核磁共振物理本质

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基础概念
原子核如同微型磁铁，氢原子核（质子）是最常见的NMR检测对象。就像指南针在地磁场中定向，当把人体放入MRI仪器的强磁场（相当于地球磁场的10万倍）时，体内水分子的氢原子核就会整齐排列。
共振原理
就像用特定频率声波能震碎红酒杯（共振现象），当发射与氢核自旋频率相同的无线电波（通常60-900MHz），原子核会吸收能量发生翻转。不同组织含水量不同，导致共振频率存在细微差异——这正是MRI能区分肌肉、脂肪和肿瘤的物理基础。
信号解析

• 化学位移：如同听不同材质钟声（铜钟vs铁钟），乙醇分子中-CH₃和-OH的氢核因电子环境不同，共振频率相差约3.5ppm
• 弛豫时间：类似弹簧复位快慢，肿瘤组织的T2弛豫时间比正常组织长20-30%，形成图像对比
  

实际应用案例

• 医疗诊断：脑卒中检查中，DWI序列通过检测水分子扩散速度，可在发病30分钟内发现缺血病灶
• 石油勘探：通过分析岩芯样品¹H NMR谱，可精确计算页岩油气储量
• 食品安全：牛奶掺假检测中，NMR能识别出0.1%的三聚氰胺添加