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核磁共振是什么?對受傷球員怎樣起影響

沒有如果fhe 2008-10-06 07:41:19 528  瀏覽
  • NBA球員經(jīng)常在場上受傷后,要接受核磁共振的檢查有什么用?我們國內(nèi)這項技術(shù)的發(fā)展怎樣?

參與評論

全部評論(5條)

  • 舊城空荒 2008-10-07 00:00:00
    判斷傷勢怎樣,傷在什么部位,我們國家也有這項技術(shù),醫(yī)院都有。

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  • 時而灑脫 2008-10-07 00:00:00
    核磁共振是不同于X光片的一項技術(shù),比X光片看得更深層次更清楚,在我國的發(fā)展很普遍,但是在北京也就個別3甲大醫(yī)院有,因為設(shè)備造價太高。

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  • DHDHDHSS樂園 2008-10-07 00:00:00
    核磁共振http://baike.baidu.com/view/9319.htm

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  • 七年級八班2 2008-10-07 00:00:00
    我國的這項技術(shù)還不不錯的 各大醫(yī)院應(yīng)該都有 不僅僅是省會城市 二級城市也有的 ,它能夠準(zhǔn)確地探測各種不同組織間密度的微小差別,是觀察骨關(guān)節(jié)及軟組織病變的一種較理想的檢查方式 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(fā)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(xué)是光譜學(xué)的一個分支,其共振頻率在射頻波段,相應(yīng)的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。 核磁共振是處于靜磁場中的原子核在另一交變磁場作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現(xiàn)象獲取分子結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。 并不是是所有原子核都能產(chǎn)生這種現(xiàn)象,原子核能產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象是因為具有核自旋。原子核自旋產(chǎn)生磁矩,當(dāng)核磁矩處于靜止外磁場中時產(chǎn)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。 X線攝片、CT、磁共振成像可稱為三駕馬車,三者有機地結(jié)合,使當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴大了檢查范圍,又提高了診斷水平。

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  • 藍芳紅 2008-10-07 00:00:00
      核磁共振   核磁共振   nuclear magnetic resonance, 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(fā)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(xué)是光譜學(xué)的一個分支,其共振頻率在射頻波段,相應(yīng)的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。   核磁共振是處于靜磁場中的原子核在另一交變磁場作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現(xiàn)象獲取分子結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。   并不是是所有原子核都能產(chǎn)生這種現(xiàn)象,原子核能產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象是因為具有核自旋。原子核自旋產(chǎn)生磁矩,當(dāng)核磁矩處于靜止外磁場中時產(chǎn)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(shù)。是后繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進步。自80年代應(yīng)用以來,它以極快的速度得到發(fā)展。其基本原理:是將人體置于特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號,并將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經(jīng)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(xiàn)象,作為一種分析手段廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)生物等領(lǐng)域,到1973年才將它用于醫(yī)學(xué)臨床檢測。為了避免與核醫(yī)學(xué)中放射成像混淆,把它稱為核磁共振成像術(shù)(MRI)。   MRI是一種生物磁自旋成像技術(shù),它是利用原子核自旋運動的特點,在外加磁場內(nèi),經(jīng)射頻脈沖激后產(chǎn)生信號,用探測器檢測并輸入計算機,經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換在屏幕上顯示圖像。   MRI提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的其他許多成像術(shù),而且不同于已有的成像術(shù),因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優(yōu)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(chǎn)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(nèi)血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內(nèi)動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內(nèi)腫瘤、脊髓空洞癥和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時對腰椎椎間盤后突、原發(fā)性肝癌等疾病的診斷也很有效。   MRI也存在不足之處。它的空間分辨率不及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(shù)的歷史   1930年代,物理學(xué)家伊西多·拉比發(fā)現(xiàn)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,而施加無線電波之后,原子核的自旋方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這是人類關(guān)于原子核與磁場以及外加射頻場相互作用的Z早認(rèn)識。由于這項研究,拉比于1944年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。   1946年兩位美國科學(xué)家布洛赫和珀塞爾發(fā)現(xiàn),將具有奇數(shù)個核子(包括質(zhì)子和中子)的原子核置于磁場中,再施加以特定頻率的射頻場,就會發(fā)生原子核吸收射頻場能量的現(xiàn)象,這就是人們Z初對核磁共振現(xiàn)象的認(rèn)識。為此他們兩人獲得了1952年度諾貝爾物理學(xué)獎。   人們在發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象之后很快就產(chǎn)生了實際用途,化學(xué)家利用分子結(jié)構(gòu)對氫原子周圍磁場產(chǎn)生的影響,發(fā)展出了核磁共振譜,用于解析分子結(jié)構(gòu),隨著時間的推移,核磁共振譜技術(shù)不斷發(fā)展,從Z初的一維氫譜發(fā)展到13C譜、二維核磁共振譜等高級譜圖,核磁共振技術(shù)解析分子結(jié)構(gòu)的能力也越來越強,進入1990年代以后,人們甚至發(fā)展出了依靠核磁共振信息確定蛋白質(zhì)分子三級結(jié)構(gòu)的技術(shù),使得溶液相蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的精確測定成為可能。   1946年,美國哈佛大學(xué)的珀塞爾和斯坦福大學(xué)的布洛赫宣布,他們發(fā)現(xiàn)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恒定磁場和高頻磁場(處在無線電波波段)同時作用下,當(dāng)滿足一定條件時,會產(chǎn)生共振吸收現(xiàn)象。核磁共振很快成為一種探索、研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的高新技術(shù)。目前,核磁共振已在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。   原子核由質(zhì)子和中子組成,它們均存在固有磁矩??赏ㄋ椎睦斫鉃樗鼈冊诖艌鲋械男袨榫拖褚桓〈裴?。原子核在外加磁場作用下,核磁矩與磁場相互作用導(dǎo)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(yīng)的交變電磁場,就可以引起原子核的能級躍遷,產(chǎn)生核磁共振??梢姡幕驹砼c原子的共振吸收現(xiàn)象類似。   早期核磁共振主要用于對核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究,如測量核磁矩、電四極距、及核自旋等,后來廣泛應(yīng)用于分子組成和結(jié)構(gòu)分析,生物組織與活體組織分析,病理分析、YL診斷、產(chǎn)品無損監(jiān)測等方面。對于孤立的氫原子核(也就是質(zhì)子),當(dāng)磁場為1.4T時,共振頻率為59.6MHz,相應(yīng)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(xué)環(huán)境有關(guān),處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫核有不同的共振頻率,稱為化學(xué)位移。這是由核外電子云對磁場的屏蔽作用、誘導(dǎo)效應(yīng)、共厄效應(yīng)等原因引起的。同時由于分子間各原子的相互作用,還會產(chǎn)生自旋-耦合裂分。利用化學(xué)位移與裂分?jǐn)?shù)目,就可以推測化合物尤其是有機物的分子結(jié)構(gòu)。這就是核磁共振的波譜分析。20世紀(jì)70年代,脈沖傅里葉變換核磁共振儀出現(xiàn)了,它使C13譜的應(yīng)用也日益增多。用核磁共振法進行材料成分和結(jié)構(gòu)分析有精度高、對樣品限制少、不破壞樣品等優(yōu)點。   Z早的核磁共振成像實驗是由1973年勞特伯發(fā)表的,并立刻引起了廣泛重視,短短10年間就進入了臨床應(yīng)用階段。作用在樣品上有一穩(wěn)定磁場和一個交變電磁場,去掉電磁場后,處在激發(fā)態(tài)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(yīng)出電壓信號,稱為核磁共振信號。人體組織中由于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(jié)合CT技術(shù),即電子計算機斷層掃描技術(shù),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(yōu)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(jīng)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。美國貝爾實驗室于1988年開始了這方面的研究,美國政府還將20世紀(jì)90年代確定為“腦的十年”。用核磁共振技術(shù)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、時空分辨率高(可分別達到100μm和幾十ms)、可檢測多種核素、化學(xué)位移有選擇性等優(yōu)點。美國威斯康星醫(yī)院已拍攝了數(shù)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(shù)增加到兩個或多個,可以實現(xiàn)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(yīng)用于氫核,但從實際應(yīng)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(jīng)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(yīng)如穆斯堡爾效應(yīng)(γ射線的無反沖共振吸收效應(yīng))、電子自旋共振等的結(jié)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(yīng)用中都有重要意義。核磁共振擁有廣泛的應(yīng)用前景,伴隨著脈沖傅里葉技術(shù)已經(jīng)取得了一次突破,使C13譜進入應(yīng)用階段,有理由相信,其它核的譜圖進入應(yīng)用階段應(yīng)為期不遠。   另一方面,醫(yī)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)水分子中的氫原子可以產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象,利用這一現(xiàn)象可以獲取人體內(nèi)水分子分布的信息,從而精確繪制人體內(nèi)部結(jié)構(gòu),在這一理論基礎(chǔ)上1969年,紐約州立大學(xué)南部醫(yī)學(xué)ZX的醫(yī)學(xué)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(qū)分開來,在達馬迪安新技術(shù)的啟發(fā)下紐約州立大學(xué)石溪分校的物理學(xué)家保羅·勞特伯爾于1973年開發(fā)出了基于核磁共振現(xiàn)象的成像技術(shù)(MRI),并且應(yīng)用他的設(shè)備成功地繪制出了一個活體蛤蜊地內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。勞特伯爾之后,MRI技術(shù)日趨成熟,應(yīng)用范圍日益廣泛,成為一項常規(guī)的醫(yī)學(xué)檢測手段,廣泛應(yīng)用于帕金森氏癥、多發(fā)性硬化癥等腦部與脊椎病變以及癌癥的ZL和診斷。2003年,保羅·勞特伯爾和英國諾丁漢大學(xué)教授彼得·曼斯菲爾因為他們在核磁共振成像技術(shù)方面的貢獻獲得了當(dāng)年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。 其基本原理:是將人體置于特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號,并將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經(jīng)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(xiàn)象來源于原子核的自旋角動量在外加磁場作用下的進動。   根據(jù)量子力學(xué)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(shù)值由原子核的自旋量子數(shù)決定,實驗結(jié)果顯示,不同類型的原子核自旋量子數(shù)也不同:   質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)均為偶數(shù)的原子核,自旋量子數(shù)為0   質(zhì)量數(shù)為奇數(shù)的原子核,自旋量子數(shù)為半整數(shù)   質(zhì)量數(shù)為偶數(shù),質(zhì)子數(shù)為奇數(shù)的原子核,自旋量子數(shù)為整數(shù)   迄今為止,只有自旋量子數(shù)等于1/2的原子核,其核磁共振信號才能夠被人們利用,經(jīng)常為人們所利用的原子核有: 1H、11B、13C、17O、19F、31P   由于原子核攜帶電荷,當(dāng)原子核自旋時,會由自旋產(chǎn)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。將原子核置于外加磁場中,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(zhuǎn),這一現(xiàn)象類似陀螺在旋轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)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(zhì)決定,也就是說,對于某一特定原子,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(fā)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(guān),根據(jù)量子力學(xué)原理,原子核磁矩與外加磁場之間的夾角并不是連續(xù)分布的,而是由原子核的磁量子數(shù)決定的,原子核磁矩的方向只能在這些磁量子數(shù)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(dāng)原子核在外加磁場中接受其他來源的能量輸入后,就會發(fā)生能級躍遷,也就是原子核磁矩與外加磁場的夾角會發(fā)生變化。這種能級躍遷是獲取核磁共振信號的基礎(chǔ)。   為了讓原子核自旋的進動發(fā)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(jù)物理學(xué)原理當(dāng)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(yīng)用   NMR技術(shù)   核磁共振頻譜學(xué)   NMR技術(shù)即核磁共振譜技術(shù),是將核磁共振現(xiàn)象應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)測定的一項技術(shù)。對于有機分子結(jié)構(gòu)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(zhì)譜一起被有機化學(xué)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。   對于孤立原子核而言,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。但是處于分子結(jié)構(gòu)中的原子核,由于分子中電子云分布等因素的影響,實際感受到的外磁場強度往往會發(fā)生一定程度的變化,而且處于分子結(jié)構(gòu)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,這種分子中電子云對外加磁場強度的影響,會導(dǎo)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。原子核附近化學(xué)鍵和電子云的分布狀況稱為該原子核的化學(xué)環(huán)境,由于化學(xué)環(huán)境影響導(dǎo)致的核磁共振信號頻率位置的變化稱為該原子核的化學(xué)位移。   耦合常數(shù)是化學(xué)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(fā)生變化,通過解析這些峰形的變化,可以推測出分子結(jié)構(gòu)中各原子之間的連接關(guān)系。   Z后,信號強度是核磁共振譜的第三個重要信息,處于相同化學(xué)環(huán)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(shù)量,從而為分子結(jié)構(gòu)的解析提供重要信息。表征信號峰強度的是信號峰的曲線下面積積分,這一信息對于1H-NMR譜尤為重要,而對于13C-NMR譜而言,由于峰強度和原子核數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系并不顯著,因而峰強度并不非常重要。   早期的核磁共振譜主要集中于氫譜,這是由于能夠產(chǎn)生核磁共振信號的1H原子在自然界豐度極高,由其產(chǎn)生的核磁共振信號很強,容易檢測。隨著傅立葉變換技術(shù)的發(fā)展,核磁共振儀可以在很短的時間內(nèi)同時發(fā)出不同頻率的射頻場,這樣就可以對樣品重復(fù)掃描,從而將微弱的核磁共振信號從背景噪音中區(qū)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(fā)展了二維核磁共振譜技術(shù),這使得人們能夠獲得更多關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的信息,目前二維核磁共振譜已經(jīng)可以解析分子量較小的蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)。   MRI技術(shù)   核磁共振成像   核磁共振成像技術(shù)是核磁共振在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。人體內(nèi)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(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像,核磁共振成像技術(shù)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(nèi)的分布,進而探測人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)。   與用于鑒定分子結(jié)構(gòu)的核磁共振譜技術(shù)不同,核磁共振成像技術(shù)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于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(nèi)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,位于人體不同部位的氫原子就會對不同的射頻場信號產(chǎn)生反應(yīng),通過記錄這一反應(yīng),并加以計算處理,可以獲得水分子在空間中分布的信息,從而獲得人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。   核磁共振成像技術(shù)還可以與X射線斷層成像技術(shù)(CT)結(jié)合為臨床診斷和生理學(xué)、醫(yī)學(xué)研究提供重要數(shù)據(jù)。   核磁共振成像技術(shù)是一種非介入探測技術(shù),相對于X-射線透視技術(shù)和放射造影技術(shù),MRI對人體沒有輻射影響,相對于超聲探測技術(shù),核磁共振成像更加清晰,能夠顯示更多細節(jié),此外相對于其他成像技術(shù),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?qū)δX、心、肝等功能性反應(yīng)進行精確的判定。在帕金森氏癥、阿爾茨海默氏癥、癌癥等疾病的診斷方面,MRI技術(shù)都發(fā)揮了非常重要的作用。   MRS技術(shù)   核磁共振測深   核磁共振探測是MRI技術(shù)在地質(zhì)勘探領(lǐng)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(jié)構(gòu)信息。   目前核磁共振探測技術(shù)已經(jīng)成為傳統(tǒng)的鉆探探測技術(shù)的補充手段,并且應(yīng)用于滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作中,但是相對于傳統(tǒng)的鉆探探測,核磁共振探測設(shè)備購買、運行和維護費用非常高昂,這嚴(yán)重地限制了MRS技術(shù)在地質(zhì)科學(xué)中的應(yīng)用。   核磁共振的特點  ?、俟舱耦l率決定于核外電子結(jié)構(gòu)和核近鄰組態(tài);②共振峰的強弱決定于該組態(tài)在合金中所占的比例;③譜線的分辨率極高。   磁共振成像的優(yōu)點   與1901年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的普通X射線或1979年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎的計算機層析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的Z大優(yōu)點是它是目前少有的對人體沒有任何傷害的安全、快速、準(zhǔn)確的臨床診斷方法。如今每年至少有6000萬病例利用核磁共振成像技術(shù)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(shù)都可以用來成像,多個成像參數(shù)能提供豐富的診斷信息,這使得YL診斷和對人體內(nèi)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(quán)圖像,可區(qū)別肝部良性腫瘤與惡性腫瘤;   通過調(diào)節(jié)磁場可自由選擇所需剖面。能得到其它成像技術(shù)所不能接近或難以接近部位的圖像。對于椎間盤和脊髓,可作矢狀面、冠狀面、橫斷面成像,可以看到神經(jīng)根、脊髓和神經(jīng)節(jié)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(guān)節(jié)、肌肉等部位的檢查優(yōu)于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(yīng)癥:   神經(jīng)系統(tǒng)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?nèi)缂棺档哪[瘤、萎縮、變性、外傷椎間盤病變,成為shou選的檢查方法。   心臟大血管的病變;肺內(nèi)縱膈的病變。   腹部盆腔臟器的檢查;膽道系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等明顯優(yōu)于CT。   對關(guān)節(jié)軟組織病變;對、骨的無菌性壞死十分敏感,病變的發(fā)現(xiàn)早于X線和CT。   編輯本段核磁共振和CT的區(qū)別   計算機斷層掃描(CT)能在一個橫斷解剖平面上,準(zhǔn)確地探測各種不同組織間密度的微小差別,是觀察骨關(guān)節(jié)及軟組織病變的一種較理想的檢查方式。在關(guān)節(jié)炎的診斷上,主要用于檢查脊柱,特別是骶髂關(guān)節(jié)。CT優(yōu)于傳統(tǒng)X線檢查之處在于其分辨率高,而且還能做軸位成像。由于CT的密度分辨率高,所以軟組織、骨與關(guān)節(jié)都能顯得很清楚。加上CT可以做軸位掃描,一些傳統(tǒng)X線影像上分辨較困難的關(guān)節(jié)都能在叮圖像上“原形畢露”。如由于骶髂關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)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(shù)病例的骶髂關(guān)節(jié)用x線片已可能達到要求,但有時X線檢查發(fā)現(xiàn)骶髂關(guān)節(jié)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(jù)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(tǒng)。肌肉骨骼系統(tǒng)Z適于做磁共振成像,因為它的組織密度對比范圍大。在骨、關(guān)節(jié)與軟組織病變的診斷方面,磁共振成像由于具有多于CT數(shù)倍的成像參數(shù)和高度的軟組織分辨率,使其對軟組織的對比度明顯高于CT。磁共振成像通過它多向平面成像的功能,應(yīng)用高分辨的毒面線圈可明顯提高各關(guān)節(jié)部位的成像質(zhì)量,使神經(jīng)、肌腱、韌帶、血管、軟骨等其他影像檢查所不能分辨的細微結(jié)果得以顯示。磁共振成像在骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的不足之處是,對于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(jié)合,使當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴大了檢查范圍,又提高了診斷水平。

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MRI核磁共振對人身體有何影響,謝謝
 
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核磁共振是什么
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怎樣理解核磁共振弛豫時間

怎樣理解核磁共振弛豫時間

什么是弛豫時間?

弛豫時間,即達到熱動平衡所需的時間。是動力學(xué)系統(tǒng)的一種特征時間。系統(tǒng)的某種變量由暫態(tài)趨于某種定態(tài)所需要的時間。在統(tǒng)計力學(xué)和熱力學(xué)中,弛豫時間表示系統(tǒng)由不穩(wěn)定定態(tài)趨于某穩(wěn)定定態(tài)所需要的時間。

什么是核磁共振弛豫時間?

要了解核磁共振弛豫時間,首先了解一些核磁共振基本原理:核磁共振從字面意思可以理解為原子核在磁場中發(fā)生共振。一般核磁共振中的原子核是指氫原子核。磁是指磁場環(huán)境,在均衡穩(wěn)定的磁場里面,氫原子核會有會以固定的頻率發(fā)生進動,進動頻率與磁場強度成正比。共振是指外加頻率與氫原子核在磁場中的固有頻率相等時,氫原子核吸收能量發(fā)生核磁共振。

核磁共振發(fā)生的過程,其實是原子核吸收射頻能量的過程,當(dāng)射頻脈沖關(guān)閉后,吸收能量的原子核會釋放吸收的能量,經(jīng)過一定的弛豫過程,隨著時間的推移,zui終恢復(fù)到平衡狀態(tài)。原子核釋放能量所需要的時間就對應(yīng)核磁共振弛豫時間。

核磁共振弛豫時間有兩種即T1和T2

T1為縱向馳豫時間,縱向磁化強度恢復(fù)的時間常數(shù)T1稱為縱向弛豫時間(又稱自旋-晶格弛豫時間)。

t2為橫向弛豫時間,橫向磁化強度消失的時間常數(shù)T2稱為橫向弛豫時間(又稱自旋-自旋弛豫時間)。

影響核磁共振弛豫時間的因素:

核磁共振弛豫時間T1:

弛豫過程是能量釋放的過程,T1弛豫中能量釋放到哪里了呢?其名字告訴我們答案,spin-lattice,自旋晶格,晶格相當(dāng)于指與H原子排列在一起組成的晶格,所以,能量釋放到周圍的晶格中。T1弛豫與周圍分子的運動息息相關(guān)。T1可以研究慢速分子運動,例如金屬離子的螯合狀態(tài)、蛋白質(zhì)聚集、多孔材料表面動力學(xué)等等。

核磁共振弛豫時間T2;

T2,自旋-自旋弛豫。歸納起來就是因為各個H質(zhì)子的拉莫爾頻率(或者說相位)不盡相同,當(dāng)撤去射頻脈沖后,質(zhì)子由聚到散的過程。

影響核磁共振弛豫時間T2的因素:

1.內(nèi)部因素

分子運動:分子運動越慢,T2越小;例如冰和固體;

分子尺寸:分子尺寸越大,T2越小;例如食品中淀粉等大分子的弛豫時間比水和油脂短得多。

分子結(jié)合狀態(tài):結(jié)合越緊密,T2越??;食品中水的多層結(jié)構(gòu)理論

2. 外部因素

磁場不均勻:千萬不要小看這個因素,磁場不均勻會加速散相過程(使得H質(zhì)子之間的差異更大),從而測得的T2比實際的T2衰減的快的多的多。

核磁共振弛豫時間T1與T2的關(guān)系圖:

2022-12-09 17:03:51 460 0
裂縫對低滲透巖石采收率的影響——低場核磁共振研究

裂縫對低滲透巖石采收率的影響——低場核磁共振研究


1、裂縫對低滲透巖石采收率的影響-摘要

水力壓裂造縫技術(shù)可以提高致密地層原油產(chǎn)量,裂縫對巖石孔隙采收率的影響是研究的重點。巖石孔隙結(jié)構(gòu)在壓裂,尤其是實驗室制造裂縫過程中會發(fā)生變化,影響基質(zhì)孔隙與裂縫間的傳質(zhì)作用,需要考慮這些變化,以準(zhǔn)確評估裂縫對孔隙流體運移的影響;直接比較樣品壓裂前后的結(jié)果,會得出一些誤導(dǎo)性結(jié)論。本研究使用重水與瓜膠配置裂縫填充材料,此材料不會侵入基質(zhì)孔隙,也不會產(chǎn)生可探測的核磁信號。對使用這種新材料填充裂縫的樣本進行測驗并對比未填充樣本測量數(shù)據(jù),可以獲得裂縫核磁特征,并在后續(xù)N2和CO2吞吐實驗研究中將其孤立、消除用于分析裂縫對孔-縫二元體系流體運移的影響機理。


(低場核磁共振分析)實驗結(jié)果表明:

1)裂縫會降低氣體的波及效率,這可以通過注入N2而不是CO2得到部分緩解,N2可以彈性支撐小孔隙,但純N2吞吐的總回收率顯著低于CO2;

2)填充裂縫會增大孔隙采收率。


2、實驗設(shè)備和方法流程

本研究中采用的紐邁低場核磁共振巖心分析系統(tǒng)(中尺寸核磁共振成像分析儀),如圖1所示。

圖1.中尺寸核磁共振成像分析儀(低場核磁共振巖心分析系統(tǒng))


低場核磁共振監(jiān)測注氣吞吐驅(qū)油過程:

1)飽和油基質(zhì)樣品注氣吞吐實驗(Dong,2020a,2020b);

2)壓裂樣品注氣吞吐實驗,巴西劈裂法(BDM)造縫,飽和油確定壓裂后總孔隙分布;

3)填充縫樣品注氣吞吐實驗,重水與瓜膠配置裂縫填充劑,確定裂縫分布和含量。

四塊樣品初始核磁T2曲線如圖2所示。

圖2.壓裂前樣品飽和輕油T2譜(J-1和J-2取自吉木薩爾凹陷,J-3和J-4取自西湖凹陷)


3、低場核磁實驗結(jié)果

1)壓裂縫分布(低場核磁共振分析)

通過瓜膠填充實驗得到壓裂張開縫的完整T2分布(T2譜橙色填充區(qū)域,圖3),T2譜右側(cè)新增部分大尺寸縫,微小縫可延伸至T2=1ms處。壓裂改變了基質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)(M0 vs. G0),基質(zhì)孔幅度和邊界的變化各有不同。因此,明確裂縫和基質(zhì)孔分布,有助于準(zhǔn)確評價裂縫對流體運移的影響。

圖3. 裂縫T2分布(Q1和Q2為大中小孔分界線)


2)壓裂前后孔隙增幅

計算裂縫填充前后的孔隙變化率(圖4),PVF(藍色)反映壓裂對總孔隙的改善效果,PVG(紅色)反映基質(zhì)孔隙轉(zhuǎn)化為裂縫的量。壓裂對微孔發(fā)育巖樣(J-1和J-2)孔隙體積的改善效果更明顯,但基質(zhì)孔轉(zhuǎn)化為裂縫的比例低。宏孔發(fā)育巖樣(J-3和J-4)結(jié)論相反,總孔隙體積的改善效果一般,但基質(zhì)孔轉(zhuǎn)化為裂縫的比例高。其中,PVF通過比較M0和F0累積核磁信號量得到,PVG通過比較M0和G0累積核磁信號量得到。

圖4. 裂縫填充前后的孔隙變化率


3) 裂縫填充性對流動的影響(低場核磁共振分析)

壓裂改變了基質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu),基于原始樣品得到的孔隙大小劃分方法在此不再適用。本文用裂縫尺寸三分位數(shù)將孔隙劃分為大中小三類計算孔隙產(chǎn)狀(如中等孔隙Q1

圖5. 裂縫巖樣注氣吞吐T2譜(‘G6 N2-CO2’為裂縫填充樣品G0的第六輪N2-CO2吞吐譜)


以壓裂前M0采收率為基值,對比裂縫和氣體組合下的增采量Ru(圖6)?;|(zhì)巖樣M0注N2-CO2效果要好于純CO2(灰色,Dong,2020a)。相比于純CO2吞吐模式,壓裂樣品注N2-CO2在微孔發(fā)育巖樣(J-1和J-2)中效果好,但在宏孔發(fā)育樣品中效果差(J-3和J-4),推測與N2分子對小孔的彈性支撐作用有關(guān)。裂縫會存儲大量氣體,尤其是CO2,削弱氣體在基質(zhì)孔隙的擴散動能,使得總采出量下降(紅色)。裂縫填充處理可以增大氣體在基質(zhì)孔隙中的波及效率,增大采收率(藍色)。短期來看,造裂會大幅度提高產(chǎn)量;但縫的儲氣性對長期開發(fā)會產(chǎn)生不利影響。

圖6. 裂縫填充和注氣組合模式下的增采量


相關(guān)文獻(低場核磁共振分析):

1)Dong Xu, Shen Luyi*, Golsanami Naser, Liu Xuefeng, Sun Yuli, Wang Fei, ShiYing, Sun Jianmeng. How N2 injection improves the hydrocarbon recovery of CO2HnP: An NMR study on the fluid displacement mechanisms. Fuel. 2020a. 278:118286.

2)Dong Xu, Shen Luyi*, Liu Xuefeng, Zhang Pengyun, Sun Yuli, Yan Weichao, SunJianmeng. NMR characterization of a tight sand’s pore structures and fluidmobility: An experimental investigation for CO2 EOR potential. Marine and Petroleum Geology. 2020b.118:104460.

3)Liu Xuefeng, Dong Xu*, Golsanami Naser, Liu Bo, Shen Luyi W., Shi Ying, GuoZongguang. NMR characterization of fluid mobility in tight sand: Analysis onthe pore capillaries with the nine-grid model. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021. 94.


2022-04-18 16:00:51 355 0
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