熱門關(guān)鍵字：同位素氣體六氟化硫液氬氦氣液氦準(zhǔn)分子激光氣體

常見問題

您現(xiàn)在的位置：首頁->常見問題

核磁共振的基本原理知多少

2018-9-18 11:07:57

不管是用于化學(xué)的核磁共振光譜儀，還是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的核磁共振成像儀，基本原理都是一樣的：原子核在磁場作用下發(fā)生能級分裂，在射頻脈沖作用下產(chǎn)生能級躍遷，從而產(chǎn)生信號。雖然其機理看著很像吸收光譜（absorption spectroscopy），但是其信號接收方式與吸收光譜很不一樣，因為信號探測器不直接檢測射頻電磁波信號的吸收值，而是檢測進動的宏觀磁矩在探測器線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的電流，這倒是有點類似于發(fā)射光譜的原理；宏觀磁矩在射頻脈沖消失后會發(fā)生衰減，從而導(dǎo)致探測到的信號也是衰減的，這被稱為自由感應(yīng)衰減（Free Induction Decay，F(xiàn)ID）信號。經(jīng)過傅利葉變換，F(xiàn)ID信號可以被轉(zhuǎn)變?yōu)楹舜殴舱窆庾V，而通過探測人體的氫原子核（人體含水65%，而水中氫含量是11%，如果考慮到其他含氫的物質(zhì)，人體含有的氫原子總質(zhì)量高達體重的10%，Composition of the human body）的核磁共振參數(shù)可以構(gòu)建出人體的結(jié)構(gòu)，因為不同結(jié)構(gòu)的氫原子的化學(xué)環(huán)境不同，導(dǎo)致其核磁共振的參數(shù)也有所不同。高靈敏度（或高分辨率）有助于獲得高清晰度的MRI圖片，而這依賴于高磁場強度。這也是為什么強磁場的相關(guān)研究很重要的一個原因。

強磁場，尤其是高度穩(wěn)定并且高度均勻的強磁場非常難獲得。

1）首先這要求低溫技術(shù)，液氦溫度-269°C；要讓大量液氦老老實實待在儀器內(nèi)，常用的方法是在外部加一個液氮（-196°C）夾套。

2）零部件加工精度需要保證磁場強度在放置樣品的區(qū)域恒定，因為這事關(guān)分辨率。

3）電子系統(tǒng)穩(wěn)定性要求極高，電壓的波動等需要被壓制，否則破壞靈敏度甚至準(zhǔn)確度。

另外，信號檢測器需要能夠探測原子核產(chǎn)生的宏觀磁矩，這是極弱的，弱到連線圈的熱噪聲都可以影響其靈敏度，所以會出現(xiàn)用液氮冷卻的低溫探頭（cryo-probe）這樣的東西。

由于以上原因，核磁共振儀器的制造屬于高精尖的技術(shù)，所以全世界也沒幾個制造商，核磁共振光譜儀一般就是Bruker與Varian，核磁共振成像儀主要有Siemens，GE，Hitachi等，導(dǎo)致：
1）核磁共振儀器貴。一臺核磁共振成像儀耗資50萬-100萬美元，MRI Machine Cost and Price Guide，因此折舊也就貴，分攤到測試費用里也就貴。
2）核磁共振維護費用高。核磁共振儀需要液氮與液氦維持超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強磁場，即使在停機狀態(tài)也需要消耗液氮與液氦。

上一篇：如何在氬弧焊充氬氣？

下一篇：氣瓶為什么要裝安全帽

推薦產(chǎn)品 / RELATED PRODUCTS