核磁共振仪器包括哪些部件

① 核磁共振仪 的工作原理是什么 工作过程是怎样的

核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系，大致分为三种情况、核磁共振用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)为代号。 I为零的原子核可以看作是一种非自旋的球体，I为1/2的原子核可以看作是一种电荷分布均匀的自旋球体，1H，13C，15N，19F，31P的I均为1/2，它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体。I大于1/2的原子核可以看作是一种电荷分布不均匀的自旋椭圆体。 编辑本段核磁共振现象 原子核是带正电荷的粒子，不能自旋的核没有磁矩，能自旋的核有循环的电流，会产生磁场，形成磁矩(μ)。 公式中，P是角动量，γ是磁旋比，它是自旋核的磁矩和角动量之间的比值， 当自旋核处于磁场强度为H0的外磁场中时，除自旋外，还会绕H0运动，这种运动情况与陀螺的运动情况十分相象，称为进动，见图8-1。自旋核进动的角速度ω0与外磁场强度H0成正比，比例常数即为磁旋比γ。式中v0是进动频率。 微观磁矩在外磁场中的取向是量子化的，自旋量子数为I的原子核在外磁场作用下只可能有2I+1个取向，每一个取向都可以用一个自旋磁量子数m来表示，m与I之间的关系是： m=I，I-1，I-2…-I 原子核的每一种取向都代表了核在该磁场中的一种能量状态，其能量可以从下式求出： 正向排列的核能量较低，逆向排列的核能量较高。它们之间的能量差为△E。一个核要从低能态跃迁到高能态，必须吸收△E的能量。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振，简称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较大的发展。1H的核磁共振称为质磁共振（Proton Magnetic Resonance），简称PMR，也表示为1H-NMR。13C核磁共振（Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance）简称CMR，也表示为13C-NMR。 编辑本段1H的核磁共振 1H的自旋量子数是I=1/2，所以自旋磁量子数m=±1/2，即氢原子核在外磁场中应有两种取向。见图8-2。1H的两种取向代表了两种不同的能级， 因此1H发生核磁共振的条件是必须使电磁波的辐射频率等于1H的进动频率，即符合下式。 核吸收的辐射能大？ 式（8-6）说明，要使v射=v0，可以采用两种方法。一种是固定磁场强度H0，逐渐改变电磁波的辐射频率v射，进行扫描，当v射与H0匹配时，发生核磁共振。另一种方法是固定辐射波的辐射频率v射，然后从低场到高场，逐渐改变磁场强度H0，当H0与v射匹配时，也会发生核磁共振。这种方法称为扫场。一般仪器都采用扫场的方法。 在外磁场的作用下，1H倾向于与外磁场取顺向的排列，所以处于低能态的核数目比处于高能态的核数目多，但由于两个能级之间能差很小，前者比后者只占微弱的优势。1H-NMR的讯号正是依靠这些微弱过剩的低能态核吸收射频电磁波的辐射能跃迁到高能级而产生的。如高能态核无法返回到低能态，那末随着跃迁的不断进行，这种微弱的优势将进一步减弱直至消失，此时处于低能态的1H核数目与处于高能态1H核数目相等，与此同步，PMR的讯号也会逐渐减弱直至最后消失。上述这种现象称为饱和。 1H核可以通过非辐射的方式从高能态转变为低能态，这种过程称为弛豫，因此，在正常测试情况下不会出现饱和现象。弛豫的方式有两种，处于高能态的核通过交替磁场将能量转移给周围的分子，即体系往环境释放能量，本身返回低能态，这个过程称为自旋晶格弛豫。其速率用1/T1表示，T1称为自旋晶格弛豫时间。自旋晶格弛豫降低了磁性核的总体能量，又称为纵向弛豫。两个处在一定距离内，进动频率相同、进动取向不同的核互相作用，交换能量，改变进动方向的过程称为自旋-自旋弛豫。其速率用1/T2表示，T2称为自旋-自旋弛豫时间。自旋-自旋弛豫未降低磁性核的总体能量，又称为横向弛豫。 编辑本段13C的核磁共振 天然丰富的12C的I为零，没有核磁共振信号。13C的I为1/2，有核磁共振信号。通常说的碳谱就是13C核磁共振谱。由于13C与1H的自旋量子数相同，所以13C的核磁共振原理与1H相同。 将数目相等的碳原子和氢原子放在外磁场强度、温度都相同的同一核磁共振仪中测定，碳的核磁共振信号只有氢的1/6000，这说明不同原子核在同一磁场中被检出的灵敏度差别很大。13C的天然丰度只有12C的1.108％。由于被检灵敏度小，丰度又低，因此检测13C比检测1H在技术上有更多的困难。表8-2是几个自旋量子数为1/2的原子核的天然丰度。 编辑本段核磁共振仪 目前使用的核磁共振仪有连续波（CN）及脉冲傅里叶（PFT）变换两种形式。连续波核磁共振仪主要由磁铁、射频发射器、检测器和放大器、记录仪等组成（见图8-5）。磁铁用来产生磁场，主要有三种：永久磁铁，磁场强度14000G，频率60MHz；电磁铁，磁场强度23500G，频率100MHz；超导磁铁，频率可达200MHz以上，最高可达500～600MHz。频率大的仪器，分辨率好、灵敏度高、图谱简单易于分析。磁铁上备有扫描线圈，用它来保证磁铁产生的磁场均匀，并能在一个较窄的范围内连续精确变化。射频发射器用来产生固定频率的电磁辐射波。检测器和放大器用来检测和放大共振信号。记录仪将共振信号绘制成共振图谱。 70年代中期出现了脉冲傅里叶核磁共振仪，它的出现使13C核磁共振的研究得以迅速开展。 编辑本段氢 谱 氢的核磁共振谱提供了三类极其有用的信息：化学位移、偶合常数、积分曲线。应用这些信息，可以推测质子在碳胳上的位置。关于具体过程，就不太清楚了，谢谢

② 哪位小伙伴知道核磁共振扫描仪是如何制造的呢

为什么病人在核磁共振扫描仪上躺几秒钟就几百上千元，医院还告诉你不贵，那么它里面究竟藏着什么秘密？

第一、其实核磁共振扫描仪的核心是一块磁石，它比地球的磁场还要强3万倍。为了制造出一台核磁共振扫描仪，首先技术员会围着雌焊接出一个旅向，为病人在磁场中心创造一条隧道。铝箱的接缝处必须极其牢固，因为后面会在他的周围迸入超级冷的业态，这个业态将是磁石产生非常强大的磁力。接着围绕磁石构造第二层旅馆到他将作为一层绝缘护品。然后围绕磁石包裹一层聚酯薄膜，并在其表面镀上一层铝。

第四、当梯度线圈运转发热时，冷却管就会迅速使其冷却降温。核磁共振扫描仪之所以能拍出人体内部的清晰影像，它是通过产生强磁场来实现的。强磁场使人体的氢原子对齐并向机器发送信号，最终得到一张可以得出诊断结果的影像。要捕捉和翻译这种信号就要靠扫描仪上的高频线圈儿。制作高频线圈的工艺却非常复杂。首先，技术员把塑料上升管和衬垫连接到玻璃纤维的核心。上升管和衬垫会是电路部分保持在一致的水平位置。然后将涂满黏合剂的铜板从上升管的一端连接到另一端。这些铜带类似于接收天线，他们会发送和接收来自人体的信号，并把信号传送至电脑来产生核磁共振影像。

③ 核磁共振原理的共振仪

目前使用的核磁共振仪有连续波（CN）及脉冲傅里叶（PFT）变换两种形式。连续波核磁共振仪主要由磁铁、射频发射器、检测器和放大器、记录仪等组成（见图8-5）。磁铁用来产生磁场，主要有三种：永久磁铁，磁场强度14000G，频率60MHz；电磁铁，磁场强度23500G，频率100MHz；超导磁铁，频率可达200MHz以上，最高可达500～600MHz。频率大的仪器，分辨率好、灵敏度高、图谱简单易于分析。磁铁上备有扫描线圈，用它来保证磁铁产生的磁场均匀，并能在一个较窄的范围内连续精确变化。射频发射器用来产生固定频率的电磁辐射波。检测器和放大器用来检测和放大共振信号。记录仪将共振信号绘制成共振图谱。
70年代中期出现了脉冲傅里叶核磁共振仪，它的出现使13C核磁共振的研究得以迅速开展。

④ 核磁共振的五大硬件系统是什么

1，生磁体2，梯度磁场系统3，射频系统4，计算机系统5，其他辅助系统(包括检查床，冷却系统等)。

⑤ 核磁共振是什么医疗设备检查什么的

磁共振指的是自旋磁共振现象。其意义上较广，包含核磁共振、电子顺磁共振或称电子自旋共振。用于医学检查的主要是磁共振共像（MRI）。比如，电流通过一根导线，会在导线周围形成磁场，当电磁波频率与机体振动频率一致时，会产生共振。磁共振成像技术由于其无辐射、分辨率高等优点被广泛的应用于临床医学与医学研究。一些先进的设备制造商与研究人员一起，不断优化磁共振扫描仪的性能、开发新的组件。例如：德国西门子公司的1.5T超导磁共振扫描仪具有神经成像组件、血管成像组件、心脏成像组件、体部成像组件、肿瘤程序组件、骨关节及儿童成像组件等。其具有高分辨率、磁场均匀、扫描速度快、噪声相对较小、多方位成像等优点。不是只做头部的。

⑥ 核磁共振检查的设备简介

MRI是利用人体内所含质子[ ]在磁场内发生的核磁共振现象，收集MR信号，再通过空间编码技术构成图像，供医生来做诊断。MR扫描设备：根据磁体的形成可分为永磁型（天然磁石构成）、电磁型及超导型三种，根据磁场的强度可分为高场、中场及低场，高场是指1.0T（Tesla 1T=10000高斯）以上的，低场是指0.3T以下的，其余为中场的。目前高场和低场的使用最为普遍。低场主要用天然磁石（钕铁硼）做成，而高场则用铌钛线圈浸在密闭的液氮中做成，由于液氮的消耗要定期补充，所以成本和维持费用皆较高。
MRI设备基本要素：
1.磁体：除上述几种分型，尚有桶状闭合型及开放型，后者可行介入治疗。
2.梯度磁场：为空间编码而设计的，软件功能取决于它的强度和变化速率。
3.射频线圈：多种类型，发射和接收射频脉冲。
4.采集系统：程序和成像。
5.计算机：要求容量大、运算快、功能齐全，易操作。

⑦ 磁共振由哪五部分组成

1、磁体；

2、梯度磁场；

3、射频线圈；

4、采集系统；

5、计算机

⑧ 核磁共振波谱仪主要由哪三部分组成

如果是连续波核磁共振谱仪的话，有磁体、射频源（射频振荡线圈）以及接收线圈。发射线圈与接收线圈紧密缠绕在称作探头的小装置内，这个探头是nmr的心脏。如果是傅里叶变换的核磁共振谱仪的话，增设了脉冲程序控制器和数据采集及处理系统。
希望对你有所帮助。

⑨ 磁共振由哪五部分组成

通常所指磁共振为医学使用的MR核磁共振，其由以下五项要素构成：
1，磁体；
2，梯度磁场；
3，射频线圈；
4，采集系统；
5，计算机

⑩ 核磁共振找水仪的基本结构与工作原理

（一）核磁共振找水仪的结构

吉林大学自主研制的JLMRS型地下水探测仪原理框图如图6－5－1所示，主要由发射系统、接收系统两部分组成。发射系统的作用是向地下发射大功率正弦交变脉冲产生激发磁场，激发地下水中氢质子，使之产生核磁共振现象；接收系统的作用是对MRS信号进行调理和检测。发射系统包括：直流电瓶、高压瞬态电源、发射装置及控制部分、配谐电容、高压继电器；接收系统包括：发射电流采集、MRS信号采集、放大器、微处理器等；发射和接收采用同一线圈。高压继电器是切换发/收状态的开关。在发射状态时，继电器断开，将信号接收装置与大功率发射部分隔离，即此时高压瞬态电源、发射控制装置、配谐电容、二极管模块、电流传感器、发射电流采集等模块工作，通过线圈将大电流发射出去，以激发地下水。发射完毕后转入接收状态，继电器吸合，使接收回路接通线圈，信号通过放大器和MRS信号采集模块，获取MRS的FID（衰减正弦波包络）信号，并实时传送给PC控制系统，完成对数据的处理和显示。

图6－5－1 JLMRS型核磁共振地下水探测仪系统原理框图

（二）核磁共振找水仪的工作原理

利用核磁共振方法探测地下含水层模型加图6－5－2所示。野外实际工作时.利用发射单元往铺设在地面上的回线中通以频率等于拉莫尔频率的交变电流，使地下含水层中的氢质子产生核磁共振现象。然后切断电流，用同一回线作接收天线测量MRS信号。这一过程在野外一般被重复几十到几百次，以记录MRS信号并进行平均以提高信噪比。由发射电流强度、测得信号的幅度和衰减时间常数经过反演后即可得到含水层深度、厚度、含水率等信息。核磁共振测试数据特征参数与水文地质参数对比结果见表6－5－1。

图6－5－2 地面MRS找水方法原理示意图

表6－5－1 MRS找水系统实测参数和对应的地质解释

野外试验归纳出的平均衰减时间T*₂与含水地层的岩性之间有一定的近似关系，见表6－5－2。可以看出，平均衰减时间越长，含水层的孔隙也就越大。平均衰减时间与含水层颗粒大小的关系是间接的。对于具有同一大小的球状颗粒的沉积岩层来说弛豫时间直接与颗粒大小以及孔隙大小有关；而对于不同颗粒大小的混合物来说，平均衰减时间与颗粒大小之间的关系比较复杂。

表6－5－2 实测平均衰减时间与含水地层岩性的近似关系

核磁共振地下水探测仪的工作过程是：大电流发射、能量释放、切换和采集。大电流发射即发射瞬时大电流，激发地下水产生核磁共振现象的过程；能量释放即释放发射时存储在发射天线和配谐电容中的能量；切换是利用切换开关将天线由发射回路切换到接收回路。

通过PC机向发射控制模块MCU设置发射参数，包括激发时长、激发频率、能释时长、切换时长、采集时长。发射控制MCU根据所设置的激发频率，通过控制时序产生激发基准信号，其余各参数均以该基准频率为标准获得；控制时序依次产生发射桥路所需的发射控制时序、继电器吸合同步、电流采集同步、信号采集同步等控制信号。

在核磁共振地下水探测方法中，需要测量MRS信号的平均弛豫时间 和纵向弛豫时间T₁。其工作模式有两种： 测量模式和T₁测量模式。测量原理如图6－5－3所示。

图6－5－3 与T₁测量原理

测量模式的探测过程为：首先将高压瞬态电源充电至所需发射电压，采集噪声，发射系统发射频率与当地拉莫尔频率相等的正弦脉冲。由于技术上的限制，仪器在野外实际工作时，在发射和接收之间需要30～40ms的间歇时间。发射电流产生激发场，经过继电器吸合的间歇时间后，切换开关切换至接收系统，采集MRS信号，传送给PC机。PC机经过滤除噪声处理后，与上一次测量数据相叠加平均，实时显示，并计算出信号的初始振幅（E₀）和平均衰减时间 循环此过程，直到获得满意的信号为止。循环次数也称为叠加次数。因此在接收天线上实际测试信号的初始振幅是激发脉冲终止后到测量开始时刻的自由感应衰减信号。若要得到脉冲终止瞬间的信号振幅，可对FID衰减曲线进行零时外延处理。

每个脉冲矩（发射电流幅度与持续时间之积）对应一条核磁共振信号随时间按指数规律变化的衰减曲线，由此曲线可以求出该激发脉冲矩探测深度内含水层的平均衰减时间 计算公式为：

地球物理找水方法技术与仪器

式中：E_m、T_m分别为某个激发脉冲矩q_i分别对应的信号的振幅值、信号衰减时间（m＝1，2，…，M）。t＝0时刻的FID信号的初始振幅可以用下式计算：

地球物理找水方法技术与仪器

T₁测量模式的探测过程：首先将高压瞬态电源充电至所需发射电压，采集噪声，发射正弦脉冲，产生激发场，经过继电器吸合的间歇时间后，切换开关至接收系统，采集一次MRS信号。高压瞬态电源在不充电的情况下，发射系统继续发射正弦脉冲，再经过间歇时间后切换开关至接收系统采集第二次MRS信号，传送给PC机，PC机经过噪声滤除处理后，与上一次测量数据相叠加，实时显示，并计算出两次采集信号的初始振幅E₀₁和E₀₂，循环此过程直到获得满意的信号为止。计算T₁表达式如下：

地球物理找水方法技术与仪器

式中：Δt为两个脉冲之间的时间间隔。

为实现仪器两种测量模式，采用循环测量方法，如图6－5－4所示。在 和T₁测量模式中都要先测量一次噪声；在测量噪声时，采用测量信号的时序测量噪声，但发射不是真正的发射，只是占用发射时间，而没有发射电流，称为伪发射。在测量 时，将测量时序循环两次，在测量T₁时，将采集时序循环三次，就完成了该仪器的多模式测量。

图6－5－4 多模式测量过程