振成像是氢原子的成像，实际上是脂肪和水为主的软组组成像，或者说磁共振成像（MRI）是利用身体细胞中的氢原子在磁场内共振产生信号，通过精密的电脑系统重建而获得高清晰的影像，以达到诊断目的的一种技术。
二、磁共振成像（MRI）技术的发展概况1、1977年：初期MRI全身图像产生；2、1980年：首台商品磁共振成像系统问世；3、1981年：首台超导全身磁共振成像系统建立；4、1983年：获准进入市场；5、1989年：我国0.15T永磁型磁共振成像系统（ASM-015P）问世；6、1992年：我国0.60T超导型磁共振成像系统（ASM-060S）问世；7、1999年：我国0.35T永磁型磁共振成像系统（NOVUS系列）开发成功；8、2000年：我国1.5T超导型磁共振成像系统（NOVUS系列）开发成功；9、目前： 3.0T超导磁共振应用于临床；10、目前：7.0T、10.0T磁共振进入临床前研究；三、磁共振成像（MRI）的一些基本概念1. 什么是Tesla?Tesla（T）是一个磁场强度单位，中文译为特斯拉，一单位T等于10000Gause，Gause中文译为高斯，地球的自然磁场强度为0.3~0.7Gs，南北极有所不同。
2. 什么是共振？共振是一种自然界普遍存在的物理现象，物质是永恒运动着的，物体的运动在重力作用下将会有自身的运动频率。
当某一外力作用在某一物体上时，而且有固定的频率，如果这个频率恰好与物体自身运动频率相同，物体将不断吸收外力，转变为自身运动的能量，随时间的积累，能量不断被吸收，最终导致物体的颠覆而失去共振状态。
核磁共振的基本原理知识点总结
核磁共振的基本原理知识点总结小伙伴们！今天咱们来唠唠核磁共振这个超酷的东西的基本原理。
咱先来说说原子核这小玩意儿。
原子核啊，就像一个个小小的粒子球，它们在原子的中心待着呢。
这些原子核啊，本身就带有电荷，而且还会像小陀螺一样自转，这个自转就叫做自旋。
不同的原子核，自旋的情况还不太一样呢。
有些原子核的自旋量子数是整数，有些则是半整数。
就像不同性格的小娃娃，各有各的特点。
那这个自旋和核磁共振有啥关系呢？这就有趣啦。
当原子核自旋的时候，就会产生一个小小的磁场，就像它自己带着一个小磁棒一样。
在没有外界磁场干扰的时候，这些原子核的自旋方向是杂乱无章的，就像一群调皮的小孩子在操场上乱跑，没有什么规律。
可是啊，一旦把这些原子核放到一个强大的外磁场中，就像是给这些调皮的小孩子划了一个跑道，它们就会乖乖听话，按照外磁场的方向排列起来。
不过呢，它们可不是完全听话，而是有两种状态，一种是顺着外磁场方向，一种是逆着外磁场方向。
这两种状态的能量可不一样哦，顺着的能量低，逆着的能量高。
就像在山坡上，在坡底的状态能量低，在坡顶的状态能量高。
这时候呢，如果再给这些原子核一个特定频率的射频脉冲。
这个射频脉冲就像是一个魔法信号，当这个信号的频率刚好和原子核在两个能量状态之间跃迁所需要的频率一样的时候，原子核就像听到了最爱的音乐一样，开始从低能量状态跳到高能量状态。
这个过程就叫做共振啦，就像两个频率相同的音叉，一个振动了，另一个也跟着振动起来。
当原子核吸收了这个射频脉冲的能量跃迁之后呢，过一会儿它又会回到原来的低能量状态，这个过程就会释放出能量。
我们就是通过检测这个释放出来的能量，来得到关于原子核的各种信息的。
比如说这个原子核周围的化学环境啊之类的。
再说说这个核磁共振成像吧。
它就是利用不同组织中的氢原子核在磁场中的表现不一样来成像的。
咱们人体大部分都是水嘛，水里就有好多氢原子核。
不同的组织，像肌肉、脂肪、骨头这些，它们里面的氢原子核所处的化学环境不同，在磁场中的共振频率啊、弛豫时间啊这些就不一样。
磁共振基础知识
何为加权？？？
所 “重 谓的加权就是 点突出”
的意思
T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（ 纵向弛豫）差别
T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（ 横向弛豫）差别
质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含 量差别
T1WI T2WI
T1WI T2WI
人体不同组织的
磁共振检查技术
平扫（T1WI，T2WI，PDWI) 增强（TIWI） 动态增强（Dynamic MR） 磁共振血管造影（MRA） 脂肪抑制成像（STIR） 水抑制成像（FLAIR） 水成像（MRCP、MRU） 灌注成像（Perfusion) 弥散成像（Diffusion） 功能成像（Function MR）
进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互 抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础
z M
x
按照单一核子 进动原理,质子 群在静磁场中 y 形成的宏观磁 化矢量M
Z
B0
Z
MZ
X A
Y
X
在这一过程中，产生能量
Y MXY
B
A:施加90度RF脉冲前的磁化矢量Mz B:施加90度RF脉冲后的磁化矢量 Mxy.并以Larmor频率横向施进 C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M 以螺旋运动的形式倾倒到横向平面
X
X
体各类组织均有特定T1 、
（4）停止后一定时间 （5）恢复到平衡状态 T2值，这些值之间的差
异形成信号对比
弛豫：Relaxation;
自然界的一种固有属性；即任何系统都有在外
MR 信 号 特 点
核磁共振相关知识科普
核磁共振相关知识科普在生活中，仍有一些朋友对核磁共振检查存在诸多疑虑，对检查时的注意事项不太清楚，今天将为大家一一介绍。
什么是MRI核磁共振检查，又称磁共振成像（简称MRI），是利用脉冲磁场成像，记录体内含氢原子的成分（如：水）在组织内的分布情况。
核磁共振可用于对全身各系统疾病的诊断：如神经系统、心血管系统、纵隔、腹部器官、盆腔脏器、骨与关节、五官疾病、全身软组织等病变进行检查。
尤其是对颅脑、脊柱、脊髓、骨关节、软组织等病变检查效果很好。
核磁共振检查安全吗医生，做核磁共振有辐射吗？磁共振检查（MRI）是磁场成像，完全没有核辐射，是非常安全的。
那磁共振检查有没有缺点呢？有，磁共振检查的缺点是噪音大、扫描时间长、空间小。
这些东西千万不能带进检查室病人不能随身带有金属物件：含有铁磁性物品如胰岛素泵、药物泵、助听器、手机、钥匙、硬币、磁卡、腰带、打火机、膏药、发卡、别针、手表、小刀、假发、各种金属配饰等。
哪些人不适合做磁共振检查由于在磁共振检查室区域存在非常强大的磁场，因此，检查者及陪检人员有下述情况者严禁进入MRI检查室检查或陪检:1、体内有金属植入物：心脏起搏器者、人工瓣膜置换术后者、体内有铁磁性血管夹者、眼球内有金属异物者、人工耳蜗、胰岛素泵及重要器官旁有金属异物残留的、高烧患者,妊娠3个月以内者，有生命危险病情或病情不稳定的危重病人及严重幽闭恐惧症者禁做MRI。
2、对于有假牙、纹身、化妆、节育器、纹眼线、在体内留存钛合金物等的患者，要主动向检查医师事先说明情况。
由医生根据具体情况决定可否进行磁共振检查。
什么样的疾病适合做MRI神经系统疾患中枢神经系统是MRI检查的最佳适应证。
MRI多方位、多参数成像对中枢神经系统病变的定位定性诊断极有帮助,而且优于CT,是诊断中枢神经系统病变的最佳选择。
颅颈部疾患由于MRI不产生骨伪影,对后颅凹及颅颈交界区病变显示十分清晰,能为咽、喉、颈部、淋巴、腺体及血管等多种病变的诊断提供可靠信息。
核磁共振检查科普知识
核磁共振检查科普知识虽然大多数人都听说过核磁共振，但是对于核磁共振能检查的内容及注意事项可能还不够了解，也有可能会存在一些认识误区。
接下来，我将简单介绍核磁共振检查的相关科普知识，希望能在阅读完这一文章后，能使大家对这一检查项目有更多的了解。
1核磁共振是什么？核磁共振是现阶段最为先进的一种影像学检查手段，临床上核磁共振检查是比较常见的，且属于无创检查。
核磁共振检查是指将人体放在强大的磁场中，通过射频脉冲激发人体内氢质子发生核磁共振现象，之后再借助计算机来运算处理获取的核磁共振信号，这时医生就可以得到包含患者人体信息的图像资料了。
核磁共振设备的基本要素主要有磁体、梯度磁场、射频线圈、采集系统以及计算机。
2核磁检查的优势有哪些？核磁共振可以多参数成像，所以其能提供的诊断信息是非常丰富的；核磁共振可从三维空间对人体组织器官进行观察，针对软组织也能对比成像，并得出解剖图谱；核磁共振检查过程中并不会使用到对比剂，也能观察到心脏以及血管的结构，且此种检查方式并不存在电离辐射，所以也不会对人体造成伤害。
CT检查时在骨边缘可能会有条纹状伪影，进而对病情判断造成严重影响，但是核磁共振检查却并没有骨伪影，所以在脑干小脑病变诊断时首选核磁共振。
此外，相对于CT检查来讲，核磁对比度较高，其能清晰地分辨软组织，比如说肌肉、筋膜和肌腱。
同时核磁共振检查还能将神经纤维、胆囊及输尿管血管等结构显示出来，所以在软组织病变、颅脑、脊柱病变检查中首选核磁共振。
3核磁共振检查适应症①神经系统病变。
神经系统病变为核磁共振应用最早的人体系统，且截至目前，核磁共振在神经系统病变检查方面积累了非常丰富的经验，所以能准确地定位、诊断病变，且能及时发现早期病变。
先天畸形、外伤、脑梗死、脑肿瘤、炎症变性病等神经系统病变均可通过核磁共振检查。
②胸部病变。
核磁共振可以用以检查淋巴结、胸膜病变、纵隔内的肿物，也能将肺内团块及较大气管和血管关系显现出来。
③盆腔脏器。
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7. 自旋偶合与偶合常数
自旋裂分规律:(n+1)规律 当一个氢核有n个邻近的全同氢核存在时，其
NMR吸收峰分裂为(n+1)个，相邻峰间距离为J
（Hz），各峰相对强度比为二项式(a + b)n展开
式的各项系数之比
信号裂分的数目和相对强度
氢核间的耦合类型
H H H (a) (b) H
H (c)
峰的分裂数与直接相连的氢有关一般也遵守n+1规律
③ INEPT谱
碳的类型 C-I C-Br
Cl
OCH2 CH3
5、H核磁共振谱图的信息
信号的数目: 分子中有多少种不同类型的质子 信号的位置: 每种质子的电子环境，化学位移
信号的强度: 每种质子的比数或个数
裂 分 情 况: 邻近有多少个不同的质子
化学位移的定义和表示
信号的位置
δ＝
ν样品－ ν标准 （Hz）
ν标准 （M Hz ） ×106
难以用电负性来解释，如
H H3C CH2 H δ 0.96 H2C H 5.84 2.8 7.26 HC H H R H 7.8-10.5 O
苯环(及其它大Π键体系)形成环流
芳烃的各向异性图示
(a) 苯环的 H 处于诱导磁场的去屏蔽区域，因此在低场 δ 7.3 ； (b)[18]-轮烯的环外H去屏蔽，在低场δ.8.9，环内H屏蔽，在高 场，δ -1.8
4.屏蔽效应－化学位移
氢原子核的外面有电子，它们对磁场的磁力
线有排斥作用。对原子核来讲，周围的电子起了
屏蔽（ Shielding ）效应。核周围的电子云密度越 大，屏蔽效应就越大，要相应增加磁场强度才能 使之发生共振。核周围的电子云密度是受所连基 团的影响，故不同化学环境的核，它们所受的屏
蔽作用各不相同，它年来，核磁共振仪器很大改进，能在短时间内测定 13C 谱，且给出的信息较多，已成为NMR的主要手段。1H, 19F,31P 天然丰度较大，磁性较强，且核电荷分布为球状，最易测定。
2．核磁共振现象
①进动:具有一定磁矩的自旋核在外磁场H0作用下，此
核将因外磁场形成角作进动运动：为进动运动角速度， 它正比于H0（外磁场强度）
常用的 溶剂有：
CDCl3 、CD3COCD3 、CD3OD、DMSO-d6 、C5D5N D2O
氘代质子越少越好，因为氘代不可能完全 CDCl3 ：最好 DMSO-d6：溶解度范围宽，但沸点高，回收困难 C5D5N： 对甙类化合物溶解度好 同种物质，溶剂不同，其NMR谱（尤其氢谱）相差较大
3
2 2 2
分子内氢键同样可以影响质子的共振吸收
-二酮的烯醇式可以形成分子内氢键 该羟基质子的化学位移为11~16
⑤ 溶剂效应
• 苯与 DMF 形成了复合物。
苯环的 电子云吸引DMF 正电一端，排斥负电一端。 甲基正好处于屏蔽区，共 振向高场移动；而 甲基处 于去屏蔽区，共振吸收向 低场移动 ，结果是两个吸 收峰位置发生互换
双键及三键的各向异性图示
(c)乙烯基H，去屏蔽，δ 5-6，醛Hδ 9-10； (d)炔基H，屏蔽，δ 2-3
④H键效应
R
H O H O R R1
O
H
O R2
• ROH、RNH2在0.5-5，ArOH在4-7，变化范围大， 影响因素多 • 氢键作用随温度、溶剂、浓度变化显著，可以了 解与氢键有关的结构及其变化
7. 自旋偶合与偶合常数
7. 自旋偶合与偶合常数
7. 自旋偶合与偶合常数
产生谱线增多的原因:自旋偶合 • 相邻核自旋之间的相互作用称为自旋-自旋偶合 （spin-spin coupling） • 由自旋耦合引起的吸收峰分裂使谱线增多的现象 称为自旋-自旋裂分，简称自旋裂分（splitting）
自旋量子数：描述原子核自旋运动的量子数，可以为整 数、半整数或0。
1．原子核的自旋
1．原子核的自旋
在有机化合物组成元素中，C、H、O、N是最主要的元素。 在其同位素中，12C、16O无磁性，因此不发生核磁共振。1H的 天然丰度较大，磁性较强，易测定，故NMR研究以前主要是针 对质子进行的。13C的丰度较小，只有12C的1.1％，且信号灵敏 度只为质子得到 1/64。故总灵敏度只有 1H的 1/6000，较难测定。
每一种化学等价的碳原子只有一条谱线 由于有NOE作用使得谱线增强，信号更易得到
但由于NOE作用不同：峰高不能定量反应碳原子的数量 只能反映碳原子种类的个数（即有几种不同种类的碳原子）
② 偏共振去偶
通过比较宽带去耦和不完全去耦的碳谱可以： 得出各组峰的峰形
从而可以判断分辨出各种CH基团
② 真实的核：屏蔽现象 核外有电子（不是孤立、不是裸露）
化合物中：原子间结合（作用）不同，如化学键、氢键、 静电作用、分子间力 设想：在H0=2.3500 T，由于核外电子的屏蔽，在核的位置， 真实的磁场比2.3500 T略小 表示 H0 (1 － ) 共振频率，比100 MHz略高 高多少？对1H是0～10, 13C是0～250
对于孤立的、裸露的核，ΔE =(h/2π) γ· H 在一定H0下，一种核只有唯一的ΔE ΔE = E外 = hν 只有唯一频率ν的吸收 如H0=2.3500 T 时，
1H的吸收频率为： = 100 MHz
13C的吸收频率为：
= 25.2 MHz
4.屏蔽效应－化学位移
能态跃迁。
④ 核磁共振现象：
在外磁场 H0 垂直方向施加一旋转磁场 H1 于 进动核，若H1的旋转频率同核的旋转进动频率值 相等时，进动核可从H1吸收能量，由低能态向高
能态跃迁—即为核磁共振。
3.饱和及弛豫
低能态核比高能态核只多0.001％。因此低能态核
总是比高能态核多一些，因为这样一点过剩，所以
它的存在是核磁共振现象得以保持产生波谱的必要条件。
弛豫的两种类型：
自旋－格子弛豫（纵向弛豫，T1 ）
高能态核被弛豫而迁移到低能态，这时所放出的能量作为 平移、转动和振动的热能传递到格子区（弛豫过程中，高 能态核周围存在的各类磁性核称之为格子），由于这个机 制，低能态的核才能保持过剩。
自旋－自旋弛豫（横向弛豫，T2）
4. 实验基本技术
样品制备 纯度好 95％以上
样品量 2－3mg（氢谱）一般给5mg
（ 碳谱） 8－10mg
选择好溶剂
4. 实验基本技术
溶剂：溶解度；惰性；易挥发；不干扰
理想溶剂必须具备以下条件：
（1）不含质子 （2）沸点低 （3）与样品不发缔合 （4）溶解度好 （5）价格便宜
4. 实验基本技术
化合物
CH3X
CH3F
CH3OH
CH3Cl
CH3Br
CH3I
电负性（X） 4.0（F） 3.5（O） 3.1（Cl） 2.8（Br） 2.5（I） 4.26 3.40 3.05 2.68 2.16
①诱导效应
拉电子基团越多, 这种影响越大
Cl CH2 H Cl2 CH H Cl3 C H
3.05 5.30 7.27
第二阶段：1951年到1960年为发展时期，其作用被 化学家和生物学家所共认，解决了许多重要难题。 1953年出现了第一台30MHz核磁共振谱仪； 1958年及年代初又出现了60MHz,100MHz的仪器。
50年代中期发展了1H-NMR，19F-NMR和31P-NMR
发展简史
第三阶段：60至70年代，NMR技术飞跃时期。 脉冲Fourier变换技术，提高了灵敏度和分辨率， 可常规测定13C核；
若外界提供一个电磁波，波的频率适当，能 量恰好等于核的两个能量之差，h=E， 那么此 原子核就可以从低能级跃迁到高能级，产生核磁 共振吸收。
③ 核磁共振的条件
③ 核磁共振的条件
产生核磁共振必须具备磁性原子核、外磁场、 射频磁场三个前提，且满足射频磁场的频率等于 自旋核的进动频率，才发生共振，由低能态向高
在不同的地方。
4.屏蔽效应－化学位移
③ 如果用 60MHz 或 100MHz 的仪器测定，一般有机
化合物质子产生核磁共振的电磁波频率范围为
1000Hz或1700Hz。在测定结构时，需要测定正确的
共振频率，常常需要几个Hz的准确度，一般都以适
当的化合物为标准来测定相对频率。标准化合物的
共振频率与某一个质子共振频率之差叫做化学位移
能观察到电磁波的吸收。
如果核连续吸收电磁波，原过剩的低能态就逐渐 减少，吸收信号的强度就会减弱，最终完全消失，
这个现象就称饱和。出现饱和时，两种自旋状态的
核数目完全相同。
3.饱和及弛豫
在外部磁场中，低能态的核一般比高能态的核 多一些，吸收电磁波能量而迁移到高能态的核会 经各种机制放出能量，而回到原低能态，这种过 程称弛豫。
结构的测定和确证，有时还可测定构型、构象 化合物纯度的检查，灵敏度较薄层、纸层析高 混合物分析，如主要信号不重叠，无需分离即
可测定混合物的比例。
质子的交换，单键的旋转，环的转化等化学变 化速度的推定
1．原子核的自旋
在所有元素的同位素中，大约有一半的原子核具有自旋运
动。这些自旋的原子核是核磁共振的研究对象。
核磁共振
(nuclear magnetic resonance)
基本知识
发展简史
第一阶段： 1945 年到 1951 年，发明核磁共振法并 奠定理论和实验基础的时期： Bloch（斯坦福大学，
观察到水中质子的信号） 和Purcell（哈佛大学，观察到石
蜡中质子的信号）获得了Nobel奖金。
发展简史
双频和多频共振技术；
发展简史
第四阶段：70年代后期理论和技术发展成熟。 1、200，300，500MHz和600MHz的超导NMR谱仪；