核磁共振的临床应用

核磁共振的临床应用（通用8篇）

篇1：核磁共振的临床应用

核磁共振技术在有机化学构型等方面的应用

摘要: 本文综述了核磁共振在复杂分子结构解析、光学活性化合物构型确定、有机合成反应机理研究、组合化学、高分子化学等方面的应用进展。关键词: 核磁共振、化学构型 1 概述

核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance ,NMR)现象是1946 年由哈佛大学的伯塞尔(E.M.Purcell)和斯坦福大学的布洛赫(F.Bloch)用不同的方法在各自的实验室里观察到的[1]。六十年来,核磁共振波谱技术取得了极大的进展和成功.检测的核从1H 到几乎所有的磁性核;仪器不断向更高频率发展;从连续波谱仪到脉冲傅立叶变换谱仪,并随着多种脉冲序列的采用而发展了各种二维谱和多量子跃迁测定技术;固体高分辨核磁技术和核磁共振成像技术的出现[2]。随着这些实验技术的迅速发展,核磁共振的研究领域不断扩大。核磁共振提供分子空间立体结构的信息,是分析分子结构和研究化学动力学的重要手段。在化学领域,核磁共振为化学家提供了认识未知世界的有效途径。应用核磁共振确定有机化合物绝对构型

有机化学家常常需要确定合成或分离得到的光学活性化合物的绝对构型。应用核磁共振方法测定有机化合物的绝对构型,主要是测定R和S手性试剂与底物反应的产物的1 H 或13 C NMR 化学位移数据,得到Δδ值与模型比较来推定底物手性中心的绝对构型[3]。包括应用芳环抗磁屏蔽效应确定绝对构型的NMR 方法和应用配糖位移效应确定绝对构型的NMR 方法。表中,将计算的Δδ值与表中的配糖位移效应比较,确定底物仲醇手性中心的绝对构型。2.1 芳环抗磁屏蔽效应确定绝对构型

利用芳环抗磁屏蔽效应测定有机化合物绝对构型最为典型的方法是应用1 H

1NMR 和应用19 F NMR 的Mosher 法[4-5]。H NMR 的Mosher 法是将仲醇(或伯胺)分别与(R)和(S)-MTPA(α2甲氧基三氟甲基苯基乙酸)反应形成酯(Mosher 酯),然后比较(R)和(S)-MTPA 酯的1 H NMR 得到Δδ(Δδ=δS-δR), 在与Mosher 酯的构型关系模式图比较的基础上,根据Δδ的符号来判断仲醇手性碳的绝对构型。19 F NMR 的Mosher 法的应用前提是β位取代基的立体空间大小不同。通常情况下,两个非对映异构体(R)和(S)-MTPA 酯中其它影响19 F NMR化学位移因素是相对固定的,19 F NMR 化学位移的不同主要是由于两个非对映异构体中羰基对19 F 的各向异性去屏蔽作用不同引起。通过比较(R)和(S)-MTPA 酯的19 F NMR 的化学位移值结合模型图确定手性中心的绝对构型。2.2 配糖位移效应确定绝对构型

应用配糖位移效应通过核磁共振可确定二级羟基绝对构型,如运用13 C 的配糖位移效应来测定仲醇的绝对构型[6-7]。这种方法包括5 个步骤(13 CNMR 图谱在吡啶里测定):测定仲醇的13 CNMR 图谱;合成仲醇β-D-或α-D-葡萄吡喃配糖体;测定β-D-或α-D-葡萄吡喃配糖体的13 CNMR 图谱;计算葡萄糖单元端基碳、仲醇α碳和两个β碳的配糖位移;将已知绝对构型的仲醇的配糖位移Δδ值总结列于表中,将计算的Δδ值与表中的配糖位移效应比较,确定底物仲醇手性中心的绝对构型。3 应用核磁共振解析复杂化合物结构

核磁共振技术是复杂化合物结构解析最为主要的技术。利用该技术可以获得化合物丰富的分子结构信息,广泛应用于天然产物的结构解析。其近期技术革新主要在于以下几个方面:探头、线圈和核磁管相关技术、固相核磁新技术、核磁共振

[8]。在天然产物分析中,核磁共振仪的检出限较其它波谱分析仪器为高,这对于产率较低的天然产物化合物来说无疑是一种瓶颈制约因素。所以,研究和发展新的核磁共振技术来降低检出限就显得尤为重要。除了提高有限的磁场强度外,更多集中在对核磁共振仪的探头、线圈和核磁管等的改进。常规的5 mm 核磁管及相匹配的探头、线圈在NMR 谱测定时所需样品一般在mg 级以上。近年来逐步发展了微量核磁管及相匹配的探头、线圈,使得样品的检出限大为降低,达到μg 级,甚至ng 级。有关探头、线圈和核磁管相关技术的最新典型应用是Rus2sell 等应用3 mm 低温探头在500 MHz 核磁共振仪上测定了溶解在150μL 氘代苯中的40μg 士的宁的HSQC 谱,在相同的信噪比下比应用传统探头下所需积分时间降低12—16倍[9 ]。此技术对于解析质量和容积有限的复杂天然化合物样品结构具有非常大的优点。4 核磁共振在有机合成反应中的应用

核磁共振技术在有机合成中不仅可对反应物或产物进行结构解析和构型确定,在研究合成反应中的电荷分布及其定位效应、探讨反应机理等方面也有着广泛应用。

4.1 研究合成反应中的电荷分布及其定位效应

配合物中金属离子与配体的相互作用强弱虽然可以用紫外光谱、红外光谱、电化学等方法来研究和表征,但核磁共振谱能够精细地表征出各个H 核或C 核的电荷分布状况,通过研究配合物中金属离子与配体的相互作用,从微观层次上阐释配合物的性质与结构的关系。芳环上原子周围的电子云密度大小可以通过化学位移值得到反映,芳环碳上的电子云密度大小又与其连接取代基的电子效应有关,取代基对苯环的影响为诱导效应和共轭效应的综合。可以通过单取代苯的13 C 化学位移计算常见基团的诱导效应、共轭效应及电子效应,进而根据电子效应强度值定量地表征定位效应、定位规律和苯环的活化与钝化[10 ]。4.2 推测反应机理

有机合成反应对反应机理的研究主要是对其产物结构的研究和动力学数据的推测来实现的。1H NMR 可以由积分曲线得到总质子数和部分质子数,以及由化学位移鉴别羧酸、醛、芳烃(有取代)烷基、链烷基的质子和杂原子,断定邻接不饱和键等的甲基、亚甲基和次甲基的相关氢信息,从自旋2偶合讨论邻接基团, 或鉴别C1 至C4 的各种烷基结构;而13 C NMR 则可以确定碳数,同时还可以从碳的偏共振去偶法确定键合于碳上的氢数,以及鉴别SP3碳、SP2碳和羧基碳,并由羧基碳的化学位移等确定羰基碳的种类, 还可以确定甲基、芳基取代基的种类等获得相关碳的杂化形式、碳的骨架等信息[11]。核磁共振技术在组合化学中的应用

组合化学的飞速发展拓展了常规固相NMR 技术的空间,出现了新的超微量探头。魔角自旋技术(magic angle spinning , MAS)的应用和消除复杂高聚物核磁共振信号的脉冲序列技术的出现,已经可以保证获得与液相NMR 相同质量的图谱。高通量NMR 技术已经用于筛选组合合成的化合物库,成为一种新的物理筛选方法。5.1 核磁共振在固相合成的应用

固相合成的特征是以聚合树脂为载体,载体与欲合成化合物之间连有官能团连接桥,欲合成分子通过连接桥逐步键合到树脂上,最终产物通过特定的切割试剂切落下来。固相合成发展的一个主要障碍是缺少可以对反应历程进行实时监测的简单、快速、无破坏性的分析方法。核磁共振光谱法是鉴定有机化合物结构的重要手段之一。但是,对于与固相载体相连的化合物来说,高聚物的流动性有限,载体上有

机分子的流动性也很有限,这都会使谱线变宽,分辨率下降。另外,载体骨架产生的背景信号会掩盖化合物的信号峰,使之难以辨别。近年来,魔角自旋技术解决了这方面的困难,魔角自旋是指在偏离静态磁场54.7°下旋转样品,这个角度能将偶极偶合平均到零,消除了因固体或非均相溶液中磁化率的不同和样品表面以及边缘磁化率的不连续性造成的谱线加宽。魔角自旋技术与一系列新技术在固相NMR 中的广泛应用,使谱图分辨率和谱线质量得到很大地提高。目前,已经有多种固相NMR 技术应用于合成研究中。如HR/ MAS-NMR 可以直接跟踪固相有机合成反应,为快速优化组合合成的化学反应条件提供了一个新方法[12 ]。6 结束语

随着科学的进步和现代仪器的发展,核磁共振技术的发展很快。通过与计算机科学的完美结合,核磁共振正在成为发展最迅猛、理论最严密、技术最先进、结果最可靠的一门独立系统的分析学科[14] ,不仅应用于化学学科各领域,而且广泛渗透到自然科学、医学应用和工业应用等各个方面,成为一个异常广阔的谱学研究领域。参考文献

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篇2：核磁共振的临床应用

核磁共振现象早在1936年就被人们所预测，而1945年哈佛大学Purcell小组和斯坦福大学Bloch小组几乎同时观测了石蜡和水中质子的信号因此获1952年诺贝尔物理奖；50年代发现化学位移和自旋—自旋耦合；60年代提出快速FT变换方法；利用不同的脉冲组合获得特定的分子结构信息：驰豫时间，共振峰的分类（DEPT，INEPT）；70年代发现二维核磁；80年代600MHz核磁共振仪问世；90年代脉冲场梯度技术；高灵敏度的超导探头；流动注射核磁技术；高压核磁技术；丰富的多维脉冲序列等多种新手段的使用更是促进了核磁共振技术在化学领域中的应用。核磁共振技术作为分析物质的化学组成、结构及其变化的重要手段之一, 可深入探测物质内部而不破坏样品, 并具有准确、快速和对复杂样品不需预处理就能进行分析等特点.经过60 多年的发展, 核磁共振技术形成了两个主要学科分支, 即核磁共振波谱(NMR)和磁共振成像(MRI).随着磁场强度的提高, 信号检测(硬件和信号处理)、脉冲实验、自旋标记等技术的进步, 困扰核磁共振的低灵敏度的问题已大大改善.现今, 核磁共振已广泛应用于化学、生物学、医学、食品以及材料科学等诸多学科领域, 成为在这些领域开展研究工作的有力工具, 成为一种不可或缺的分析与测量手段.一、核磁共振技术简介

核磁共振是指处于外磁场中的物质原子核系统受到相应频率的电磁波作用时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。检测电磁波被吸收的情况就可以得到核磁共振波谱。其中最重要的一个概念是化学位移。化学位移的差别约为百万分之十，精确测量十分困难，现采用相对数值。以四甲基硅（TMS）为标准物质，规定：它的化学位移为零，然后，根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值。

二、影响化学位移的因素

影响化学位移的因素有多种，现在简单介绍如下。诱导效应

分子中某一氢核的化学位移与该核外层的电子云密度有很大的关系，电子云密度越大，所产生的感应磁场越大，核的实受磁场越弱，即受到的屏蔽作用越大。通常把电负性引起的去屏蔽作用叫做诱导效应。与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，价电子偏离质子，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现。

共轭效应

苯环上的氢被推电子基（如CH3O）取代，由于p-共轭，使苯环的电子云密度增大，值高场位移。拉电子基（如C=O，NO2）取代，由于-共轭，使苯环的电子云密度降低，值低场位移。

各向异性效应

分子中氢核与某一功能基的空间关系会影响其化学位移值，这种影响称各向异性。如果这种影响仅与功能基的键型有关，则称为化学键的各向异性。是由于成键电子的电子云分布不均匀性导致在外磁场中所产生的感生磁场的不均匀性引起的。

范德华效应（空间效应）

两个原子的空间距离很近时。具有负电荷的电子云会互相排斥，使这些原子周围的电子云减少，屏蔽作用减小，d值增大。

氢键

氢键的形成减少了质子周围的电子云密度，削弱对氢键质子的屏蔽，使共振吸收移向低场。

溶剂效应

实验证明，同一个样品在不同溶剂中测定的核磁共振谱图会有所差异，这是因为有些溶剂如苯、吡啶等本身存在亲核或亲电子中心，可与样品形成“瞬间复合物”，改变了有关质子的实际存在状态，从而使其化学位移有所漂移。

三、核磁共振技术在化学领域的应用

核磁共振广泛应用于各行各业，在世界的许多大学、研究机构和企业集团，都町以听到核磁共振这个名词，其用途日益广泛。

3．1在有机化学中的应用 3．1．1在分子结构测定中的应用

核磁共振技术发展得最成熟、应用最广泛的是氢核共振，可以提供化合物中氢原子化学位移，氢原子的相对数目等有关信息，为确定有机分子结构提供依据。

迄今，利用高分辨核磁共振谱仪已测定了上万种有机化合物的核磁共振谱图，许多实验室都出版谱图集。分析一个化合物的结构时，一般仅需做个氢谱、碳谱、极化转移谱，更多时候除了一维谱还需要做一系列二维谱：氢-氧化学位移相关谱、碳-氢化学位移相关谱、远程化学位移相关谱或做氢检测的异核多键相关谱、氢检测的异核多量子相关谱等。

对于简单分子的结构，根据以上谱图解析就能确定，对于全然未知物的结构，还需结合其它的一些数据，如：质谱、红外、元素分析等。

3．1．2在有机合成反应中的应用

核磁共振技术在有机合成中，不仅可对反应物或产物进行结构解析和构型确定，在研究合成反应中的电荷分布及其定位效应、探讨反应机理等方面也有着广泛应用。核磁共振波谱能够精细地表征出各个氢核或碳核的电荷分布状况，通过研究配合物中金属离子与配体的相互作用，从微观层次上阐明配合物的性质与结构的关系，对有机合成反应机理的研究重要是对其产物结构的研究和动力学数据的推测来实现的。

3．2在高分子化学中的应用

核磁共振技术在高分子聚合物和合成橡胶中的应用包括共混及三元共聚物的定性、定量分析、异构体的鉴别；端基表征；官能团鉴别；均聚物立规性分析；序列分布及等等规度的分析等。

液体高分辨核磁共振可以提供聚合物的信息有：(1)聚合物类型的鉴定，不同单体生成的聚合物，虽然同为大分子碳氢化合物，但其共振谱是不完全相同的；(2)有关聚合物链的异构化信息，聚合物链的构型对其物理、化学性质影响很大，辨明链的构型有着重要的意义；(3)其他重要信息，通过13C-NMR谱可以分别研究其不同单元组的序列分布、交替度和不同反应条件下聚合过程链活动度变化等聚合物微观结构信息。

3．3核磁共振技术在药物化学研究中的应用

在药物研发的过程中起着重要作用，可以进行药物设计。通过NMR技术进行配体的筛选，在确定药物的有效性等方面有着广泛的应用。核磁共振技术在活性药物化合物的筛选方面有着巨大的潜力，尤其在基于靶分子的筛选能够节省大量的时间和费用及其发现活性化合物方面的有效性是其它方法所不可替代的。

核磁共振技术在体内药物分析中也有较广泛的应用，具有简便性、无损伤性、连续性、高分辨性等优点。

此外还有因定量核磁共振技术测定过程简单、分析快速，逐渐地应用于药物质量控制和新药研发中。

3．4核磁共振技术在物理化学中应用

核磁共振技术在物理化学中可以用于基本化学结构的确定、立体构型和构想的确定；化学反应机理研究、反应速度、化学平衡及平衡常数的测定；溶液中分子的相互作用及分子运动的研究(氢键相互作用、分子链的缠结、胶束的结构等)；分子构象及运动性能研究；多相聚合物的相转变、相容性及相尺寸研究。

四、小结

篇3：核磁共振的临床应用

1数据与方法

1.1 临床数据

选取2009年2月—2011年2月来我院接受肝纤维化治疗的患者40例, 其中男26例, 最大年龄65岁, 最小年龄39岁, 平均年龄 (52±4.3) 岁;女14例, 最大年龄63岁, 最小年龄38岁, 平均年龄 (51±4.9) 岁。这40例患者中, 13例患者为肝硬化, 作为肝硬化组;12例患者为中重度肝纤维化, 作为中重度纤维化组;8例患者为轻度肝纤维化, 作为轻度纤维化组;7例患者肝脏正常, 作为正常组。

1.2 方法

1.2.1 临床检查方法。

采用GE Signa Excite 3.0T超导型核磁共振扫描仪对每一位患者进行检查。检查前每一位检查者需保持空腹状态4h以上, 检查时患者取仰卧位。先进行常规MRI肝脏扫描程序 (即冠状位FIESTA序列、T2WI脂肪抑制序列及T1WI同反相位序列) 。采用LAVA技术进行动态增强, 使用高压注射器经患者的肘静脉团注0.2 mmol/kg的Gd.DTPA, 注射速率为4 ml/s, 随即以4ml/s速率注射21 ml生理盐水冲管[3]。每一位患者均进行4期扫描 (每期包含3次连续扫描, 即共扫描12个时相) 。使用GE ADW4.3工作站对每一位患者的动态增强的原始数据进行分析, 使用Functool软件包中的SER对获得的图像进行分析。

1.2.2 临床疗效评价。

以各组患者肝实质部位的TIC、TTP、评价峰高、信号上升的最大斜率 (MSI) 和信号下降的最大斜率 (MSD) 作为评价指标[4]。

2结果

各组患者的评价指标比较结果见表1。

3讨论

笔者通过临床研究发现, 核磁共振动态增强成像技术可动态的反映患者肝纤维化的血液流变学变化, 其中MSI、MSD、TIC值与患者肝纤维化程度呈负相关, 即患者的MSI、MSD、TIC值越高, 患者的肝纤维化程度越低;TTP与肝纤维化程度呈正相关, 即患者的TTP值越高, 患者的肝纤维化程度越严重。通过对TIC参数的灵活应用及多参数的综合分析, 可有效地提高肝纤维化诊断结果的准确性。

总之, 核磁共振动态增强成像技术是一种优秀的无创肝纤维化程度评价的新型影像学方法, 可以对肝纤维化程度进行准确的诊断, 具有临床应用价值。

参考文献

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[3]管生, 赵卫东, 周康寨, 等.肝炎、肝纤维化和早期肝硬化阶段肝脏CT灌注实验动物的初步研究 (J) .中华放射学杂志, 2005, 39 (8) :877, 881.

篇4：核磁共振的临床应用

关键词 TIA 脑血栓 弥散成像序列

资料与方法

病例选择：病例为三级医院门、急诊超早期脑梗死首次发作的患者44例。其中男27例，女17例，平均年龄为62.45岁。均经头颅CT检查排除了脑出血或者其他疾病，发病在6小时以内。

检查设备：采用安科OPEN MARK 3000型0.3T磁共振扫描仪。常规磁共振扫描包括：T1W1(TR=300ms,TE=16ms), T2W1(TR=5000ms,TE=102ms),矩阵192×512,FOV256 cm2。FOV256cm2,DWI采用SE回波序列的平面回波成像TR=300ms,TE=119ms,矩阵60×256，FOV256 cm2，分别在层面选择、相位编码和频率编码方向上加弥散敏感梯度场。

图象分析：常规磁共振T2W1像超早期正常，DWI表现为高信号的为阳性，等信号为阴性。

临床评价：采用1996年中华医学会脑血管病分类标准，判断脑血栓和短暂性脑缺血发作（TIA）。观察时间为24小时。

结 果

结果见表。

观察24小时DWI阳性的患者，出现脑血栓为21例，有6例阳性结果但也在24小时内恢复，表现为TIA。DWI阴性有2例表现为脑血栓，其他为TIA。

经过统计学分析脑血栓患者与TIA患者在超早期的DWI表现有显著差异P＜0.05，在24小时以内判断TIA或者脑血栓形成DWI阳性和DWI阴性结果有显著性差异。

讨 论

MR弥散加权成像（DWI）是近年来出现的MR功能成像序列之一，是唯一反映出水分子弥散特性的MR成像方法。目前超急性脑梗死（发病6小时以内）的诊断、治疗正在处于发展当中。应用DWI技术诊断超早期脑梗已经得到广泛的公认。DWI可以早期发现病灶，但是对于TIA和脑血栓形成的时间观念我们有24小时的界限，而在24小时以内TIA和脑血栓形成？我们缺乏有效的标准，也缺乏临床的量化指标，TIA溶栓治疗价值如何判断?

DWI异常高信号提示弥散异常可能出于细胞内外水分分配比例变化所引起，超早期脑组织细胞膜离子泵就会发生功能障碍，导致细胞毒性水肿，细胞外水向细胞内移［2］，故梗死形成和短暂性脑缺血发作在细胞水平的表现不一致，出现了DWI阳性和DWI阴性的差异性。Schlaug等定义缺血半暗带是围绕弥散核心的组织，它具有血流灌注减少的特征，其变化是动态的，但是其确切的病理生理基础目前尚不清楚。我们临床目的是保护半暗带，早期溶栓治疗，促进脑功能的恢复［１］。Baird曾论证过MRI扫描脑组织缺血损伤较早期DWI扫描缺血损伤有显著扩大。他们是针对DWI阳性的，要结合时间和DWI的变化，随着时间的推移，DWI的体积和阳性率应该明显增加。我们临床很难掌握的标准就是TIA和脑梗死，灌注成像在超早期脑梗死以及半暗带的判断方面结合DWI有意义，但是我们应用DWI判断TIA或者脑梗死也是一种有意义的方法。通过我们临床观察，在超早期我们利用很短的时间给患者做DWI可以分析判断是不是TIA或者脑血栓形成，有一定的临床指导意义。对于我们现今在做的溶栓治疗制定相对的参考指标,我们可以对6小时以内的溶栓时间提出宽限。我们也可以在医疗保护方面提供证据。但是我们临床观察例数少，还需要继续积累资料，理论需要进一步的完善、加强。

参考文献

1 韩鸿宾，谢敬霞.MR扩散成像在脑梗死早期诊断中的应用.中华放射学杂志，1998,32（6）:384~386

篇5：核磁共振的临床应用

磁共振成像是近年来开展的一种有价值的新技术，其优点在于参数多，可取任意方位成像，而且组织分辨率高，无创伤，不但能显示形态学的改变，亦可反映组织器官的功能性变化，有可能提供生化过程的信息和动态的定量资料。

mru的研究开始于1986年，henning首先用于神经系统疾病的诊断。我们体会mru存在一定的局限性：①不利于评价肾功能；②由于采用mip重建，必然有部分信息损失，造成对较小充盈缺损病变(如小的结石或肿瘤)的漏诊；③不能动态显影，肾盏显影图像较差；④输尿管下段与膀胱重叠部位的病变诊断较为困难；⑤检查费用较为昂贵。

mra是应用磁共振成像技术对血管和血流进行描述及其特征的显示。目前认为数字减影血管造影术是血管造影的金标准，但仅能显示血管内腔，对血流依赖性较弱，存在栓塞、血管损伤、腹股沟区血肿、感染及心肺并发症之可能。而mra可评价血管壁和血管周围组织，反映的是血流信息，属无损伤性检查。我们认为mra在泌尿外科主要用于以下3个方面：①磁共振静脉成像，可探查下腔静脉有无癌栓，为治疗方案提供有价值的依据。本组4例肾癌患者行磁共振下腔静脉成像未见癌栓，后均经手术证实。②筛选肾动脉狭窄。本组4例高血压患者肾动脉近段均未见狭窄，其中1例后经数字减影血管造影术检查发现肾动脉狭窄，即予手术切除。③可使术者掌握肾血管解剖情况，了解有无副肾动脉，可为捐肾者及肾切除患者手术方案的选择提供依据。本组4例肾癌患者术中均未发现副肾动脉，与术前mra表现一致。尽管mra优点明显，但亦存在一些限制：①检查时，患者需较长时间保持完全不动，呼吸稍粗即易造成伪影；②外科手术后钳夹血管即引起局部信号消失，产生明显伪影，影响分析；③对肾动脉远段显影较差；④存在一定假阳性，对病变范围有放大作用。

磁共振双成像是将mru及mra图像叠加而成，可三维立体多方位旋转观察，展示正常解剖结构的空间关系。在泌尿外科范围之内，mru和下腔静脉、腹主动脉双成像可以了解输尿管和下腔静脉、腹主动脉等腹膜后结构的相互关系，可明确诊断腔静脉后输尿管等解剖变异及先天性畸形。本组2例为排除腔静脉后输尿管行磁共振双成像，未见输尿管缠绕下腔静脉影像。与常规磁共振图像结合观察，磁共振双成像可以了解腹膜后肿瘤侵犯的范围及与输尿管、下腔静脉和腹主动脉的关系，为手术方案的制定提供可靠依据。目前影响磁共振双成像应用的主要问题之一为检查费用高，性能价格比尚不理想。相信随着技术和设备水平的不断提高，磁共振检查费用会逐渐下降。现代医学对影像学的要求越来越高，追求的目标是全面、快速、准确和无创。磁共振成像作为近年来一种有价值的新技术，已倍受临床注目。mru、mra及双成像技术不断得到开发和利用，在泌尿外科临床应用方面取得了较大发展，还需要进一步发挥其潜能。资料与方法

1.1 一般资料

泌尿外科疾病组31例，男18例，女13例，年龄9～75岁，平均51岁。病种包括上尿路结石11例，肾盂输尿管连接部梗阻4例，肾囊肿2例，肾癌4例，输尿管癌3例，膀胱癌2例，后尿道憩室1例，高血压患者4例(肾动脉狭窄1例)。正常对照组6例，男3例，女3例，年龄25～70岁，平均46.4岁。两组均采用美国ge公司生产的vectra 0.5 t超导型磁共振成像机。1.2 成像方法

mru成像方法：采用体线圈进行冠状位扫描后用最大强度投影法(mip)进行重建并多方位成像。扫描采用快速自旋回波(fse)，重复时间(tr)/回波时间(te)=6 000/200 ms，层厚5 mm，层间距0 mm，fov=35 cm，矩阵128×224，采集次数为5次。

mra成像方法：采用体线圈行与mru范围相同的冠状位扫描后用mip及多方位旋转形成多方位的三维血管图像。扫描采用梯度回波(gre)，tr/te=50/10 ms，激励角度(flip angle)=30°，fov=35 cm，层厚5 mm，层间距0 mm，矩阵128×224，采集次数为1次。

mru加mra成像方法：采集原始图像后，采用美国ge advantage windows工作站，迭加相应层面的mru和mra图像，即获得双成像图像。2 结果

正常对照组：4例行mru，仅见形态正常的膀胱呈高信号；2例行mra，可见正常走行、形态完整的下腔静脉、腹主动脉及肾动脉呈高信号，均无充盈缺损。

泌尿外科疾病组：①mru检查20例(不包括mr双成像3例)，其中上尿路结石9例(肾铸型结石3例，输尿管结石6例)，均表现为梗阻上方肾盂肾盏、输尿管扩张呈高信号，断端呈杯口状；肾盂输尿管连接部梗阻4例，均清晰显示患肾肾盂积水，肾盂输尿管连接梗阻部呈漏斗状；肾囊肿2例，呈相对孤立的类圆形、边界光滑的均匀高信号；输尿管癌2例，显示输尿管梗阻上方呈高信号，1例断端呈不规则漏斗状，另1例断端形态不规则；膀胱癌2例，示膀胱占位病变部分充盈缺损；后尿道憩室1例，膀胱左下后方有一3.5 cm×6.1 cm高信号，向后尿道前列腺部延伸。②mra检查8例，其中肾癌4例，下腔静脉成像未见低信号癌栓，亦未发现副肾动脉，均经手术证实；高血压4例，示肾动脉近段无狭窄，1例经数字减影血管造影术检查发现肾动脉远端狭窄。③mra加mru检查3例，其中肾积水及输尿管扩张各1例，为排除腔静脉后输尿管行磁共振双成像，未见输尿管缠绕下腔静脉影像，手术证实为输尿管结石；右侧输尿管癌1例，示输尿管下段梗阻，下腔静脉内未见低信号癌栓，后经手术证实。

篇6：静脉留置针在磁共振增强中的应用

2009-05-24 来源：作者：刘春林 李俊荣 杨素娟

【关键词】 血管成像

【摘要】 目的 探讨上肢静脉留置针手推注射法在磁共振增强扫描的临床意义。方法 对40例脑肿瘤行动态对比剂增强灌注成像，10例行增强磁共振血管造影，选择上肢静脉用18号留置针静脉手推注射，能快速大剂量团注，以每2～3ml/s均匀推注。结果 在50例留置针病人中胶质瘤21例、脑膜瘤12例、垂体瘤7例、动静脉畸形6例、血管瘤2例、动脉瘤2例。增强图像均获诊断标准。结论 静脉留置针手推注射法能保持快速团注，灌注成像曲线稳定，并确保对比剂的有效浓度，从而提高了灌注成像和三维动态血管成像的质量和诊断效果。

用18号静脉留置针手推注射法操作简单、易行、安全、有效、在磁共振增强扫描中解决了没有高压注射器设备的情况下，保证了对比剂注射的速度、流量、容量等，诊断标准及图像质量，从而提高了诊断效果。临床资料

1.1 观察对象 收集了2001年8月～2003年8月在我院磁共振扫描中，使用静脉留置针行增强扫描病例50例，男31例，女19例。年龄15～71岁，平均年龄43岁。其中脑灌注检查40例，增强血管造影检查10例。

1.2 设备药品 设备为Siemens Harmony1.0T超导MR仪，对比剂为上海奈可明制药公司出厂的欧乃影，另备0.9百分比NaCl、18号静脉留置针、20ml注射器、无菌贴膜、消毒剂等。

1.3 方法 对50例磁共振增强患者用18号静脉留置针于扫描前10min在治疗室进行静脉穿刺（上肢桡静脉或手背静脉），并加以固定，欧乃影用量依据检查目的而定，脑灌注成像注射量为0.2mmol/kg。血管成像注射量为0.2～0.3mmol/kg。以每2～3ml/s推注对比剂后再以同样的速度推入0.9百分比NaCl20ml为缓冲液。结果

用18号留置针快速手推注射脑灌注成像40例，其中21例为胶质瘤，12例为脑膜瘤，7例为垂体瘤。10例血管成像中6例为动静脉畸形，2例为血管瘤，2例为动脉瘤。经手推注射脑灌注图像曲线稳定，血管成像的图像显示、血管细小分支显示明显增多，血管结构行走及侧支循环清晰可见。见图1，2。

图1 不同ROI区的信号强度-时间曲线 略

图2 1例颞叶胶质瘤的灌注图像；略 讨论 ［1，2］

3.1 静脉留置针手推注射操作简单、方便、易行、安全、有效。在没有高压注射器设备的条件下同样可以每2～3ml/s注射速度达到预期效果，保证了磁共振增强扫描图像质量和效率，使病变区域灌注曲线稳定，血管成像显示清晰，能为分析诊断提供科学依据。

3.2 用0.9百分比NaCl，在注射对比剂后用20ml生理盐水为缓冲液静脉推入冲净残留药液，以保证对比剂有效浓度，用生理盐水封管无血液凝固，对血管刺激性小，可降低静脉炎的发生率，减少了感染机率，减轻了静脉损伤。

3.3 静脉留置针起到了持续保留生命通道的作用，对于过敏时抢救可快速有效用药，减少了病人思想顾虑，增加了安全感，减少了护理工作量，方便于病人搬动，提高了工作效率。留置针已日益受到了临床各科的普遍重视。护理方面的注意事项

4.1 在留置针穿刺前对患者及家属宣教检查的必要性和相关的医学知识，以消除病人的紧张情绪，可减轻病人的心理负担，使病人及家属能够理解地配合检查的全过程。注射前经病人及家属同意并签字方可注射。4.2 穿刺中严格无菌操作技术，防止交叉感染，力求穿刺一次成功，减少对皮肤神经末梢的刺激，保持静脉通畅，妥善固定针头，防止滑脱或穿破血管，造成药液外漏而损伤周围组织。

4.3 操作前严格三查七对，详细询问过敏史，合理使用对比剂，注射时严密观察生命体征及反应情况，一旦发生过敏反应立即停止注射，吸氧、保暖、联合应用糖皮质激素和抗组织胺药物。并且对症处理，采取相应的急救措施。

篇7：核磁共振的临床应用

安科高技术股份有限公司 胡曾千 邢研

摘    要: 把数控电位器用于磁共振成像系统中梯度预加重电路，使电路中增益和时间常数的调整从人工方式改变为计算机数字控制方式，可以大大提高调整的效率并能实现自动调整。

关键词: 数控电位器;磁共振成像;涡流;梯度预加重

问题的提出

在磁共振成像(MRI)系统中，梯度磁场被用来编码空间位置。它是由梯度波形发生器根据成像序列要求输出梯度波形，激励梯度放大器输出梯度电流，驱动梯度线圈形成的。理想的梯度波形发生器输出、梯度放大器输出和梯度磁场波形见图1(a)(b)(c)。但在实际系统中由于铁磁性物质的存在，梯度电流跳变形成的梯度磁场的变化会在其中产生感应电流，即涡流。涡流衍生出的磁场方向总是与梯度磁场建立的方向相反，因此会延缓梯度磁场的建立，见图1(d)。这种延缓会对MRI系统成像的性能产生较大的影响。

克服涡流的影响、改善梯度磁场的建立波形有许多种方法。其中之一是梯度预加重(pre-emphasis)。梯度预加重是在梯度波形发生器的输出波形上(图1(e))或梯度放大器的输出电流上(图1(f))预先加上一个过冲，该过冲抵消涡流场的影响，加速了梯度磁场的建立，见图1(g)。为了适应不同涡流场的情况，该过冲的幅度和时间常数都是可调的。

梯度放大器中X、Y、Z三路梯度一般都加有模拟式梯度预加重(有时称为涡流补偿)电路。这种电路由一个可调增益的`运算放大器+可调RC时间常数电路构成，见图2(三路相同，仅画出X路)。为了组合出任意的过冲波形，通常有多级这样的电路并联，每级具有不同的时间常数(图2电路具有4级)。增益和时间常数的调整采用手调多圈电位器。这种电路结构简单、无须做任何计算、成本较低。但它也有固有的缺点。由于全部采用模拟器件，不适合用任何数字器件来控制，多级增益和时间常数需人工用改锥作多维调整，工作量极大而一致性、可重复性很差，也不能由计算机闭环控制实现自动调整。

本文利用数控电位器(DCP)独特的性能，改进了上述模拟式梯度预加重电路，达到了数字控制梯度预加重的目的。

数控电位器

数控电位器是一种数模混合器件，示意图见图3。它内部有一个串联的电阻阵列(电阻的数量决定了DCP的分辨率，通常有32，64，100，256，1024等)。每两个电阻之间的连接点通过一个电子开关连接到中心抽头端。电子开关则由用户通过总线接口控制通断，通断的位置决定了中心抽头端在电阻阵列中的位置，因而可以决定中心抽头端距电阻阵列两端的电阻值。改变通断的位置就可以改变这个电阻值。因此从电阻阵列两端和中心抽头来看，DCP表现得就好象是一个普通的三端可调电位器一样，差别只在于普通的电位器是通过旋纽或工具手动连续可调的，而DCP是通过总线输入指令步进调节的。

DCP有不同的组态和形式。以本文使用的Xicor公司的X9250 DCP为例，它在一个器件内封装了4个相同的DCP，每个DCP有256个抽头位置及4个非易失的数据寄存器，可以在DCP掉电后记住4个抽头位置，并在上电时自动将0#数据寄存器记载的抽头位置加载至抽头位置寄存器；它的控制接口为标准的SPI串行接口，控制指令由验证字节、指令字节和数据字节构成，见图4。阻值有100KΩ，50KΩ，数字端电源2.7~5.5V，模拟端电源为±2.7~5.5V。封装形式有SOIC和XBGA两种。

图1(a)理想梯度波形发生器输出 (b)理想梯度放大器输出 (c)理想梯度磁场波形  (d)实际梯度磁场波形(e)有预加重的梯度波形发生器输出(f)有预加重的梯度放大器输出  (g)有预加重的梯度磁场波形

图2 梯度放大器中的模拟式梯度预加重电路

图3  X9250的内部结构

图 4  X9250的控制指令构成

数字控制梯度预加重电路设计与实现

DCP的这种工作方式为本文的设计提供了基础。其原理是用DCP来代替模拟式梯度预加重电路中手调电位器，用通用计算机、单片机、DSP等数字控制器通过DCP的总线接口来控制DCP的抽头位置，从而调节梯度预加重电路中过冲波形的幅度和时间常数。具体实现电路见图5。

和图2一样，图5中仅示出X路的电路，其余两路与此相同。在图5中，来自数字控制器件的控制信号XSI和XSCK分别给出SPI串行接口标准的数据位和时钟。数字控制器件根据用户输入的幅度和时间常数值，或根据MRI系统采集到的信号值，自动计算出幅度和时间常数的值，将这些数值转换成DCP的指令格式，送入相应的DCP中。经过幅度和时间常数处理后的梯度波形通过波形迭加电路U5与原梯度波形相加输出至梯度放大器。

一片X9250中包含有4个DCP，通过控制指令中指令字节的P0、P1位选择。它的引脚上还有两位器件选择位A0、A1，通过控制指令中验证字节的A0、A1位识别，因此通过A0、A1、P0、P1的组合，仅用控制指令就可寻址16个DCP中的任何一个。本设计仅用两片X9250，共8个DCP，故用A0选择器件，A1接地，P0、P1选择器件中4个DCP之一。在不超过16个DCP的情况下，不需要外加地址译码电路，CS端可以始终接地。数据字节给出中心抽头端的位置送入DCP中的中心抽头寄存器并写入0#数据寄存器。这样一旦调整好梯度预加重的波形，可以像模拟电位器一样永久保存。

本文的电路在应用时既可以作为一部分融合进入梯度波形发生电路或梯度放大器的涡流补偿电路中，也可以作为一个单独的部件串接在无梯度预加重电路的梯度波形发生器和梯度放大器之间。

结语

本文阐述并实现了一种用DCP实现的数字控制梯度预加重电路，它采用数字控制，模拟调整的方式，使得通过预加重改善MR

I系统中梯度磁场建立波形的方法可以借助计算机等数字控制器件来完成。■

参考文献：

1. AN8253 Gradient Amplifier User Manual, Analogic Inc.

2. X9250 Application Note AN99/115/120/124/133/134/135，Xicor Inc.

篇8：核磁共振录井技术的应用分析

现代油田的发展, 各种录井技术的出现, 包括地化技术、热解色谱技术、定量荧光技术等, 其准确率不断提高, 使得油田开发人员对于油井有了更加正确深入的了解, 以此为基础制定的各项钻井方案其合理性更高, 具有较多的优越性。但是其也存在一定的缺陷, 如无法对储集层的地质条件通常较差特殊油层进行准确的解释, 包括低孔低渗储集层、隐蔽储集层等复杂地层等。核磁共振录井技术的研发, 使得岩石物性分析可以从实验室解脱出来, 而逐步进入钻井现场, 从简单的分析岩心, 发展到分析岩屑及井壁取心, 具有所需样本量少、分析效率高、投入成本低等特点, 且不会损伤到岩样, 较为准确的获得各项参数, 对其进行深入的研究是十分有必要的。

一、核磁共振录井技术思维技术原理分析

核磁共振录井技术, 是先检测岩样孔隙内流体的性质及流体量, 并掌握岩石孔隙固体表面与流体的影响关系, 以此迅速的获得各项评价参数, 具体来说及技术原理可以细化为几下几点: (1) 在测量的过程中, 利用核磁共振录井技术能够得到一个T2衰减曲线, 其主要的构成部分是数量不等的相异孔隙流体的衰减信号的叠加, 该衰减信号则包含了各种空隙信号, 如自由流体、束缚流体、裂缝、粘土、溶洞等; (2) 将T2衰减曲线实施相应的数学方法处理, 可以获得T2弛豫谱, 其横坐标即是T2弛豫时间, 能够表现出固体表面对流体的作用力情况, 能够反映出许多潜在的信息, 如流体性质、固体表面性质、孔隙大小等。一般情况下, 弛豫时间长则表示孔隙大, 油质也较轻。其纵坐标能够表现出核磁信号幅度。如果弛豫图的束缚部分及其可动部分是不间断的, 说明储层孔隙的均匀度较为良好, 一般属于碎屑岩储层, 如果弛豫图的束缚部分及其可动部分是间断的, 表明储层孔隙的均匀度不佳, 一般是存在溶洞或者裂缝的情况[1]。

二、核磁共振录井技术的应用

1. 碎屑岩的储层物性的评价

在进行碎屑岩的储层物性的评价时, 根据不同的方式, 可以将其分为不同的两种情况:一种是根据核磁图谱形态对于储层的好坏进行判断, 即物性相对更为良好, 储层弛豫时间相对较长时, 可动流体则相对较为发育, 相对应的即是束缚流体相对发育; (2) 根据测量数据进行定量准确的评价活动, 需要先全面掌握各项数据, 再将其与常规物性资料进行全面的比较, 构建适应判断不同应用区块碎屑岩物性的评价指标, 在实际的录井工作中, 迅速的对各项录井资料进行准确的评价与判断[2]。

2. 稠油储层的评价

利用核磁共振技术判断稠油储层情况时, 核磁信号会受到各种稠油性质的影响, 包括稠油的粘度、较高的密度、低流动性等, 另外其温度也会造成一定的影响。如果稠油的弛豫时间较稀一些的原油短, 核磁信号相较稀油更加薄弱。其也会表现在T2弛豫谱形态的变化上, 且稠油核磁信号会与束缚流体的信号出现重叠的现象。其会对核磁的解释评价造成一定的限制, 需要先将稠油信号系数进行恢复, 才能保障稠油测量数据的准确性、真实性、可靠性。

3. 判断储层流体性质

一般流体均会在核磁弛豫谱上的响应出相应的位置, 不同的流体其反应位置也会有所区别, 根据该位置的不同, 对储层流体性质进行准确的判断, 并结合各项参数, 包括含油饱和度、核磁可动流体饱和度等, 初步构建出各个地区, 不同油品且储层不同的流体解释标准。再掌握各个地区油气试采资料及物性特征等信息, 构建更加详细的建解释评价标准, 最后制作出解释图版, 促进解释评价工作的实施[3]。

4. 非碎屑岩的评价

该项应用可以结合我国某油田的情况加以阐述。该油田的情况较为特殊, 存在数量不等的非碎屑岩储层, 油藏分布没有规律, 且不均匀。油田中各个方向的构造缝连通起来, 其渗透率有了显著的提升, 且该油田容易出现孔、洞、缝等次生孔隙, 油气藏储运能力较强, 而裂缝能够进行油气储集, 也能够将独立的气孔、孔隙连接起来, 提升其储层渗透性, 逐步成为火山岩后期的溶蚀作用的条件。因此, 裂缝是评价火成岩储层性能的重要指标。核磁共振能够测量出洞、缝, 并定量计算出其容积。由于裂缝孔隙及溶洞孔隙相较岩样内其它孔隙, 尺寸更大, 弛豫时间值更长, 其与其它性质的孔隙之间的孔径的分布连续性不足, 而孔隙峰及其它峰之间会显示出连续性[4]。

总结

现代油田的发展经历了较长时间, 各项开发技术水平也得到了较大的提升, 录井技术作为油田技术中极为常用的一项, 其的发展也十分显著。核磁共振录井技术作为一种较为新型的录井技术, 其优点在于测量的准确度较高, 分析评价需要的时间较少, 且成本低, 能够得到各项参数, 使得油田开发的过程中, 能够准确的对试采层进行定位及判断。但是其在某些方面也存在一定的缺陷, 需要进一步发展。本文仅从一般的角度分析了其基本原理及应用, 在实践应用过程中, 还需要技术人员根据油田的实际情况不断探索, 改进技术, 提升录井技术, 使之能够达到更加准确, 促进油田开发事业的发展。

摘要：现代社会的发展, 社会各界对于各项能源的需求量不断增加, 石油作为能源行业的重要组成部分, 其行业在良好的社会形势下不断发展, 各项技术有了较大的提升。其中核磁共振录井则是一项较为新型的录井技术, 利用该技术能够得到储集层物性和储集层流体性质的各项数据, 包括孔隙度、可动流体含量、含油饱和度, 钻井时可以参考上述数据, 及时调整钻井工艺, 并完善钻井方案, 保障钻井的顺利。本文简单的分析了核磁共振录井技术的基本原理, 并阐述了其在油田中的应用情况, 包括碎屑岩的储层物性的评价、稠油储层的评价、判断储层流体性质、非碎屑岩的评价等, 为从事油田录井工作的人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：油田,录井技术,核磁共振,技术原理,应用,分析

参考文献

[1]王志战, 翟晓薇, 秦黎明, 张卫, 张新华, 杜焕福.页岩油气藏录井技术现状及发展思路[J].录井工程.2013 (03) :1-5.

[2]许小琼, 王志战, 普登刚, 王鑫, 杜焕福.利用磁共振技术检测钻井液含油量的方法探讨[J].波谱学杂志.2011 (02) :237-243.

[3]王志战, 许小琼, 周宝洁.孔隙流体核磁共振弛豫特征及油水层识别方法[J].油气地质与采收率.2011 (02) :41-44.