⑴ 什麼是核磁共振檢查
核磁共振 核磁共振
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance即NMR)
核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,NMRI),又稱磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI),
核磁共振全名是核磁共振成像(MRI),是磁矩不為零的原子核,在外磁場作用下自旋能級發生塞曼分裂,共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振波譜學是光譜學的一個分支,其共振頻率在射頻波段,相應的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。
核磁共振是處於靜磁場中的原子核在另一交變磁場作用下發生的物理現象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現象獲取分子結構、人體內部結構信息的技術。
並不是是所有原子核都能產生這種現象,原子核能產生核磁共振現象是因為具有核自旋。原子核自旋產生磁矩,當核磁矩處於靜止外磁場中時產生進動核和能級分裂。在交變磁場作用下,自旋核會吸收特定頻率的電磁波,從較低的能級躍遷到較高能級。這種過程就是核磁共振。
核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術。是後繼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。
核磁共振是一種物理現象,作為一種分析手段廣泛應用於物理、化學生物等領域,到1973年才將它用於醫學臨床檢測。為了避免與核醫學中放射成像混淆,把它稱為核磁共振成像術(MRI)。
MRI是一種生物磁自旋成像技術,它是利用原子核自旋運動的特點,在外加磁場內,經射頻脈沖激後產生信號,用探測器檢測並輸入計算機,經過處理轉換在屏幕上顯示圖像。
MRI提供的信息量不但大於醫學影像學中的其他許多成像術,而且不同於已有的成像術,因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像,不會產生CT檢測中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對機體沒有不良影響。MRI對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞症和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時對腰椎椎間盤後突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。
MRI也存在不足之處。它的空間解析度不及CT,帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MRI的檢查,另外價格比較昂貴。
核磁共振技術的歷史
1930年代,物理學家伊西多·拉比發現在磁場中的原子核會沿磁場方向呈正向或反向有序平行排列,而施加無線電波之後,原子核的自旋方向發生翻轉。這是人類關於原子核與磁場以及外加射頻場相互作用的最早認識。由於這項研究,拉比於1944年獲得了諾貝爾物理學獎。
1946年兩位美國科學家布洛赫和珀塞爾發現,將具有奇數個核子(包括質子和中子)的原子核置於磁場中,再施加以特定頻率的射頻場,就會發生原子核吸收射頻場能量的現象,這就是人們最初對核磁共振現象的認識。為此他們兩人獲得了1952年度諾貝爾物理學獎。
人們在發現核磁共振現象之後很快就產生了實際用途,化學家利用分子結構對氫原子周圍磁場產生的影響,發展出了核磁共振譜,用於解析分子結構,隨著時間的推移,核磁共振譜技術不斷發展,從最初的一維氫譜發展到13C譜、二維核磁共振譜等高級譜圖,核磁共振技術解析分子結構的能力也越來越強,進入1990年代以後,人們甚至發展出了依靠核磁共振信息確定蛋白質分子三級結構的技術,使得溶液相蛋白質分子結構的精確測定成為可能。
1946年,美國哈佛大學的珀塞爾和斯坦福大學的布洛赫宣布,他們發現了核磁共振NMR。兩人因此獲得了1952年諾貝爾獎。核磁共振是原子核的磁矩在恆定磁場和高頻磁場(處在無線電波波段)同時作用下,當滿足一定條件時,會產生共振吸收現象。核磁共振很快成為一種探索、研究物質微觀結構和性質的高新技術。目前,核磁共振已在物理、化學、材料科學、生命科學和醫學等領域中得到了廣泛應用。
原子核由質子和中子組成,它們均存在固有磁矩。可通俗的理解為它們在磁場中的行為就像一根根小磁針。原子核在外加磁場作用下,核磁矩與磁場相互作用導致能級分裂,能級差與外加磁場強度成正比。如果再同時加一個與能級間隔相應的交變電磁場,就可以引起原子核的能級躍遷,產生核磁共振。可見,它的基本原理與原子的共振吸收現象類似。
早期核磁共振主要用於對核結構和性質的研究,如測量核磁矩、電四極距、及核自旋等,後來廣泛應用於分子組成和結構分析,生物組織與活體組織分析,病理分析、醫療診斷、產品無損監測等方面。對於孤立的氫原子核(也就是質子),當磁場為1.4T時,共振頻率為59.6MHz,相應的電磁波為波長5米的無線電波。但在化合物分子中,這個共振頻率還與氫核所處的化學環境有關,處在不同化學環境中的氫核有不同的共振頻率,稱為化學位移。這是由核外電子雲對磁場的屏蔽作用、誘導效應、共厄效應等原因引起的。同時由於分子間各原子的相互作用,還會產生自旋-耦合裂分。利用化學位移與裂分數目,就可以推測化合物尤其是有機物的分子結構。這就是核磁共振的波譜分析。20世紀70年代,脈沖傅里葉變換核磁共振儀出現了,它使C13譜的應用也日益增多。用核磁共振法進行材料成分和結構分析有精度高、對樣品限制少、不破壞樣品等優點。
最早的核磁共振成像實驗是由1973年勞特伯發表的,並立刻引起了廣泛重視,短短10年間就進入了臨床應用階段。作用在樣品上有一穩定磁場和一個交變電磁場,去掉電磁場後,處在激發態的核可以躍遷到低能級,輻射出電磁波,同時可以在線圈中感應出電壓信號,稱為核磁共振信號。人體組織中由於存在大量水和碳氫化合物而含有大量的氫核,一般用氫核得到的信號比其他核大1000倍以上。正常組織與病變組織的電壓信號不同,結合CT技術,即電子計算機斷層掃描技術,可以得到人體組織的任意斷面圖像,尤其對軟組織的病變診斷,更顯示了它的優點,而且對病變部位非常敏感,圖像也很清晰。
核磁共振成像研究中,一個前沿課題是對人腦的功能和高級思維活動進行研究的功能性核磁共振成像。人們對大腦組織已經很了解,但對大腦如何工作以及為何有如此高級的功能卻知之甚少。美國貝爾實驗室於1988年開始了這方面的研究,美國政府還將20世紀90年代確定為「腦的十年」。用核磁共振技術可以直接對生物活體進行觀測,而且被測對象意識清醒,還具有無輻射損傷、成像速度快、時空解析度高(可分別達到100μm和幾十ms)、可檢測多種核素、化學位移有選擇性等優點。美國威斯康星醫院已拍攝了數千張人腦工作時的實況圖像,有望在不久的將來揭開人腦工作的奧秘。
若將核磁共振的頻率變數增加到兩個或多個,可以實現二維或多維核磁共振,從而獲得比一維核磁共振更多的信息。目前核磁共振成像應用僅限於氫核,但從實際應用的需要,還要求可以對其他一些核如:C13、N14、P31、S33、Na23、I127等進行核磁共振成像。C13已經進入實用階段,但仍需要進一步擴大和深入。核磁共振與其他物理效應如穆斯堡爾效應(γ射線的無反沖共振吸收效應)、電子自旋共振等的結合可以獲得更多有價值的信息,無論在理論上還是在實際應用中都有重要意義。核磁共振擁有廣泛的應用前景,伴隨著脈沖傅里葉技術已經取得了一次突破,使C13譜進入應用階段,有理由相信,其它核的譜圖進入應用階段應為期不遠。
另一方面,醫學家們發現水分子中的氫原子可以產生核磁共振現象,利用這一現象可以獲取人體內水分子分布的信息,從而精確繪制人體內部結構,在這一理論基礎上1969年,紐約州立大學南部醫學中心的醫學博士達馬迪安通過測核磁共振的弛豫時間成功的將小鼠的癌細胞與正常組織細胞區分開來,在達馬迪安新技術的啟發下紐約州立大學石溪分校的物理學家保羅·勞特伯爾於1973年開發出了基於核磁共振現象的成像技術(MRI),並且應用他的設備成功地繪制出了一個活體蛤蜊地內部結構圖像。勞特伯爾之後,MRI技術日趨成熟,應用范圍日益廣泛,成為一項常規的醫學檢測手段,廣泛應用於帕金森氏症、多發性硬化症等腦部與脊椎病變以及癌症的治療和診斷。2003年,保羅·勞特伯爾和英國諾丁漢大學教授彼得·曼斯菲爾因為他們在核磁共振成像技術方面的貢獻獲得了當年度的諾貝爾生理學或醫學獎。 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。
核磁共振的原理
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。
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
質量數為奇數的原子核,自旋量子數為半整數
質量數為偶數,質子數為奇數的原子核,自旋量子數為整數
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.
核磁共振的應用
NMR技術
核磁共振頻譜學
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,核磁共振譜與紫外光譜、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,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,造成能級的裂分,進而造成NMR譜圖中的信號峰形狀發生變化,通過解析這些峰形的變化,可以推測出分子結構中各原子之間的連接關系。
最後,信號強度是核磁共振譜的第三個重要信息,處於相同化學環境的原子核在核磁共振譜中會顯示為同一個信號峰,通過解析信號峰的強度可以獲知這些原子核的數量,從而為分子結構的解析提供重要信息。表徵信號峰強度的是信號峰的曲線下面積積分,這一信息對於1H-NMR譜尤為重要,而對於13C-NMR譜而言,由於峰強度和原子核數量的對應關系並不顯著,因而峰強度並不非常重要。
早期的核磁共振譜主要集中於氫譜,這是由於能夠產生核磁共振信號的1H原子在自然界豐度極高,由其產生的核磁共振信號很強,容易檢測。隨著傅立葉變換技術的發展,核磁共振儀可以在很短的時間內同時發出不同頻率的射頻場,這樣就可以對樣品重復掃描,從而將微弱的核磁共振信號從背景噪音中區分出來,這使得人們可以收集13C核磁共振信號。
近年來,人們發展了二維核磁共振譜技術,這使得人們能夠獲得更多關於分子結構的信息,目前二維核磁共振譜已經可以解析分子量較小的蛋白質分子的空間結構。
MRI技術
核磁共振成像
核磁共振成像技術是核磁共振在醫學領域的應用。人體內含有非常豐富的水,不同的組織,水的含量也各不相同,如果能夠探測到這些水的分布信息,就能夠繪制出一幅比較完整的人體內部結構圖像,核磁共振成像技術就是通過識別水分子中氫原子信號的分布來推測水分子在人體內的分布,進而探測人體內部結構的技術。
與用於鑒定分子結構的核磁共振譜技術不同,核磁共振成像技術改編的是外加磁場的強度,而非射頻場的頻率。核磁共振成像儀在垂直於主磁場方向會提供兩個相互垂直的梯度磁場,這樣在人體內磁場的分布就會隨著空間位置的變化而變化,每一個位置都會有一個強度不同、方向不同的磁場,這樣,位於人體不同部位的氫原子就會對不同的射頻場信號產生反應,通過記錄這一反應,並加以計算處理,可以獲得水分子在空間中分布的信息,從而獲得人體內部結構的圖像。
核磁共振成像技術還可以與X射線斷層成像技術(CT)結合為臨床診斷和生理學、醫學研究提供重要數據。
核磁共振成像技術是一種非介入探測技術,相對於X-射線透視技術和放射造影技術,MRI對人體沒有輻射影響,相對於超聲探測技術,核磁共振成像更加清晰,能夠顯示更多細節,此外相對於其他成像技術,核磁共振成像不僅僅能夠顯示有形的實體病變,而且還能夠對腦、心、肝等功能性反應進行精確的判定。在帕金森氏症、阿爾茨海默氏症、癌症等疾病的診斷方面,MRI技術都發揮了非常重要的作用。
MRS技術
核磁共振測深
核磁共振探測是MRI技術在地質勘探領域的延伸,通過對地層中水分布信息的探測,可以確定某一地層下是否有地下水存在,地下水位的高度、含水層的含水量和孔隙率等地層結構信息。
目前核磁共振探測技術已經成為傳統的鑽探探測技術的補充手段,並且應用於滑坡等地質災害的預防工作中,但是相對於傳統的鑽探探測,核磁共振探測設備購買、運行和維護費用非常高昂,這嚴重地限制了MRS技術在地質科學中的應用。
核磁共振的特點
①共振頻率決定於核外電子結構和核近鄰組態;②共振峰的強弱決定於該組態在合金中所佔的比例;③譜線的解析度極高。
磁共振成像的優點
與1901年獲得諾貝爾物理學獎的普通X射線或1979年獲得諾貝爾醫學獎的計算機層析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的最大優點是它是目前少有的對人體沒有任何傷害的安全、快速、准確的臨床診斷方法。如今全球每年至少有6000萬病例利用核磁共振成像技術進行檢查。具體說來有以下幾點:
對人體沒有游離輻射損傷;
各種參數都可以用來成像,多個成像參數能提供豐富的診斷信息,這使得醫療診斷和對人體內代謝和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值變大,而肝癌的T1值更大,作T1加權圖像,可區別肝部良性腫瘤與惡性腫瘤;
通過調節磁場可自由選擇所需剖面。能得到其它成像技術所不能接近或難以接近部位的圖像。對於椎間盤和脊髓,可作矢狀面、冠狀面、橫斷面成像,可以看到神經根、脊髓和神經節等。能獲得腦和脊髓的立體圖像,不像CT(只能獲取與人體長軸垂直的剖面圖)那樣一層一層地掃描而有可能漏掉病變部位;
能診斷心臟病變,CT因掃描速度慢而難以勝任;
對軟組織有極好的分辨力。對膀胱、直腸、子宮、陰道、骨、關節、肌肉等部位的檢查優於CT;
原則上所有自旋不為零的核元素都可以用以成像,例如氫(1H)、碳(13C)、氮(14N和15N)、磷(31P)等。
臨床意義:適應症:
神經系統的病變包括腫瘤、梗塞、出血、變性、先天畸形、感染等幾乎成為確診的手段。特別是脊髓脊椎的病變如脊椎的腫瘤、萎縮、變性、外傷椎間盤病變,成為首選的檢查方法。
心臟大血管的病變;肺內縱膈的病變。
腹部盆腔臟器的檢查;膽道系統、泌尿系統等明顯優於CT。
對關節軟組織病變;對骨髓、骨的無菌性壞死十分敏感,病變的發現早於X線和CT。
[編輯本段]核磁共振和CT的區別
計算機斷層掃描(CT)能在一個橫斷解剖平面上,准確地探測各種不同組織間密度的微小差別,是觀察骨關節及軟組織病變的一種較理想的檢查方式。在關節炎的診斷上,主要用於檢查脊柱,特別是骶髂關節。CT優於傳統X線檢查之處在於其解析度高,而且還能做軸位成像。由於CT的密度解析度高,所以軟組織、骨與關節都能顯得很清楚。加上CT可以做軸位掃描,一些傳統X線影像上分辨較困難的關節都能在叮圖像上「原形畢露」。如由於骶髂關節的關節面生來就傾斜和彎曲,同時還有其他組織之重疊,盡管大多數病例的骶髂關節用x線片已可能達到要求,但有時X線檢查發現骶髂關節炎比較困難,則對有問題的病人就可做CT檢查。
磁共振成像(MRI)是根據在強磁場中放射波和氫核的相互作用而獲得的。磁共振一問世,很快就成為在對許多疾病診斷方面有用的成像工具,包括骨骼肌肉系統。肌肉骨骼系統最適於做磁共振成像,因為它的組織密度對比范圍大。在骨、關節與軟組織病變的診斷方面,磁共振成像由於具有多於CT數倍的成像參數和高度的軟組織解析度,使其對軟組織的對比度明顯高於CT。磁共振成像通過它多向平面成像的功能,應用高分辨的毒面線圈可明顯提高各關節部位的成像質量,使神經、肌腱、韌帶、血管、軟骨等其他影像檢查所不能分辨的細微結果得以顯示。磁共振成像在骨關節系統的不足之處是,對於骨與軟組織病變定性診斷無特異性,成像速度慢,在檢查過程中。病人自主或不自主的活動可引起運動偽影,影響診斷。
X線攝片、CT、磁共振成像可稱為三駕馬車,三者有機地結合,使當前影像學檢查既擴大了檢查范圍,又提高了診斷水平。
⑵ 核磁共振是檢查什麼的
目前核磁共振檢查已經成為一種常見的影像檢查方式,在臨床上,對腦、甲狀腺、肝、膽、脾、腎、胰、腎上腺、子宮、卵巢、前列腺等實質器官以及心臟和大血管有絕佳的診斷功能。此外與其他輔助檢查手段相比,核磁共振具有成像參數多、掃描速度快、組織解析度高和圖像更清晰等優點,可幫助醫生「看見」不易察覺的早期病變,目前已經成為腫瘤、心臟病及腦血管疾病早期篩查的利器。
不過隨著醫療技術的進步,醫學專家發現將PET(正電子發射計算機斷層顯像)與MR(核磁共振)結合組合成的大型功能代謝與分子影像診斷設備PET/MR,通過對身體進行一次檢查便可發現全身是否存在危險的微小腫瘤或病灶,尤其在腫瘤和心腦疾病方面具有早期發現、早期診斷和准確評估的價值。除了檢查的准確性變得更高以外,它還沒有放射學相關檢查X線平片、CT等帶來的X線輻射傷害,可應用於健康人群體檢,使檢查真正做到了健康安全無創。
所以現在很多高凈值人群都選擇它來做深度體檢,但是可惜的是這項設備由於成本過高,目前國內擁有數量極少,除了北京的301醫院,上海也就瑞金醫院和一家醫學影像中心全景醫學有,而且都需要預約,當然了檢查費用也不便宜,都在一萬元左右。
⑶ 核磁共振主要是用來檢查什麼疾病
對腦,甲狀腺,肝,膽,脾,腎,胰,腎上腺,子宮,卵巢,前列腺等實質器官以及心臟和大血管有絕佳的診斷功能。與其他輔助檢查手段相比,核磁共振具有成像參數多,掃描速度快,組織解析度高和圖像更清晰等優點,可幫助醫生看見不易察覺的早期病變,已經成為腫瘤、心臟病及腦血管疾病早期篩查的利器。
包括腦動脈粥樣硬化,血栓形成,狹窄,閉塞,腦動脈炎,腦動脈損傷,腦動脈瘤,顱內血管畸形、腦動靜脈瘺等。
顱腦腫瘤:發生於顱腔內的神經系統腫瘤,包括起源於神經上皮、外周神經、腦膜和生殖細胞的腫瘤,淋巴和造血組織腫瘤,蝶鞍區的顱咽管瘤與顆粒細胞瘤,以及轉移性腫瘤。
(3)伊朗黑核磁共振檢查的是什麼擴展閱讀:
注意事項:
1、保持平靜的心態:對這個檢查要有所認識,就是不要緊張,要保持一個平靜的心態,因為這個檢查是沒有任何的危害的。
2、取出身上的金屬物品,換上醫院的衣服:要取出身上所帶的鑰匙,磁卡,手錶還有硬幣這些金屬類的裝飾,還有皮帶,腰帶這些帶鐵扣的,最後該換衣服的就要換上准備好的衣服。
3、在醫生幫助下解除醫療設備:要注意隨行的人員不要把輪椅這些金屬的東西推進去,這樣子會造成非常大的事故,另外身上如果有重要的一些穿戴式的醫療設備,也要在醫生的就是幫助下看看是不是要先解除,以免造成影響。
⑷ 核磁共振是做什麼檢查的
核磁共振用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)為代號。
1.原子核的自旋
核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核,自旋運動的情況不同,它們可以用核的自旋量子數I來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關系,大致分為三種情況,見表8-1。
I為零的原子核可以看作是一種非自旋的球體,I為1/2的原子核可以看作是一種電荷分布均勻的自旋球體,1H,13C,15N,19F,31P的I均為1/2,它們的原子核皆為電荷分布均勻的自旋球體。I大於1/2的原子核可以看作是一種電荷分布不均勻的自旋橢圓體。
2.核磁共振現象
原子核是帶正電荷的粒子,不能自旋的核沒有磁矩,能自旋的核有循環的電流,會產生磁場,形成磁矩(μ)。
式中,P是角動量,γ是磁旋比,它是自旋核的磁矩和角動量之間的比值,
當自旋核處於磁場強度為H0的外磁場中時,除自旋外,還會繞H0運動,這種運動情況與陀螺的運動情況十分相象,稱為進動,見圖8-1。自旋核進動的角速度ω0與外磁場強度H0成正比,比例常數即為磁旋比γ。式中v0是進動頻率。
微觀磁矩在外磁場中的取向是量子化的,自旋量子數為I的原子核在外磁場作用下只可能有2I+1個取向,每一個取向都可以用一個自旋磁量子數m來表示,m與I之間的關系是:
m=I,I-1,I-2…-I
原子核的每一種取向都代表了核在該磁場中的一種能量狀態,其能量可以從下式求出:
向排列的核能量較低,逆向排列的核能量較高。它們之間的能量差為△E。一個核要從低能態躍遷到高能態,必須吸收△E的能量。讓處於外磁場中的自旋核接受一定頻率的電磁波輻射,當輻射的能量恰好等於自旋核兩種不同取向的能量差時,處於低能態的自旋核吸收電磁輻射能躍遷到高能態。這種現象稱為核磁共振,簡稱NMR。
目前研究得最多的是1H的核磁共振,13C的核磁共振近年也有較大的發展。1H的核磁共振稱為質磁共振(Proton Magnetic Resonance),簡稱PMR,也表示為1H-NMR。13C核磁共振(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance)簡稱CMR,也表示為13C-NMR。
3.1H的核磁共振 飽和與弛豫
1H的自旋量子數是I=1/2,所以自旋磁量子數m=±1/2,即氫原子核在外磁場中應有兩種取向。見圖8-2。1H的兩種取向代表了兩種不同的能級,
因此1H發生核磁共振的條件是必須使電磁波的輻射頻率等於1H的進動頻率,即符合下式。
核吸收的輻射能大?
式(8-6)說明,要使v射=v0,可以採用兩種方法。一種是固定磁場強度H0,逐漸改變電磁波的輻射頻率v射,進行掃描,當v射與H0匹配時,發生核磁共振。另一種方法是固定輻射波的輻射頻率v射,然後從低場到高場,逐漸改變磁場強度H0,當H0與v射匹配時,也會發生核磁共振。這種方法稱為掃場。一般儀器都採用掃場的方法。
在外磁場的作用下,1H傾向於與外磁場取順向的排列,所以處於低能態的核數目比處於高能態的核數目多,但由於兩個能級之間能差很小,前者比後者只佔微弱的優勢。1H-NMR的訊號正是依靠這些微弱過剩的低能態核吸收射頻電磁波的輻射能躍遷到高能級而產生的。如高能態核無法返回到低能態,那末隨著躍遷的不斷進行,這種微弱的優勢將進一步減弱直至消失,此時處於低能態的1H核數目與處於高能態1H核數目相等,與此同步,PMR的訊號也會逐漸減弱直至最後消失。上述這種現象稱為飽和。
1H核可以通過非輻射的方式從高能態轉變為低能態,這種過程稱為弛豫,因此,在正常測試情況下不會出現飽和現象。弛豫的方式有兩種,處於高能態的核通過交替磁場將能量轉移給周圍的分子,即體系往環境釋放能量,本身返回低能態,這個過程稱為自旋晶格弛豫。其速率用1/T2表示,T2稱為自旋晶格弛豫時間。自旋晶格弛豫降低了磁性核的總體能量,又稱為縱向弛豫。兩個處在一定距離內,進動頻率相同、進動取向不同的核互相作用,交換能量,改變進動方向的過程稱為自旋-自旋弛豫。其速率用1/T2表示,T2稱為自旋-自旋弛豫時間。自旋-自旋弛豫未降低磁性核的總體能量,又稱為橫向弛豫。
4.13C的核磁共振 豐度和靈敏度
天然豐富的12C的I為零,沒有核磁共振信號。13C的I為1/2,有核磁共振信號。通常說的碳譜就是13C核磁共振譜。由於13C與1H的自旋量子數相同,所以13C的核磁共振原理與1H相同。
將數目相等的碳原子和氫原子放在外磁場強度、溫度都相同的同一核磁共振儀中測定,碳的核磁共振信號只有氫的1/6000,這說明不同原子核在同一磁場中被檢出的靈敏度差別很大。13C的天然豐度只有12C的1.108%。由於被檢靈敏度小,豐度又低,因此檢測13C比檢測1H在技術上有更多的困難。表8-2是幾個自旋量子數為1/2的原子核的天然豐度。
5.核磁共振儀
目前使用的核磁共振儀有連續波(CN)及脈沖傅里葉(PFT)變換兩種形式。連續波核磁共振儀主要由磁鐵、射頻發射器、檢測器和放大器、記錄儀等組成(見圖8-5)。磁鐵用來產生磁場,主要有三種:永久磁鐵,磁場強度14000G,頻率60MHz;電磁鐵,磁場強度23500G,頻率100MHz;超導磁鐵,頻率可達200MHz以上,最高可達500~600MHz。頻率大的儀器,解析度好、靈敏度高、圖譜簡單易於分析。磁鐵上備有掃描線圈,用它來保證磁鐵產生的磁場均勻,並能在一個較窄的范圍內連續精確變化。射頻發射器用來產生固定頻率的電磁輻射波。檢測器和放大器用來檢測和放大共振信號。記錄儀將共振信號繪製成共振圖譜。
70年代中期出現了脈沖傅里葉核磁共振儀,它的出現使13C核磁共振的研究得以迅速開展。
氫 譜
氫的核磁共振譜提供了三類極其有用的信息:化學位移、偶合常數、積分曲線。應用這些信息,可以推測質子在碳胳上的位置。
⑸ 做黑磁共振有什麼作用
黑磁共振是一種在80年代開始使用的非常先進的影像診斷設備。目前適用於各個大大小小的醫院。黑磁共振的好處非常多,逼近可以使用橫斷面掃描,還能准確的確定疾病的位置。黑磁共振檢查普遍運用與腦部和脊髓的檢查,這是現今為止比較有效的影像診斷方式。
一,檢查部位
(1)神經系統損害:腦梗塞、腦腫瘤、炎症、變性疾病、先天性畸形、外傷等。為了應用最早的人體系統,我們積累了豐富的病變准確及時的診斷和定位經驗,可以發現早期病變。
(2)心血管系統:可用於心臟病、心肌病、心包腫瘤、心包積液和附壁血栓,夾層等內膜的診斷。
(3)胸部病變:縱隔腫物、淋巴結和胸膜疾病等,可顯示肺與大氣管和血管的關系。
(4)腹腔器官:肝癌、肝血管瘤、肝囊腫的診斷和鑒別診斷,腹內腫塊的診斷和鑒別診斷,尤其是腹膜後病變。
(5)盆腔器官:子宮肌瘤,其他子宮腫瘤,卵巢腫瘤,盆腔包塊腫塊定位,直腸癌,前列腺癌和膀胱腫瘤等。
(6)骨和關節:骨感染,腫瘤和創傷的損傷診斷和程度,尤其是骨挫傷等微小變化,具有重要價值。關節內軟骨、韌帶、半月板、滑膜、滑膜囊其他病變和骨髓病變具有較高的診斷價值。
(7)全身軟組織病變:無論是來自神經、血管、淋巴管、肌肉、結締組織腫瘤、感染、變性病變等,都可以做出更准確的定位和定性診斷。
二,查出病種
(1)早期發現腫瘤、腦梗塞、癲癇、腦出血、腦膿腫、腦囊蟲病和先天性腦血管畸形,還可判斷腦積水的類型和原因。
(2)磁共振成像在顯示脊髓先天性畸形,脊髓空洞症,硬化症和推管瘢痕方面具有獨特的特徵。
(3)MRI也可用於檢查子宮、卵巢、膀胱和前列腺腫瘤,癌症的分期、肝臟,、胰腺等腫瘤可清晰顯示。
⑹ 核磁共振是檢查什麼的
你好,這是我搜集到的資料,希望對你有用。
核磁共振---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。
它對疾病的診斷具有很大的潛在優越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像,不會產生CT檢測中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對機體沒有不良影響。MR對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞症和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時對腰椎椎間盤後突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。
磁共振成像(MRI)檢查,由於對軟組織滑膜、血管、神經、肌肉、肌腱、韌帶、和透明軟骨的解析度高,用於滑膜、血管和肌肉、筋膜的炎症、滑膜囊腫和透明軟骨變性、剝脫及骨糜爛破壞與缺血性壞死、頸椎和髓核病變、膝關節半月板和十字韌帶損傷、類風濕的神經並發症及骨髓炎等的臨床檢查。可判定滑膜炎症的宏觀狀況,如滑膜體積改變時的纖維蛋白滲出的程度和范圍、細胞浸潤、血管增生與肉芽腫(血管翳)形成、滑膜絨毛與滑膜肥厚等關節炎的早期及其病變活動度。還可分辨肌炎、筋膜緊張、脂肪滲透和肥厚及炎症消長情況。能清楚顯示頸椎脫位、脊髓壓迫和脊髓扭曲狀態。
磁共振檢查具有安全、無輻射、精確等優點,確保以下幾點才可以進行磁共振檢查:
1.體內有磁鐵類物質者,如裝有心臟起搏器、人工瓣膜,重要器官旁有金屬異物殘留等,均不能做此檢查,但體內植入物經手術醫生確認為非磁性物體者可行磁共振檢查。
2.要向技術人員說明以下情況:有無手術史;有無任何金屬或磁性物質植入體內包括金屬節育環等;有無假牙、電子耳、義眼等;有無葯物過敏;有無金屬異物濺入體內。
3.不要穿著帶有金屬物質的內衣褲,檢查頭、頸部的病人應在檢查前一天洗頭,不要擦任何護發用品。
4.檢查前需脫去除內衣外的全部衣服,換上磁共振室的檢查專用衣服。去除所配帶的金屬品如項鏈、耳環、手錶和戒指等。除去臉上的化妝品和假牙、義眼、眼鏡等物品。
5.檢查前要向醫生提供全部病史、檢查資料及所有的X線片、CT片、以前的磁共振片等。
6.腹部(肝、脾、腎、胰腺、膽道、輸尿管等)檢查者檢查前禁食4小時,並於檢查前注射654-2一支。
7.磁共振泌尿系造影(MRU)者檢查前口服速尿20mg。
8.做磁共振檢查要有思想准備,不要急躁、害怕,要聽從醫師的指導,耐心配合。
⑺ 核磁共振主要是檢查什麼內容
病情分析:
你好,根據你描述的情況,核磁共振主要是檢查中樞神經系統是否有異常。
指導意見:
可以發現是否存在有腦瘤等疾病,以及顱骨是否有損傷是否有腦梗塞等等顱內的疾患。
⑻ 核磁共振主要檢查什麼
核磁共振幾乎適用於全身各系統的不同疾病,如腫瘤、炎症、創傷、退行性病變以及各種先天性疾病的檢查,在脊柱外科更有其廣泛的適應證,應用范圍大大超過CT檢查,診斷價值明顯優於CT。檢查費用昂貴,遠遠高於CT檢查的費用,一個部位的核磁共振檢查費在800—1300元,而CT僅180—600元。
⑼ 核磁共振到底是檢查什麼
磁共振是利用核磁共振現象製成的一類用於醫學檢查的成像設備。可以檢查很多系統的器官,如胸部、腹部、神經系統等等都可以,作用強大!