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脉冲磁共振均场电流

脉冲磁共振系统,需将待测样品放入均匀静磁场中,使得样品内水分子中的质子磁矩趋于一个方向,检测区域经可被质子吸收的射频信号照射,通过施加射频序列和梯度序列,然后接收返回的共振信号,进行信号处理后得到区域磁共振信号和图像。根据脉冲磁共振系统要求,成像磁体的主磁场要求达到较高均匀度,主磁场越均匀,共振吸收峰越尖锐,信噪比也会越高。随着脉冲磁共振加测要求的提高,对信噪比的要求也在提高,因此匀场技术变得更加重要。

脉冲磁共振系统蕞重要的就是磁体，其作用是提供一个稳定的磁场环境。为了保证磁场均匀度，脉冲磁共振系统蕞重要的一个步骤就是：匀场。顾名思义就是通过匀场使磁场的强度均匀。而匀场的过程，主要调节的是梯度线圈的匀场电流。

脉冲磁共振为什么需要匀场？

首先回顾脉冲磁共振的基本理论：在一定磁场方向的前提下，施加垂直于主磁场方向的射频场将会使氢质子产生偏转，偏转后的恢复过程产生有用的脉冲磁共振信号。这个偏转，其实就是我们脉冲磁共振中的“共振”二字产生的。

脉冲磁共振磁场均匀性

脉冲磁共振磁场均匀性是指在没有检查对象时主磁场在特定的容积限度内磁场的同一性。在磁共振系统中，均匀性是以百万分之一（ppm）作为一个偏差单位来度量的。

脉冲磁共振技术原理

脉冲磁共振技术主要检测为H质子，也可以用于F信号测试。含H样品经过特定频率的射频激励后，产生核磁共振信号。H核磁共振信号对应有T1、T2两个主要参数，通过测试T1、T2弛豫时间并进行建模，可用于食品、农业、石油勘探、聚合物、固体脂肪含量…多方面研究。已有多种方法形成国际标准和行业标准方法。

绝热脉冲磁共振

绝热脉冲磁共振属于变温核磁，变温核磁可以在变温环境下原位检测样品。

核磁共振变温分析仪集T1、T2弛豫时间测试与磁共振成像技术于一体，结合样品在线变温模块及针对短驰豫弱信号采集开发的FLAT技术，可提供种类丰富的解决方案，能够对溶液、凝胶、固体、颗粒等状态样品进行无损的快速分析，特别适合过程监控、工艺优化、配方研究、老化固化评价等在线实验研究。

变温核磁仪器

绝热脉冲磁共振采用模块化设计，在传统的弛豫时间测试设备的基础上，结合了样品控温系统与成像系统，可用于高分子材料、食品、能源等领域的研究，模拟高温环境下，样品的物性变化，获得定性与定量的信息。

变温核磁共振分析仪性能特点：

1、2min完成测试，高灵敏度；

2、在线、无损、快速的技术；

3、无需试剂，可重复实验；

4、橡胶、弹性体、无机材料分析；

变温核磁共振分析仪产品功能：

1、定量检测：橡胶的交联密度、软硬段比例、增塑剂含量、含氟量

2、性能评价：颗粒分散、稳定性研究、竞争性吸附性能评价、亲疏水表征

3、核磁成像：橡胶及聚合物均一性研究、内部裂缝探测

4、可定制不同温度等：评价橡胶硫化、固化、老化过程、评价材料与液体作用过程

饱和脉冲磁共振

脉冲磁共振仪是用一个强的射频，以脉冲方式（一个脉冲中同时包含了一定范围的各种频率的电磁辐射）将样品中所有化学环境不同的同类核同时激发，发生核磁共振，同时接收核磁信号。

脉冲核磁共振仪

部分饱和脉冲序列是磁共振中蕞简单的脉冲序列，也被称作饱和恢复脉冲序列。但是，相对部分饱和脉冲序列而言，饱和恢复脉冲序列需要更长的重复时间。

有多个90°脉冲的部分饱和序列的示意图。连续两个90°脉冲之间的时间间隔被称之为重复时间，用TR表示。当TR小于5倍的T1时，自旋没有足够的时间完全恢复到平衡态，FID信号强度就小于蕞大值M0。

饱和脉冲磁共振：

磁化矢量M0受90°脉冲作用之后，在重复时间TR期间，体系发生弛豫，磁化矢量M0向平衡态恢复。为了测量与TR对应的磁化矢量，必须再次用90°脉冲激发该体系。

如果体系再次被激发时的时间间隔小于5倍的T1，那么所观测的磁化矢量将小于蕞大值M0，小多少则取决于TR与T1的比值。如果一个体系中含有多种拥有不同T1值的组分，就可以利用这个关系来减小样品中某些组分的信号，比如压制脂肪组织的信号。不同样品对一系列相等的90º脉冲的反映是不相同的，所以，在磁共振成像实验中，可以利用重复时间来改变图像的对比度。

使用部分饱和序列的实验中，样品的相对信号强度与弛豫时间的关系。TR是连续两个90脉冲之间的时间间隔，自旋恢复到平衡态的63%时所需时间为T1。弛豫时间T1为500毫秒的样品的相对信号强度强于弛豫时间T1为1500毫秒的样品。

脉冲磁共振成像

脉冲磁共振成像实验仪利用物理学方法将抽象的理论运用多媒体进行展示,使人们能够直观地了解到其成像效果,进而可以使我们迅速了解磁共振的成像原理。

脉冲磁共振成像原理

脉冲磁共振成像实验仪由多个部分组成,主要包括了磁铁、探头、开关放大器以及相位检波器等。探头内部主要包括了梯度线圈与射频线圈,其中,探头内部的梯度线圈能够实现空间相位编码和频率编码,而探头内部的射频线圈主要是将样品放入到射频线圈中,这样一方面能够达到旋转磁场的目的,另一方面还能够观察自由旋进信号的发射线圈和接收线圈。在观察自由旋进信号的时候,可以采用开关放大器将探头内的射频线圈与相位检波器进行连接,接下来,可以利用振荡器与射频脉冲发生器,从而获得相应的相位检波器与射频脉冲的射频基准。但是如果在采集上存在困难,那么可以利用相位检波器获得比较容易采集的低频信号。蕞终可以得到脉冲核磁共振成像所需要的相位精度。

脉冲核磁共振成像实验仪的磁体主要是采用微米精度加工技术而实现的,因此,通常情况下它的磁场均匀度相对比较高。同时,脉冲核磁共振成像实验仪利用恒温控制器对磁铁进行控制,因此,其稳定性比较高。此外,在DDS技术的支持下,射频电路的工作频率不仅具有较高的稳定度,同时还能够进行较大范围且高分辨率调节。

脉冲核磁共振的整个过程中,如果进行加载脉冲的操作,那么实际上就是脉冲的受激吸收过程。与此同时,可以发现,脉冲自由衰减的时候属于自发式辐射,同时还会出现受激辐射的现象。

脉冲磁共振成像技术已经广泛地应用于生物、医学以及物理学中,脉冲核磁共振实验仪不仅使人们了解到共振现象及各种脉冲序列的相关原理,同时也使人们充分认识到磁共振成像、成像原理及图像重建的数学处理方法。从而使人们对磁共振成像技术有一个更深入的认识。

其他资料：

低场磁共振和高场磁共振有什么区别

磁共振分析应用方面：

低场核磁主要用于测试分子与分子之间的动力学信息，过弛豫时间得到分子运动信息，分子与分子之间的作用信息；研究领域属亚微观领域（分子之间），可测定玻璃态转化温度、高分子材料交联密度、造影剂弛豫率、孔径分布及孔隙度等，广泛应用于食品工业、石油工业、医药工业、纺织工业、聚合物工业。

低场核磁使用永磁体，设备小型化，灵活易于移动，也不需要特别维护，易与其他设备或配件整合，满足在线高通量测试要求。低场核磁共振仪器费用低，仪器内部已做屏蔽，安装场地不需特殊处理。

高场核磁具有高灵敏度、高分辨率、高信噪比，但是对样品均匀度要求高，液体需要去离子化，固体需要是粉末状，而且仪器费用昂贵，安装需要专用场地，需要屏蔽设施，仪器需要液氮或液氦冷却，后续维护成本非常高；

磁共振成像应用方面：

低场磁共振一般指磁场强度小于0.5T的成像系统。由于磁场强度较小，低场磁共振成像仪器的价格始终，应用也非常广泛，可用于各类疾病模型的成像研究，如肿瘤、脊柱疾病、关节炎、肌肉创伤等。相比于高场磁共振，低场磁共振成本较低，设备易于维护，适用于各大行业。

高场磁共振一般指磁场强度大于1.5T的成像系统。由于磁场强度较高，高场磁共振成像信噪比高，可以提供更广泛和更详细的解剖学和生理学信息。高场磁共振成像适用于诊断各种疾病，如神经系统疾病、心血管疾病、肿瘤等，并且在医学领域广泛应用。然而，高场磁共振成本较高，设备维护和管理的难度也相对较高。

脉冲磁共振序列成像

脉冲磁共振成像实验仪利用物理学方法将抽象的理论运用多媒体进行展示,使人们能够直观地了解到其成像效果,进而可以使我们迅速了解磁共振的成像原理。

脉冲磁共振序列成像原理

脉冲磁共振成像实验仪由多个部分组成,主要包括了磁铁、探头、开关放大器以及相位检波器等。探头内部主要包括了梯度线圈与射频线圈,其中,探头内部的梯度线圈能够实现空间相位编码和频率编码,而探头内部的射频线圈主要是将样品放入到射频线圈中,这样一方面能够达到旋转磁场的目的,另一方面还能够观察自由旋进信号的发射线圈和接收线圈。在观察自由旋进信号的时候,可以采用开关放大器将探头内的射频线圈与相位检波器进行连接,接下来,可以利用振荡器与射频脉冲发生器,从而获得相应的相位检波器与射频脉冲的射频基准。但是如果在采集上存在困难,那么可以利用相位检波器获得比较容易采集的低频信号。蕞终可以得到脉冲核磁共振成像所需要的相位精度。

脉冲核磁共振成像实验仪的磁体主要是采用微米精度加工技术而实现的,因此,通常情况下它的磁场均匀度相对比较高。同时,脉冲核磁共振成像实验仪利用恒温控制器对磁铁进行控制,因此,其稳定性比较高。此外,在DDS技术的支持下,射频电路的工作频率不仅具有较高的稳定度,同时还能够进行较大范围且高分辨率调节。

脉冲核磁共振的整个过程中,如果进行加载脉冲的操作,那么实际上就是脉冲的受激吸收过程。与此同时,可以发现,脉冲自由衰减的时候属于自发式辐射,同时还会出现受激辐射的现象。

脉冲磁共振成像技术已经广泛地应用于生物、医学以及物理学中,脉冲核磁共振实验仪不仅使人们了解到共振现象及各种脉冲序列的相关原理,同时也使人们充分认识到磁共振成像、成像原理及图像重建的数学处理方法。从而使人们对磁共振成像技术有一个更深入的认识。

什么是脉冲磁共振?

核磁磁共振技术分类：核磁共振仪按扫描方式不同可分为两大类：一类是连续波核磁共振仪，另一类是脉冲磁共振仪。

连续波核磁共振仪是指射频的频率或外磁场的强度是连续变化的，即进行连续扫描，一直到被观测的核依次被激发发生核磁共振。

脉冲磁共振仪是用一个强的射频，以脉冲方式（一个脉冲中同时包含了一定范围的各种频率的电磁辐射）将样品中所有化学环境不同的同类核同时激发，发生核磁共振，同时接收核磁信号。

脉冲磁共振仪

脉冲磁共振仪优点：

脉冲磁共振仪对应的脉冲时间短，每次脉冲的时间间隔一般仅为几秒。许多在连续波仪器上无法做到的测试可以在脉冲傅里叶变换共振仪上完成。

脉冲磁共振仪的组成：

脉冲磁共振仪由磁体、探头、射频单元、谱仪、控制系统几个部分组成。磁体单元主要提供稳定的磁场环境；探头线圈用于样品激发和信号采集；射频单元对射频信号进行放大；谱仪系统+控制系统与软件通讯，根据软件的参数设置产生对应的射频信号已经进行磁共振信号处理。脉冲磁共振仪的结构如下图：

脉冲磁共振仪的应用：

脉冲磁共振仪是核磁共振仪当中应用最为广泛的一类产品，低场脉冲核磁共振仪的共振频率一般为21MHz，脉冲核磁共振仪器可以用于科研和工业生产中。脉冲磁共振仪已经广泛应用于食品、农业、材料、岩土、能源、生命科学等领域。比如脉冲磁共振仪可以用来分析某一地区的地质勘探信息，对于普通常规的岩心，可以进行内部流体成像和属性分析，满足地质勘探的需要，可获得诸如渗透率、流体、饱和度等参数，对能源勘探具有重大意义。

什么叫脉冲磁共振技术?

核磁磁共振技术分类：核磁共振仪按扫描方式不同可分为两大类：一类是连续波核磁共振仪，另一类是基于脉冲磁共振技术的脉冲核磁共振仪。

连续波核磁共振仪是指射频的频率或外磁场的强度是连续变化的，即进行连续扫描，一直到被观测的核依次被激发发生核磁共振。

基于脉冲磁共振技术的脉冲核磁共振仪是用一个强的射频，以脉冲方式（一个脉冲中同时包含了一定范围的各种频率的电磁辐射）将样品中所有化学环境不同的同类核同时激发，发生核磁共振，同时接收核磁信号。

脉冲核磁共振仪

脉冲磁共振技术优点：

脉冲磁共振技术对应的脉冲时间短，每次脉冲的时间间隔一般仅为几秒。许多在连续波仪器上无法做到的测试可以在脉冲傅里叶变换共振仪上完成。

基于脉冲磁共振技术的脉冲核磁共振仪组成：

脉冲核磁共振仪由磁体、探头、射频单元、谱仪、控制系统几个部分组成。磁体单元主要提供稳定的磁场环境；探头线圈用于样品激发和信号采集；射频单元对射频信号进行放大；谱仪系统+控制系统与软件通讯，根据软件的参数设置产生对应的射频信号已经进行磁共振信号处理。脉冲核磁共振仪对结构如下图：

脉冲磁共振技术的应用：

脉冲核磁共振仪是核磁共振仪当中应用最为广泛的一类产品，低场脉冲核磁共振仪的共振频率一般为21MHz，脉冲核磁共振仪器可以用于科研和工业生产中。脉冲磁共振技术已经广泛应用于食品、农业、材料、岩土、能源、生命科学等领域。比如脉冲核磁共振仪可以用来分析某一地区的地质勘探信息，对于普通常规的岩心，可以进行内部流体成像和属性分析，满足地质勘探的需要，可获得诸如渗透率、流体、饱和度等参数，对能源勘探具有重大意义。

低场磁共振自由水和结合水信号

什么是自由水与结合水？

自由水又称体相水，滞留水，不被细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。结合水是指在细胞内与其他物质结合在一起的水。水是极性分子，氧侧带部分负电荷，氢侧带部分正电荷，因此水分子很容易与其他极性分子间形成氢键。如氨基、竣基、羟基等均可与水结合，成为结合水。所有结合水不再能溶解其他物质，较难流动。

自由水是指在生物体内或细胞内可以自由流动的水，是良好的溶剂和运输工具。如人和动物血液中含水83%,多为自由水，可把营养物质输送到各个细胞,又把细胞产生的代谢废物运到排泄器官。它的数量制约着细胞的代谢强度。如呼吸速度、光合速度、生长速度等。自由水占总含水量百分比越大则代谢越旺盛。

心肌含水79%,与血液含水量相差不多，但所含的水均为结合水，故呈坚实的形态。结合水不参与代谢作用，然而植物中结合水的含量与植物抗性大小有密切关系。即使干燥的成熟种子也保持约25%左右的水即结合水，这时原生质呈半凝固的凝胶状态，生理活性降到蕞低程度，但原生质的基本结构还可以保持并可 抵抗干旱和寒冷等不良环境。

自由水和结合水的区分不是jue对的，两者在一定条件下可以相互转化。如血液凝固时，自由水就变成了结合水。

低场磁共振自由水和结合水信号检测：

低场核磁也叫时域核磁，用于测试分子与分子之间的动力学信息，例如用低场核磁共振测自由水结合水。自由水与结合水中H所处的状态不同，水分子的运动性差异很大，对应的弛豫时间差别也非常大，通过低场核磁共振技术可以灵敏地检测自由水结合水。一般自由水对应的弛豫时间长，结合水对应的弛豫时间短。

低场核磁共振设备主要是检测样品中的H质子。将样品放入磁场中之后，通过发射一定频率的射频脉冲，使H质子发生共振，H质子吸收射频脉冲能量。当射频脉冲结束之后，H质子会将所吸收的射频能量释放出来，通过的线圈就可以检测到H质子释放能量的过程，这也就是核磁共振信号。对于性质不同的样品，其能量释放的快慢是不同的，通过这些信号差别就可以寻找规律，研究样品内部性质。

NMI20系列低场核磁共振成像分析仪（带变温系统）

低场磁共振自由水和结合水区别

什么是自由水与结合水？

自由水又称体相水，滞留水，不被细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。结合水是指在细胞内与其他物质结合在一起的水。水是极性分子，氧侧带部分负电荷，氢侧带部分正电荷，因此水分子很容易与其他极性分子间形成氢键。如氨基、竣基、羟基等均可与水结合，成为结合水。所有结合水不再能溶解其他物质，较难流动。

自由水是指在生物体内或细胞内可以自由流动的水，是良好的溶剂和运输工具。如人和动物血液中含水83%,多为自由水，可把营养物质输送到各个细胞,又把细胞产生的代谢废物运到排泄器官。它的数量制约着细胞的代谢强度。如呼吸速度、光合速度、生长速度等。自由水占总含水量百分比越大则代谢越旺盛。

心肌含水79%,与血液含水量相差不多，但所含的水均为结合水，故呈坚实的形态。结合水不参与代谢作用，然而植物中结合水的含量与植物抗性大小有密切关系。即使干燥的成熟种子也保持约25%左右的水即结合水，这时原生质呈半凝固的凝胶状态，生理活性降到蕞低程度，但原生质的基本结构还可以保持并可 抵抗干旱和寒冷等不良环境。

自由水和结合水的区分不是jue对的，两者在一定条件下可以相互转化。如血液凝固时，自由水就变成了结合水。

低场磁共振自由水和结合水区别检测：

低场核磁也叫时域核磁，用于测试分子与分子之间的动力学信息，例如用低场核磁共振测自由水结合水。自由水与结合水中H所处的状态不同，水分子的运动性差异很大，对应的弛豫时间差别也非常大，通过低场核磁共振技术可以灵敏地检测自由水结合水。一般自由水对应的弛豫时间长，结合水对应的弛豫时间短。

低场核磁共振设备主要是检测样品中的H质子。将样品放入磁场中之后，通过发射一定频率的射频脉冲，使H质子发生共振，H质子吸收射频脉冲能量。当射频脉冲结束之后，H质子会将所吸收的射频能量释放出来，通过的线圈就可以检测到H质子释放能量的过程，这也就是核磁共振信号。对于性质不同的样品，其能量释放的快慢是不同的，通过这些信号差别就可以寻找规律，研究样品内部性质。

NMI20系列低场核磁共振成像分析仪（带变温系统）

低场磁共振中结合水和自由水

什么是自由水与结合水？

自由水又称体相水，滞留水，不被细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。结合水是指在细胞内与其他物质结合在一起的水。水是极性分子，氧侧带部分负电荷，氢侧带部分正电荷，因此水分子很容易与其他极性分子间形成氢键。如氨基、竣基、羟基等均可与水结合，成为结合水。所有结合水不再能溶解其他物质，较难流动。

自由水是指在生物体内或细胞内可以自由流动的水，是良好的溶剂和运输工具。如人和动物血液中含水83%,多为自由水，可把营养物质输送到各个细胞,又把细胞产生的代谢废物运到排泄器官。它的数量制约着细胞的代谢强度。如呼吸速度、光合速度、生长速度等。自由水占总含水量百分比越大则代谢越旺盛。

心肌含水79%,与血液含水量相差不多，但所含的水均为结合水，故呈坚实的形态。结合水不参与代谢作用，然而植物中结合水的含量与植物抗性大小有密切关系。即使干燥的成熟种子也保持约25%左右的水即结合水，这时原生质呈半凝固的凝胶状态，生理活性降到蕞低程度，但原生质的基本结构还可以保持并可 抵抗干旱和寒冷等不良环境。

自由水和结合水的区分不是jue对的，两者在一定条件下可以相互转化。如血液凝固时，自由水就变成了结合水。

低场磁共振中结合水和自由水检测：

低场核磁也叫时域核磁，用于测试分子与分子之间的动力学信息，例如用低场核磁共振测自由水结合水。自由水与结合水中H所处的状态不同，水分子的运动性差异很大，对应的弛豫时间差别也非常大，通过低场核磁共振技术可以灵敏地检测自由水结合水。一般自由水对应的弛豫时间长，结合水对应的弛豫时间短。

低场核磁共振设备主要是检测样品中的H质子。将样品放入磁场中之后，通过发射一定频率的射频脉冲，使H质子发生共振，H质子吸收射频脉冲能量。当射频脉冲结束之后，H质子会将所吸收的射频能量释放出来，通过的线圈就可以检测到H质子释放能量的过程，这也就是核磁共振信号。对于性质不同的样品，其能量释放的快慢是不同的，通过这些信号差别就可以寻找规律，研究样品内部性质。

NMI20系列低场核磁共振成像分析仪（带变温系统）