实验9.1 核磁共振
熊波 121120148（南京大学物理学院2012级）
引言： 在基本实验的基础上，得到三种不同样品的核磁共振谱，并具体计算他们的化学位移与自旋耦合效应。其次，对自旋耦合效应的相互作用与等间距特点进行了一定的调研，可以从理论上直接证明这些特点。
关键词：核磁共振；化学位移；自旋耦合；
§1.引言
1946 年，美国斯坦福大学的 Bloch 等人和哈佛大学的 Purcell 等人独立地采用原子核感应法，即同时将一个恒定磁场和沿垂直于恒定磁场方向上的一个交变磁场同时作用于原子核系统上，然后测定由原子核磁矩进动所感应的电动势，发现了核磁共振现象。后来.Bloch
和 Purcell 因为这一发现而获得了 1952 年度的诺贝尔物理学奖。今天，核磁共振已成为研究物质结构和原子核的磁性、进行各种化合物的分析租鉴定、精密测定各种原子核磁矩以及作为核磁共振成像仪的重要原理和组成部分在医学上进行诊断的有力工具。
§2.实验原理
§2.1 .原子核的基本特性
原子由原子核和核外运动的电子所组成。原子核的电荷、质量、成分、大小、角动量和磁矩构成了它的基本性质。众所周知，原子核带正电，所带电量和核外电子的总电量相等，数值上等于最小电量单位e( 1.602×10−19C)的整倍数，称为电荷数。原子核的质量一般用质量数表示，接近于原子质量单位 u( 1.66055×10−27 kg)的整数倍。原子核由质子和中子所组成。质子和中子的质量大致相等，但每个质子带正电量e，而中子则不带电。因此，元素周期表中的原子序数 z 在数值上等于相应原子核外的电子数、核内质子数和核的电荷数。原子核的半径为10−15m的数量级。
原子核具有本征角动量，通常称为原子核的自旋，等于核内所有轨道和自旋运动的角动量的总和。核自旋可用自旋量子数I来表征。核内的中子和质子都是I=12的粒子。实验证明，如将原子核按其自旋特性来分类，则可分为三类:
回答有关核磁共振的几个问题
磁共振检查是近年来越来越被广泛运用的医学影像检查方法，虽然会有一定的辐射，作用却是很多的，并且具有其他检查所没有的特点。在这里，回答一下有关磁共振检查几个问题。
1、磁共振（MR）图像是怎样形成的
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。
2、磁共振检查有何特点
磁共振检查是临床常见的检查。可以诊断内耳是否有病变占位。磁共振平扫是不注射造影剂的MRI扫描，是利用核子自旋运动，在外加静磁场作用下原来杂乱无章的氢原子核一齐按外磁场方向排列并继续进动，当立即停止外加磁场磁力后，人体内的氢原子将在相同组织相同时间下回到原状态；这称为驰豫〔RELAXATION〕而病理状态下的人体组织驰豫时间不同，通过计算机系统采集这些信号经数字重建技术转换成图像来给临床和研究提供科学的诊断结果。
磁共振成像（MRI）是根据在强磁场中放射波和氢核的相互作用而获得的。磁共振一问世，很快就成为在对许多疾病诊断方面有用的成像工具，包括骨骼肌肉系统。肌肉骨骼系统最适于做磁共振成像，因为它的组织密度对比范围大。在骨、关节与软组织病变的诊断方面，磁共振成像由于具有多于CT数倍的成像参数和高度的软组织分辨率，使其对软组织的对比度明显高于CT。 3、磁共振能够显示身体哪些部位的病变
磁共振是一种功能强大的医学影像技术，特别是在软组织检查上具有优良的组织对比度和空间分辨力，它可以多角度多序列多参数成像，除肺、胃肠道显示欠佳外，可以检查全身任何部位。
4、磁共振检查有核辐射吗
磁共振是利用人体生物磁自旋原理及磁共振现象成像，虽然其最初的名称为核磁共振（NMRI),但完全不存在核辐射现象及放射性物质，磁共振检查非常安全，对人体是没有辐射危害。
1 第三章 核磁共振波谱法
核磁共振（NMR）现象的发现
1945 年，Stanford 大学F. Bloch （波塞尔）领导的研究小组和Harvard 大学E. M. Purcell （布洛赫）领导的研究小组几乎同时发现了核磁共振 (Nuclear
Magnetic Resonance, NMR)现象，他们分别观测到水、石蜡中质子的核磁共振信号。
对NMR 作出贡献的12位Nobel得主
他们二人因此获得1952 年诺贝尔物理学奖。
Richard R. Ernst
唯一一位因为在核磁共振方面的突出贡献获而得Nobel化学奖的科学家.
应用领域广泛
今天，核磁共振已成为鉴定有机化合物结构及研究化学动力学等的极为重要的方法。在有机化学、生物化学、药物化学、物理化学、无机化学及多种工业部门中得到广泛的应用。另外，核磁共振成像技术已经普遍应用于临床。
【基本要求】
理解核磁共振谱的基本原理，基本概念和常用术语
掌握核磁共振谱与有机化合物分子结构之间的关系
掌握运用核磁共振谱解析分子结构的方法
【重点难点】
核磁共振谱与有机化合物分子结构之间的关系
核磁共振谱解析分子结构的方法
§1 核磁共振的基本原理
1.1 原子核的自旋和自旋磁矩
量子力学和实验都证明原子核的自旋运动与自旋量子数I 有关，而自旋量子数I 取决于原子的质量数(A)和原子序数(Z)： 2
原子核是由中子与质子组成。质子与中子数为偶数的核，其自旋量子数I=0，没有自旋运动，例如12C、18O、32S等核。质子数与中子数其中之一为奇数I≠0，具有自旋现象，例如1H、13C、19F、31P、14N、35Cl等核。（质子数=核电荷数=原子序数）
自旋量子数I ≠ 0 的原子核都有自旋运动，并且核带有一定的正电荷。这些电荷也围绕着自旋轴旋转，从而产生循环电流，循环电流就会产生磁场。因此凡是I ≠ 0的原子核都会产生磁矩。其自旋磁矩 μ = γ P。μ是一个矢量，其方向与自旋轴重合；γ为磁旋比，代表磁核的性质，是核的特征常数。如，1H核的γ值为26.7519×107 T-1s-1（每秒特斯拉，磁感应强度B的单位为特斯拉（T））；13C核的γ值为6.7283×107 T-1s-1。P为自旋角动量为：
第1篇
目录
第一章 引言
第二章 磁共振成像基本原理
第三章 磁共振成像技术参数
第四章 磁共振成像常见疾病解读
第五章 磁共振成像读片技巧
第六章 磁共振成像报告解读
第七章 磁共振成像与其他影像学检查的比较
第八章 磁共振成像在临床中的应用
第九章 磁共振成像常见问题及解答
第十章 总结
第一章 引言
随着医学影像技术的不断发展，磁共振成像（MRI）已成为临床诊断和科研的重要手段之一。磁共振成像读片指南旨在帮助影像科医生、放射科医生、临床医生以及医学生等读者，掌握磁共振成像的基本原理、技术参数、常见疾病解读、读片技巧、报告解读等方面的知识，提高诊断准确性和临床应用水平。
第二章 磁共振成像基本原理
磁共振成像（MRI）是一种利用强磁场、射频脉冲和计算机技术进行人体内部成像的医学影像学技术。以下是磁共振成像的基本原理：
1. 强磁场：MRI设备产生强磁场，人体组织中的氢原子核（质子）在磁场中排列整齐。
2. 射频脉冲：射频脉冲使氢原子核产生共振，释放能量。
3. 质子回波：释放的能量使氢原子核重新排列，产生质子回波信号。
4. 成像：计算机处理质子回波信号，形成人体内部结构的图像。 第三章 磁共振成像技术参数
磁共振成像技术参数主要包括以下内容：
1. 磁场强度：磁场强度越高，成像分辨率越高。
2. 激励脉冲序列：包括自旋回波（SE）、梯度回波（GRE）、反转恢复（IR）等。
3. 回波时间（TE）：指射频脉冲停止后到质子回波信号出现的时间。
4. 反转时间（TR）：指射频脉冲重复发射的时间间隔。
5. 翻转角度：射频脉冲对氢原子核的激发角度。
6. 层厚、层间距、矩阵：影响成像分辨率和扫描时间。
第四章 磁共振成像常见疾病解读
以下是磁共振成像在常见疾病诊断中的应用：
1. 脑部疾病：如脑肿瘤、脑梗塞、脑出血、脑积水、脑炎等。
2. 脊柱疾病：如椎间盘突出、椎管狭窄、脊柱结核、脊柱转移瘤等。
