核磁共振成像实验 09300190078 第A4组 谢 欣 同组: 09300190043 陈苏迪.

Presentation on theme: "核磁共振成像实验 09300190078 第A4组 谢 欣 同组: 09300190043 陈苏迪."— Presentation transcript:

1 核磁共振成像实验 第A4组 谢 欣 同组: 陈苏迪

2 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。

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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。

10 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：

11 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

12 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

13 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

14 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) 49379 68678 1.39 48893 68542 1.40 47317 70565 1.49 45499 71736 1.58 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。）

15 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。）

16 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

17 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.