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磁共振仪器什么时候造出来

发布时间: 2021-02-21 14:31:46

㈠ 磁共振成像的发展历程

1978 年底,第一套磁共振系统在位于德国埃尔兰根的西门子研究基地的一个小木屋中诞生。 1979 年底,当系统终于可以工作时,它的第一件作品是辣椒的图像。第一张人脑影像于 1980年 3 月获得,当时的数据采集时间为 8 分钟。 1983 年,西门子在德国汉诺威医学院成功安装了第一台临床磁共振成像设备。借助这台油 冷式、场强 0.2 特斯拉的磁共振设备,HeinzHundeshagen 教授和他的同事为 800 多位患者进行了成像诊断。当时,完成一次检查需要一个半小时。同年,首台超导磁体在美国圣路易斯的Mallinckrodt 学院成功安装。
超导磁体技术的问世,在加快图像生成速度、简化安装的同时,极大地提高了图像质量。然 而,第一台超导磁体重达 8 吨、长达 2.55 米。交付时,随同磁体还有 12 个装满了电子器件的机柜,用于对系统进行控制和将采集的数据重建为图像。今天,场强 1.5 特斯拉的西门子 MagnetomSonata 或者 MagnetomSymphony 磁共振系统只有 3 个计算机柜,占地面积仅 为 30 平米。
1993 年 MagnetomOpen 产品的问世,标志着西门子成为全球第一个能够生产开放式磁共振成像系统的制造商,使患有幽闭症的患者同样可以受益于磁共振技术。1999 年,西门子推出可自动进床的 MagnetomHarmony 和 Symphony 系统,为磁共振技术带来新的突破。从此,对大型人体器官/部位(例如脊椎)进行全面检查时再也无需对病人进行重新定位。
今天,在功能性磁共振成像(fMRI)技术的帮助下,BOLD(血氧依赖水平)效应可用于获取人脑不同区域的组织结构和功能信息,这使神经科医生、心理医生和神经外科医生可深入了解脑部功能甚至代谢过程。另外,由于磁共振图像能够显示人脑的健康组织在多大程度上取代了退化脑组织的功能,因此使中风患者获得新的康复疗法。针对超高场强磁共振应用,西门子推出了两款场强 3 特斯拉的扫描设备——可对病人进行从头到脚全身检查的 MagnetomTrio 系统和专用于人脑检查的 MagnetomAllegra 系统。这进一步增强了磁共振成像技术的优势,尤其是在外科手术成像领域。举例来说,在手术过程中,磁共振成像能够对脑部肿瘤进行精确描绘。这样,在手术过程中医生就能将肿瘤完全切除。在心脏病诊疗应用中,磁共振成像技术开辟了新的途径——利用所谓的自动门控心血管磁共振(CMR)技术,从图像数据中提取周期性信号以取代心电图信号使图像数据与心脏运动实现同步,此时同样无需在病人身体上布设电缆和电极。
磁共振成像技术的持续发展开辟了新的应用领域。例如,人体肠内虚拟内窥镜甚至能够对很小的息肉进行检测。及时除去这些息肉能够大大降低肠癌发生的几率。磁共振成像的另一个应用领域就是特殊肿瘤的诊断,例如:用于早期胸部肿瘤 X 射线透视的磁共振导向活组织检查和用于前列腺病变检查的肿瘤分期观察。

㈡ 磁共振是怎么发明的(谁发明的)

磁共振是在固体微观量子理论和无线电微波电子学技术发展的基础上被发现的,德国西门子公司是第一台医用磁共振机的发明者。

1945年首先在顺磁性Mn盐的水溶液中观测到顺磁共振,第二年,又分别用吸收和感应的方法发现了石蜡和水中质子的核磁共振,用波导谐振腔方法发现了Fe、Co和Ni薄片的铁磁共振。

1950年在室温附近观测到固体Cr2O3的反铁磁共振,1953年在半导体硅和锗中观测到电子和空穴的回旋共振,1953年和1955年先后从理论上预言和实验上观测到亚铁磁共振,随后又发现了磁有序系统中高次模式的静磁型共振(1957)和自旋波共振(1958)。

1956年开始研究两种磁共振耦合的磁双共振现象,这些磁共振被发现后,便在物理、化学、生物等基础学科和微波技术、量子电子学等新技术中得到了广泛的应用。

例如顺磁固体量子放大器,各种铁氧体微波器件,核磁共振谱分析技术和核磁共振成像技术及利用磁共振方法对顺磁晶体的晶场和能级结构、半导体的能带结构和生物分子结构等的研究。

原子核和基本粒子的自旋、磁矩参数的测定也是以各种磁共振原理为基础发展起来的。

磁共振成像技术由于其无辐射、分辨率高等优点被广泛的应用于临床医学与医学研究,一些先进的设备制造商与研究人员一起,不断优化磁共振扫描仪的性能、开发新的组件。

(2)磁共振仪器什么时候造出来扩展阅读:

磁共振技术与一般的物理化学方法不同, 它能在不破坏样品的条件下,利用构成分子的原子核本身的磁矩特征,精确快速地给被测样品定性、定量、定结构。

磁共振能提供其他理化方法所不能得到的许多重要参数,基于核磁共振原理而设计的核磁共振波谱仪能够研究物质的化学位移,以探讨价电子对核的屏蔽作用来分析各种化学基团的存在。

能够研究物质的自旋一自旋祸合,以探讨各种化学基团的相互作用关系、作用力和空间构型,能够测试物质反应的动力学、中和反应以及质子交换反应等,还可以通过对谱线的面积、宽度等的分析以燎解被测物质在各种因素的影响下,其结构的相应变化规律性。

㈢ 为什么做核磁共振的时候会很响为什么核磁共振仪很贵

梯度场会产生噪音,很贵是因为成本高,我们医院新进的一台3.0的核磁共振,美国GE的,2000多万呢,
还有片子都是从国外进口的,一张都几十元,现在我们一个部位是585,刚降价了,几乎都不赚什么钱了

㈣ 核磁共振的原理是什么

核磁共振用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)为代号。
1.原子核的自旋
核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子核,自旋运动的情况不同,它们可以用核的自旋量子数I来表示。自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系,大致分为三种情况,见表8-1。
I为零的原子核可以看作是一种非自旋的球体,I为1/2的原子核可以看作是一种电荷分布均匀的自旋球体,1H,13C,15N,19F,31P的I均为1/2,它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体。I大于1/2的原子核可以看作是一种电荷分布不均匀的自旋椭圆体。
2.核磁共振现象
原子核是带正电荷的粒子,不能自旋的核没有磁矩,能自旋的核有循环的电流,会产生磁场,形成磁矩(μ)。
式中,P是角动量,γ是磁旋比,它是自旋核的磁矩和角动量之间的比值,
当自旋核处于磁场强度为H0的外磁场中时,除自旋外,还会绕H0运动,这种运动情况与陀螺的运动情况十分相象,称为进动,见图8-1。自旋核进动的角速度ω0与外磁场强度H0成正比,比例常数即为磁旋比γ。式中v0是进动频率。
微观磁矩在外磁场中的取向是量子化的,自旋量子数为I的原子核在外磁场作用下只可能有2I+1个取向,每一个取向都可以用一个自旋磁量子数m来表示,m与I之间的关系是:
m=I,I-1,I-2…-I
原子核的每一种取向都代表了核在该磁场中的一种能量状态,其能量可以从下式求出:
正向排列的核能量较低,逆向排列的核能量较高。它们之间的能量差为△E。一个核要从低能态跃迁到高能态,必须吸收△E的能量。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射,当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时,处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振,简称NMR。
目前研究得最多的是1H的核磁共振,13C的核磁共振近年也有较大的发展。1H的核磁共振称为质磁共振(Proton Magnetic Resonance),简称PMR,也表示为1H-NMR。13C核磁共振(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance)简称CMR,也表示为13C-NMR。
3.1H的核磁共振 饱和与弛豫
1H的自旋量子数是I=1/2,所以自旋磁量子数m=±1/2,即氢原子核在外磁场中应有两种取向。见图8-2。1H的两种取向代表了两种不同的能级,
因此1H发生核磁共振的条件是必须使电磁波的辐射频率等于1H的进动频率,即符合下式。
核吸收的辐射能大?
式(8-6)说明,要使v射=v0,可以采用两种方法。一种是固定磁场强度H0,逐渐改变电磁波的辐射频率v射,进行扫描,当v射与H0匹配时,发生核磁共振。另一种方法是固定辐射波的辐射频率v射,然后从低场到高场,逐渐改变磁场强度H0,当H0与v射匹配时,也会发生核磁共振。这种方法称为扫场。一般仪器都采用扫场的方法。
在外磁场的作用下,1H倾向于与外磁场取顺向的排列,所以处于低能态的核数目比处于高能态的核数目多,但由于两个能级之间能差很小,前者比后者只占微弱的优势。1H-NMR的讯号正是依靠这些微弱过剩的低能态核吸收射频电磁波的辐射能跃迁到高能级而产生的。如高能态核无法返回到低能态,那末随着跃迁的不断进行,这种微弱的优势将进一步减弱直至消失,此时处于低能态的1H核数目与处于高能态1H核数目相等,与此同步,PMR的讯号也会逐渐减弱直至最后消失。上述这种现象称为饱和。
1H核可以通过非辐射的方式从高能态转变为低能态,这种过程称为弛豫,因此,在正常测试情况下不会出现饱和现象。弛豫的方式有两种,处于高能态的核通过交替磁场将能量转移给周围的分子,即体系往环境释放能量,本身返回低能态,这个过程称为自旋晶格弛豫。其速率用1/T2表示,T2称为自旋晶格弛豫时间。自旋晶格弛豫降低了磁性核的总体能量,又称为纵向弛豫。两个处在一定距离内,进动频率相同、进动取向不同的核互相作用,交换能量,改变进动方向的过程称为自旋-自旋弛豫。其速率用1/T2表示,T2称为自旋-自旋弛豫时间。自旋-自旋弛豫未降低磁性核的总体能量,又称为横向弛豫。

㈤ 核磁共振仪 的工作原理是什么 工作过程是怎样的

核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子核,自旋运动的情况不同,它们可以用核的自旋量子数I来表示。自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系,大致分为三种情况、核磁共振用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)为代号。 I为零的原子核可以看作是一种非自旋的球体,I为1/2的原子核可以看作是一种电荷分布均匀的自旋球体,1H,13C,15N,19F,31P的I均为1/2,它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体。I大于1/2的原子核可以看作是一种电荷分布不均匀的自旋椭圆体。 编辑本段核磁共振现象 原子核是带正电荷的粒子,不能自旋的核没有磁矩,能自旋的核有循环的电流,会产生磁场,形成磁矩(μ)。 公式中,P是角动量,γ是磁旋比,它是自旋核的磁矩和角动量之间的比值, 当自旋核处于磁场强度为H0的外磁场中时,除自旋外,还会绕H0运动,这种运动情况与陀螺的运动情况十分相象,称为进动,见图8-1。自旋核进动的角速度ω0与外磁场强度H0成正比,比例常数即为磁旋比γ。式中v0是进动频率。 微观磁矩在外磁场中的取向是量子化的,自旋量子数为I的原子核在外磁场作用下只可能有2I+1个取向,每一个取向都可以用一个自旋磁量子数m来表示,m与I之间的关系是: m=I,I-1,I-2…-I 原子核的每一种取向都代表了核在该磁场中的一种能量状态,其能量可以从下式求出: 正向排列的核能量较低,逆向排列的核能量较高。它们之间的能量差为△E。一个核要从低能态跃迁到高能态,必须吸收△E的能量。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射,当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时,处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振,简称NMR。 目前研究得最多的是1H的核磁共振,13C的核磁共振近年也有较大的发展。1H的核磁共振称为质磁共振(Proton Magnetic Resonance),简称PMR,也表示为1H-NMR。13C核磁共振(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance)简称CMR,也表示为13C-NMR。 编辑本段1H的核磁共振 1H的自旋量子数是I=1/2,所以自旋磁量子数m=±1/2,即氢原子核在外磁场中应有两种取向。见图8-2。1H的两种取向代表了两种不同的能级, 因此1H发生核磁共振的条件是必须使电磁波的辐射频率等于1H的进动频率,即符合下式。 核吸收的辐射能大? 式(8-6)说明,要使v射=v0,可以采用两种方法。一种是固定磁场强度H0,逐渐改变电磁波的辐射频率v射,进行扫描,当v射与H0匹配时,发生核磁共振。另一种方法是固定辐射波的辐射频率v射,然后从低场到高场,逐渐改变磁场强度H0,当H0与v射匹配时,也会发生核磁共振。这种方法称为扫场。一般仪器都采用扫场的方法。 在外磁场的作用下,1H倾向于与外磁场取顺向的排列,所以处于低能态的核数目比处于高能态的核数目多,但由于两个能级之间能差很小,前者比后者只占微弱的优势。1H-NMR的讯号正是依靠这些微弱过剩的低能态核吸收射频电磁波的辐射能跃迁到高能级而产生的。如高能态核无法返回到低能态,那末随着跃迁的不断进行,这种微弱的优势将进一步减弱直至消失,此时处于低能态的1H核数目与处于高能态1H核数目相等,与此同步,PMR的讯号也会逐渐减弱直至最后消失。上述这种现象称为饱和。 1H核可以通过非辐射的方式从高能态转变为低能态,这种过程称为弛豫,因此,在正常测试情况下不会出现饱和现象。弛豫的方式有两种,处于高能态的核通过交替磁场将能量转移给周围的分子,即体系往环境释放能量,本身返回低能态,这个过程称为自旋晶格弛豫。其速率用1/T1表示,T1称为自旋晶格弛豫时间。自旋晶格弛豫降低了磁性核的总体能量,又称为纵向弛豫。两个处在一定距离内,进动频率相同、进动取向不同的核互相作用,交换能量,改变进动方向的过程称为自旋-自旋弛豫。其速率用1/T2表示,T2称为自旋-自旋弛豫时间。自旋-自旋弛豫未降低磁性核的总体能量,又称为横向弛豫。 编辑本段13C的核磁共振 天然丰富的12C的I为零,没有核磁共振信号。13C的I为1/2,有核磁共振信号。通常说的碳谱就是13C核磁共振谱。由于13C与1H的自旋量子数相同,所以13C的核磁共振原理与1H相同。 将数目相等的碳原子和氢原子放在外磁场强度、温度都相同的同一核磁共振仪中测定,碳的核磁共振信号只有氢的1/6000,这说明不同原子核在同一磁场中被检出的灵敏度差别很大。13C的天然丰度只有12C的1.108%。由于被检灵敏度小,丰度又低,因此检测13C比检测1H在技术上有更多的困难。表8-2是几个自旋量子数为1/2的原子核的天然丰度。 编辑本段核磁共振仪 目前使用的核磁共振仪有连续波(CN)及脉冲傅里叶(PFT)变换两种形式。连续波核磁共振仪主要由磁铁、射频发射器、检测器和放大器、记录仪等组成(见图8-5)。磁铁用来产生磁场,主要有三种:永久磁铁,磁场强度14000G,频率60MHz;电磁铁,磁场强度23500G,频率100MHz;超导磁铁,频率可达200MHz以上,最高可达500~600MHz。频率大的仪器,分辨率好、灵敏度高、图谱简单易于分析。磁铁上备有扫描线圈,用它来保证磁铁产生的磁场均匀,并能在一个较窄的范围内连续精确变化。射频发射器用来产生固定频率的电磁辐射波。检测器和放大器用来检测和放大共振信号。记录仪将共振信号绘制成共振图谱。 70年代中期出现了脉冲傅里叶核磁共振仪,它的出现使13C核磁共振的研究得以迅速开展。 编辑本段氢 谱 氢的核磁共振谱提供了三类极其有用的信息:化学位移、偶合常数、积分曲线。应用这些信息,可以推测质子在碳胳上的位置。关于具体过程,就不太清楚了,谢谢

㈥ 磁共振成像技术的发明人是美国的 ( )和英国 的( )

磁共振成像技术的发明人是美国的保罗·劳特布尔和英国的彼得·曼斯菲尔德。

1985年至今,保罗·劳特布尔担任美国伊利诺伊大学生物医学核磁共振实验室主任。因在核磁共振成像技术领域的突破性成就,和英国科学家彼得·曼斯菲尔德共同获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖。

1964年到英国诺丁汉大学物理系担任讲师,彼得·曼斯菲尔德进一步发展了有关在稳定磁场中使用附加的梯度磁场的理论,为核磁共振成像技术从理论到应用奠定了基础。

(6)磁共振仪器什么时候造出来扩展阅读

磁共振成像原理:

原子核自旋,有角动量。由于核带电荷,它们的自旋就产生磁矩。当原子核置于静磁场中,本来是随机取向的双极磁体受磁场力的作用,与磁场作同一取向。

以质子即氢的主要同位素为例,它只能有两种基本状态:取向“平行”和“反向平行”,他们分别对应于低能和高能状态。精确分析证明,自旋并不完全与磁场趋向一致,而是倾斜一个角度θ。这样,双极磁体开始环绕磁场进动。

它们之间的关系满足拉莫尔关系:ω0=γB0,即进动角频率ω0是磁场强度B0与磁旋比γ的积。γ是每种核素的一个基本物理常数。氢的主要同位素,质子,在人体中丰度大,而且它的磁矩便于检测,因此最适合从它得到核磁共振图像。

㈦ 核磁共振扫描仪为什么能发现早期病灶

目前医学界已经发展起来一种观察人体内部器官的新型装置,它叫核磁共振扫描仪。这种装置使用强磁场,可以得到人体内骨骼、血管和其它器官的图像,而且图像的清晰度要比X射线成像扫描仪好。核磁共振扫描仪的主体是一个大环形磁铁,病人躺在病床上被推进环形磁铁的大洞里,磁铁的强磁场包围着病人。这时人体中化合物的原子核在强磁场的作用下,就像一个个小型磁铁,会顺着磁力线的方向排列起来;当作用磁场去掉以后,不同物质的原子核就会以不同的弛豫时间回到原来的状态并释放能量。小型计算机把这些不同的弛豫时间和原子核释放的能量测量出来,并把这些讯号综合成一幅图像,在电视屏幕上显示出来。因为疾病改变了人体中化合物的成分,因而也改变了化合物在磁场里吸收能量的常规形式。所以,这种方法能够观察到X射线不能观察到的人体内正在发展中的病灶。核磁共振法可以找到引起心脏病的心血管病变部位,X射线法虽说也能做到,但必须在发生了血管阻塞或心脏肌肉有了毛病以后,这对于预防心血管病来说已经太晚了。核磁共振法也可以用来诊断肿瘤是否是癌症型的,即使癌症还没有改变人体组织的大小和形状时,它也能诊断出来,这是X射线成像扫描仪无法做到的,而且核磁共振法不需要像X射线法那样让病人服用造影剂。

㈧ 化学领域中的核磁共振分析仪是什么时候出现的

最早的核磁共振成像实验是由 1973 年劳特伯发表的,并立刻引起了广泛重 视,短短 10 年间就进入了临床应用阶段。

㈨ 核磁共振仪 的工作原理是什么工作过程是怎样的

在磁场下,某些物质(如氢、碳)在高频电场下,产生磁共振现象,使交流电场发回生偏转,比如答:在Y方向加磁场,在X方向加交流电场,一般在Z方向接收不到信号,当发生共振时,Z方向将接收到信号,一般可做含水量分析(氢)
核磁共振成像技术,利用磁场梯度,对人体进行扫描,得到人体氢或碳等的分布图像,经计算机计算后得到断层图像,多用在医学。

㈩ 核磁共振仪有啥用 谁发明的

核磁共振仪的发明核磁共振仪广泛用于有机物质的研究,化学反应动力学,高分子化学以及医学,药学和生物学等领域。20年来,由于这一技术的飞速发展,它已经成为化学领域最重要的分析技术之一。早在1924年,奥地利物理学家泡里就提出了某些核可能有自旋和磁矩。"自旋"一词起源于带电粒子,如质子、电子绕自身轴线旋转的经典图像。这种运动必然产生角动量和磁偶极矩,因为旋转的电荷相当于一个电流线圈,由经典电磁理论可知它们要产生磁场。当然这样的解释只是比较形象的比拟,实际情况要比这复杂得多。原子核自旋的情况可用自旋量子数I表示。自旋量子获得,质量数的原子序数之间有以下关系:质量数原子序数自旋量子数(I)奇数奇数或偶数1/2,3/2,5/2……偶数偶数0偶数奇数1,2,3……1>0的原子核在自旋时会产生磁场;I为1/2的核,其电荷分布是球状;而I≥1的核,其电荷分布不是球状,因此有磁极矩。I为0的原子核置于强大的磁场中,在强磁场的作用下,就会发生能级分裂,如果用一个与其能级相适应的频率的电磁辐射时,就会发生共振吸收,核磁共振的名称就是来源于此。斯特恩和盖拉赫1924年在原子束实验中观察到了锂原子和银原子的磁偏转,并测量了未成对电子引起的原子磁矩。1933年斯特恩等人测量了质子的磁矩。1939年比拉第一次进行了核磁共振的实验。1946年美国的普西尔和布少赫同时提出质子核磁共振的实验报告,他们首先用核磁共振的方法研究了固体物质、原子核的性质、原子核之间及核周围环境能量交换等问题。为此他们两位获得了1952年诺贝尔物理奖。50年代核磁共振方法开始应用于化学领域,1950年斯坦福大学的两位物理学家普罗克特和虞以NH4NO3水溶液作为氮原子核源,在测定14N的磁矩时,发现两个性质截然不同的共振信号,从而发现了同一种原子核可随其化学环境的不同吸收能量的共振条件也不同,即核磁共振频率不同。这种现象称为"化学位移"。这是由于原子核外电子形成的磁场与外加磁场相互作用的结果。化学位移是鉴别官能团的重要依据。因为化学位移的大小与键的性质和键合的元素种类等有密切的关系。此外,各组原子核之间的磁相互作用构成自旋──自旋耦合。这种作用常常使得化学位移不同的各组原子核在共振吸收图上显示的不是单峰而是多重峰,这种情况是由分子中邻近原子核的数目,距离用对称性等因素决定,因此它有助于提示整个分子的。由于上述成果高分辨核磁共振仪得以问世。开始测量的核主要是氢核,这是由于它的核磁共振信号较强。随着仪器性能的提高,13C,31P,15N等的核也能测量,仪器使用的磁场也越来越强。50年代制造出IT(特拉斯)磁场,60年代制造出2T的磁场,并利用起导现象制造出5T的起导磁体。70年代造出8T磁场。现在核磁共振仪已经被应用到从小分子到蛋白质和核酸的各种各样化学系统中。

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