浅谈磁共振系列实验教学

总结了我们开设磁共振系列实验、建立近代物理实验的层次教学体系的体会和设想。     

核磁共振成像教学实验

利用超小型核磁共振成像仪，完成了核磁共振空间编码成像的一系列实验．研究了超小型核磁共振成像仪的性能，并对2种观赏植物、动物骨骼、蛔虫、蚯蚓等生物样品进行了核磁共振成像以及T1加权和氢核密度加权成像．     

核磁共振成像

介绍核磁共振成像的物理原理及临床应用．     

核磁共振实验的改进

核磁共振实验的改进刘庄武，王祖铨，吕斯骅（北京大学物理系近代物理实验教研室１００８７１）核磁共振是真要的物理现象，在物理、化学、生物、临床诊断、药物研究以及工业部门的许多领域都得到重要的应用．核磁共振实验早在１９８０年已被列入原教育部主持制定的综合大...     

核磁共振成像技术的新进展

核磁共振成像出现至贪不过２０年左右。由于它在医学的诊断上起了很大的作用，使它在短短的２０年中取得了飞速的发展，本文在简述了核磁共振成像的基础原理和典型的实验方法－场梯度加波方法和自旋回波方法之后，分别介绍了近年来快速成像，流体成像，化学移位成像和磁化率成像等方面的新进展。     

开放性实验教学的尝试

提出了近代物理实验教学中的一种全新的开放性实验教学模式,并以实例加以阐述。这种实验教学模式有利于培养学生的动手能力、思维能力、创新能力,以适应２１世纪的实验教学的需要。     

核磁共振脑成像技术

 人类对自己大脑的认识相对其他器官来说非常少,一个重要的原因是大脑功能的复杂性;另一个重要的原因是大脑隐藏在封闭的头颅里,我们很难直接观察到它。但是近几年新发展起来的功能性核磁共振脑成像技术在无创伤的情况下,不仅能对大脑成像,还能辨别大脑进行思维时激活的区域,该技术被称为“人类思维的阅读器”,有人把它形象地描述为对人脑活动“拍电影”。核磁共振脑成像技术为人脑功能研究打开了一扇大门。下面介绍这种技术的理论基础及生理学基础。     

核磁共振螺旋快速成像的新进展

核磁共振快速成像能在几十毫秒内获取数据，对运动器官作适时显示，并在功能成像的研究等方面具有常规成像不能替代的优点，是核磁共振成像的发展方向．螺旋快速成像对硬件的要求较低，近年来方法上的改善，已使其趋于实用．文章简要介绍了螺旋快速成像原理及网格重建算法．     

核磁共振成像及其医学应用

介绍了核磁共振现象、核磁共振成像的物理原理和特点,简明概述了它在临床诊断上的应用及发展前景。     

高级脑活动的功能性核磁共振成像

功能性核磁共振成像技术可以显示大脑各个区域内静脉毛细血管中血液氧合状态所起的磁共振信号的小变化。使用ｆＭＲＩ的方法，可以在正常的活体上无损伤地实现大脑活动的功能定位，时空分辨率可分别达到秒和毫米数量级，尽管目前还面临一系列技术的困难，ｆＭＲＩ已经日益成为观察大脑活动，研究有脑的拓扑结构，进而揭示脑和思维关系的一种重要方法。     

磁共振波谱与成像技术

文章简要介绍了核磁共振的基本原理,详细阐述了液体核磁共振在蛋白质结构、功能和动力学等方面的研究进展,论述了增强固体核磁共振分辨率的方法及其应用,讲述了磁共振成像的原理并综述了不同磁共振成像方法的应用研究进展,并对核磁共振的发展作了展望。     

A novel radio frequency coil for veterinary magnetic resonance imaging system

In this article,a novel designed radio frequency (RF) coil is designed and built for the imaging of puppies in a V-shape permanent magnetic resonance imaging (MRI) system.Two sets of Helmholtz coil pairs with a V-shape structure are used to improve the holding of an animal in the coil.The homogeneity and the sensitivity of the RF field in the coil are analysed by theoretical calculation.The size and the shape of the new coil are optimized and validated by simulation through using the finite element method (FEM).Good magnetic resonance (MR) images are achieved on a shepherd dog.     

核磁共振技术在生物研究中的应用

核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)是以原子核自旋的共振跃迁为探测对象的谱学方法.当自旋量子数不为零的原子核处于外磁场中时,会引起能级的Zeeman分裂.若再施加能量等于Zeeman能级差的射频场,则会诱发原子核自旋的共振跃迁,这种现象即为核磁共振.核自旋的共振频率与原子的类型有关,且受原子所处化学和物理环境的影响.此外,NMR能量较低,不会影响探测对象(常为分子)的状态.因此,NMR能够在无损条件下提供多种具有原子和分子分辨的物质组成、结构、形态、动态变化等丰富信息.     

磁共振成像诊断术

利用人体组织中某种原子核的核磁共振现象所得射频信号，经电子计算机处理，重建人体某一层面的图像，并据此作出诊断。     

磁共振波谱及成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用

纳米尺度物质的生物效应研究是近年来在纳米科技发展过程中派生出来的一个崭新的、发展很快的且多学科高度交叉的领域,需要把纳米科学、物理学、化学以及生物医学等多学科的研究手段结合起来,进行综合研究.核磁共振波谱与成像,作为一种原位、无损、动态、实时、多信息的检测手段,在此领域的研究中将发挥不可或缺的重要作用.文章分3个方面简要介绍核磁共振波谱与成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用：(1)纳米尺度物质在生物组织及个体内的检测与分析;(2)纳米尺度物质与生物大分子相互作用的核磁共振波谱研究;(3)纳米尺度物质生物效应的核磁共振代谢组学研究.     

磁共振波谱及成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用

纳米尺度物质的生物效应研究是近年来在纳米科技发展过程中派生出来的一个崭新的、发展很快的且多学科高度交叉的领域，需要把纳米科学、物理学、化学以及生物医学等多学科的研究手段结合起来，进行综合研究．核磁共振波谱与成像，作为一种原位、无损、动态、实时、多信息的检测手段，在此领域的研究中将发挥不可或缺的重要作用．文章分3个方面简要介绍核磁共振波谱与成像技术在纳米尺度物质生物效应研究中的应用：（1）纳米尺度物质在生物组织及个体内的检测与分析；（2）纳米尺度物质与生物大分子相互作用的核磁共振波谱研究；（3）纳米尺度物质生物效应的核磁共振代谢组学研究．     

C imaging by double resonance scalar-coupling editing

The two-dimensional FT Imaging of ¹³C-glucose obtained with twin spin-echo double resonance sequence is presented. The images have been obtained by a doubly tuned surface coil on samples containing water and ¹³C-enriched glucose in water. It is shown, both theoretically and experimentally, that the whole editing capability of the twin spin-echo double resonance imaging sequence is also preserved in the presence of the radiofrequency field inhomogeneity produced by the surface coil. As in an efficient selective irradiation method, the enhancement in the signal-to-noise ratio with respect to the direct ¹³C detection, depends on the number of protons J-coupled to ¹³C.     

基于Eclipse图形建模框架的图形化脉冲序列设计软件的实现

采用Eclipse图形建模框架（Graphical Modeling Framework,GMF）技术构建了一个图形化磁共振脉冲序列设计软件．软件具备所见即所得的特点,用户使用拖放方式所画出的脉冲序列与教科书和参考文献上的脉冲序列几乎一样．软件支持核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）波谱和磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）的脉冲序列设计,同时提供实验参数管理模块,实现脉冲序列基础上的NMR实验设计和执行预览．得益于GMF完善的模型-视图-控制器模式和强大的代码生成能力,软件开发周期大幅度缩短、扩展能力大幅度提高．     

Basic concepts for nuclear magnetic resonance imaging

The basic concepts necessary to understand the physical basis of NMR imaging are presented in this didactic article. It is intended as a starting point for the radiologist or medical physicist who is addressing the topic of NMR for the first time. The basis of the NMR phenomena is described with introduction of the concepts of magnetic moment, magnetic fields, magnetic resonance, net magnetic moment of a sample, NMR excitation and NMR emission. The equipment necessary to observe these NMR properties of matter is summarized as well as the procedures for basic pulsed NMR experiments. The physical concepts for spatial localization of NMR emissions are introduced with physical analogies to stringed musical instruments. Several alternative imaging modalities are compared with greatest emphasis on the inversion recovery technique which yields images weighted by tissue T₁ values. The six subsystems of an NMR imaging device (primary magnet, computer, radio equipment, magnetic gradient, data storage and display subsystems) are described in an overview fashion. The paper is followed by a series of study questions to test the reader's comprehension of basic NMR imaging concepts.