核磁共振成像实验 09300190078 第A4组 谢 欣 同组: 09300190043 陈苏迪
什么是NMR？ NMR 就是 Nuclear Magnetic Resonance， 即“核磁共振”。 任何原子核都有自旋特性；由带正电荷的 原子核自旋产生的磁场称为核磁。 非磁性原子核：质子数与中子数均为偶数； 磁性原子核：其他情况。 主要探测对象为1H与13C。 本实验研究脉冲核磁共振。
NMR有哪些用途？ 核磁共振波谱 NMR spectroscopy 测定分子结构 磁共振成像 MRI 医学诊断工具
主要成果框架 几种核磁共振成像 实验原理与设计 食用油T2弛豫谱测量
主要成果框架 几种核磁共振成像 实验原理与设计 食用油T2弛豫谱测量
NMR基础原理 核在外场作用下的运动： 而接收线圈只能检测到宏观横向磁化矢量 纵向 弛豫T1 横向 弛豫T2 主磁场中的 核磁状态 质子自旋 及进动 高、低能级质 子产生宏观纵 向磁化矢量 旋转的横向磁 化矢量抵消 磁化矢量并 非完全与主 磁场方向平行 90°脉冲产生宏观横向磁化矢量 平衡状态下宏观纵向磁化矢量的大小与质子密度有关，90°脉冲能够使其偏转到X、Y平面，产生旋转的宏观横向磁化矢量，可被检测。 纵向 弛豫T1 横向 弛豫T2
MRI基础原理 几种加权成像简介 磁共振信号的空间定位 T2加权成像 T1加权成像 质子密度加权成像 主要反映不同组织间质子含量的差别 主要反映组织纵向弛豫的差别。 主要反映组织横向弛豫的差别 Z方向梯度场&射频脉冲选择图像层面&层厚 频率编码确定层面内前后的空间定位 相位编码确定层面内前后的空间定位 K空间原始数据 数学转换解码
NMR成像Ⅰ（自旋回波序列） 确定90°、180°脉冲： 使用sinc形选择性好的软脉冲回波 序列，激发、编码、信号采集。 白芝麻矢状面 白芝麻横断面 90° 180° K空间图像 大黄豆 小黄豆
NMR成像Ⅱ（自旋回波权成像） 回波强度表达式： 通过选择重复时间TR与回波时间TE来调节不同组分的亮度。 改变重复时间两种组分对比度改变。
横向弛豫示意 (宏观横向磁化矢量衰减:水平空箭 ) T2弛豫谱的测量 横向(T2)弛豫：质子横向磁化矢量的衰减。 90°脉冲产生横向 磁化分矢量聚相位 横向弛豫示意 (宏观横向磁化矢量衰减:水平空箭 ) 磁环境随 机波动 主磁场 不均匀 同相位质子 发生相位离散 剔除主磁场 的不均匀性 180°脉冲聚相产生自旋回波 180°脉冲聚相过程：
实验方法 硬脉冲CPMG脉冲序列反演测定样品T2 迭代算法反演T2谱分布 真实T2 弛豫过程 实/虚部 波形 CPMG序列 测量的 模波形
T2谱的用途 岩石空隙比较 掺减水剂水泥浆体T2分 布曲线随时间的演变 鲜肉中水分与环境的关系
实验过程 实验中用到的几种油样： 大豆油、橄榄油、葵花 籽油、芝麻油实验结果： 大豆油 橄榄油 葵花籽油 芝麻油 玉米油 煎炸油 和文献结果比较接近，虽然实验条件（参数）有一定差异。 文献对比
数据处理 ~ 60 不同迭代次数(橄榄油) ~ 200 迭代次数 Area Peak1 Area Peak2 Ratio(Peak2:Peak1) 4000000 49379 68678 1.39 6000000 48893 68542 1.40 10000000 47317 70565 1.49 20000000 45499 71736 1.58 30000000 43708 72394 1.65 反演运算可以确定不同组份的峰位，大致上可以反映两种组分的比例，但还有赖其他方法的验证。 （重复时间足够系统恢复到平衡态。）
遇到的问题 结果重复性不好 增加采样点数至最高 不同日期、时间做实验有时结果不同。 除相对比例不同，峰位变化难以解释； 测量结果不稳定，有“突变”，需重复验证。 （回波C1=200） 两天大豆油比较 橄榄油随放入时间 增加采样点数至最高 出现类似“特征峰” （回波数C1=2000+） 对不同组分分辨更好，但仍不能区分煎炸油。（文献加热60h。）
改善的措施 适当延长每次采集之间的D0，以使系统充分平衡； 在T2谱上适当的去除一些不合理而只是运算上出现的“假峰”。 根据拟合得到的T2值进行的选取反转脉冲间隔D2，以使不同 组分横向衰减有所区分而又不致失真。 原始信号 D1=1000μs D1=100μs D1=150μs D1=50μs
参考文献 王永巍,王欣, 刘宝林, 蔡梅艳,杨培强.煎炸油掺伪食用植物油 的低场核磁共振检测[J].科学仪器服务民生学术大会论文集, 2011,(8). 王乐,黎勇,胡建华. 核磁共振法鉴别食用植物油掺伪餐饮业废 油脂[J].中国油脂, 2008,38(10):75-77. 周凝,刘宝林,王欣等. 米糠毛油掺伪食用植物油的低场核磁共 振检测[J].食品发酵与工业,2011,(3). 汪红志,张学龙,武杰.核磁共振成像技术实验教程[M].科学出 版社,2008,1,1.