医学上的核磁共振的原理是什么

背景简介
      磁共振的每一个信号都含有全层的信息，因此需要对磁共振信号进行空间定位编码，即频率编码和相位编码。接收线圈采集到的MR信号实际是带有空间编码信息的无线电波，属于模拟信号而非数字信息，需要经过模数转换（ADC）变成数字信息，后者被填充到K空间，称为数字点阵。K空间与磁共振信号的空间定位息息相关。

       K空间也叫傅里叶空间，是带有空间定位编码信息的MR信号原始数字数据的填充空间，每一幅MR图像都有其相应的K空间数据点阵。对K空间的数据进行傅里叶转换，就能对原始数字数据中的空间定位编码信息进行解码，分解出不同频率、相位和幅度的MR信号，不同的频率和相位代表不同的空间位置，而幅度则代表MR信号强度。把不同频率、相位及信号强度的MR数字信号分配到相应的像素中，我们就得到了MR图像数据，即重建出了MR图像。傅里叶变换就是把K空间的原始数据点阵转变成磁共振图像点阵的过程。

      下图给出了从层面矩阵到数据空间又到真正的K空间过程。水平刻度为采样间隔ΔTs，竖直刻度为TR，即数据空间是位于时间域内，经过数学运算将数据空间的坐标转换为空间频率域内，就得到真正的K空间，K空间经傅立叶变换就是层面的图像

图1.从层面到层面对应的k空间

相位编码梯度场—–射频脉冲+频率编码梯度场—–线圈采集得到MR模拟信号—–模数转换的到数字信号——-填入K空间形成数字点阵—–傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号——分配到各个像素中形成图像点阵得到MR图像。

图2.K空间采集过程

（来源：苏州纽迈分析仪器股份有限公司）

核磁共振法测比表面积原理：

低场核磁共振方法可以对悬浮液状态下的颗粒进行比表面测量和分析。其工作原理是当样品颗粒在悬浮液状态下时，吸附了一层厚度为L的水分子层，此即为吸附水，则水分子层外为自由水，吸附水与自由水中的H质子活性存在很大的差异，使得吸附水的弛豫时间远小于自由水的弛豫时间，这个差别可以反映与颗粒表面吸附溶液的量，进而推导出颗粒的湿式比表面积。

核磁共振法具有多项独特的优势：测试简单、快速，整个测试过程在3min内；样品无需预处理，无需引入外部试剂；测试结果可靠且稳定性高、重复性好；适用性广，可测量任何大小、形状的颗粒，精度高。

核磁共振法适用材料范围：
1、颗粒：SiO2、SiC、ZnO、Al2O3、BaCO3、石墨烯、活性炭、炭黑等一百多种材料；
2、悬浮体系溶剂类型：水、乙醇、丁酮、甲苯等各类含H质子溶剂。

应用领域：
1）*制陶术：湿式制程、加工工艺改善，分散性的质控和研发；
2）纳米科技：纳米粒子表面的化学状态，如: 吸附和脱附作用，比表面积的变化等；
3）电子材料：浓稠状浆料和研磨液 (CMP) 的开发及品管；
4）墨水：碳黑、颜料分散，*适研磨条件，表面亲和性及化学和物理状态；
5）能源：电池，太阳能板等的碳黑，纳米碳管和浆料的分散，粒子表面的化学和物理状态；
6）制药：API湿润性、亲和性及吸水性的差异；
7）其他: 全部的浓稠分散悬浊液体，纳米纤维，纳米碳等。

案例1 药物活性成分粒径控制

药物活性成分：制药过程中，通过湿法研磨控制药物活性成分的粒径大小；提高药物活性成分用以研究生物相容性、生物活性和分解性能。

结论：随着研磨时间的增长，溶液的T2变小，比表面积变大，粒径变小。研磨1h之后，粒径基本稳定。

案例2 添加分散剂颗粒比表面积的影响

加入分散剂后，比表面积显著增加，有利地证明了此分散剂的性能。

核磁共振固体脂肪含量分析仪原理

天然的油脂在常温下一般都为固体油脂和液体油脂的混合物。固体脂肪含量(SFC)是可可油、人造黄油、黄油等常规测量指标,是脂肪 在不同温度下的熔融以及硬度性能指标。熔融和硬度性能对口感、香味以及涂抹性能有很大影响。 核磁共振固体脂肪含量分析仪可以帮助您快速准确的测量油脂的固体脂肪所占比例。通过定标和测量,实现信号采集、测 试结果数据处理,得到样品的固体脂肪含量。

核磁共振固体脂肪含量分析仪

核磁共振固体脂肪含量分析仪原理

固体脂肪和液体脂肪中的H由于存在状态不同,核磁共振FID信号衰减表现出截然不同的特性。固体脂肪信号衰减很快,一般在70微秒时已经衰减为0。液体脂肪信号衰减较慢,一般认为在70微秒处基本无损失。

由于来自固体的NMR信号衰减比来自液体的NMR信号衰减快得多。因此,可以在FID(图1)上的两个点进行测量,分别在“t1=11us”点进行测量,该点对应固体和液体信号的总和A1。在另一个点“t2=70us”进行测量,该点固体信号已经衰减到0,测试到的信号A2仅为液体信号。通过计算,即可得到样品在对应温度下的固体脂肪含量。对多个温度进行测试,即可得到温度与固体脂肪的变化曲线。

核磁共振固体脂肪含量分析仪原理

核磁共振固体脂肪含量分析仪测试流程:

1、根据测试标准进行调温处理；

2、规定温度下对样品进行恒温；

3、将恒温后的样品放入仪器，测得固体脂肪含量；