MRI中化学位移的利弊及临床意义

【关键词】  MRI

　　摘要：研究了MRI中化学位移产生的微观机制、化学位移的利与弊及临床意义。

　　关键词：化学位移；化学位移伪影；MRS                                     
　　
　　在不同化学环境中的相同原子核在外磁场作用下表现出稍有不同的共振频率的现象，称为化学位移（chemical shift)。在核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR)中，化学位移是可以测得的宏观量，它已经成为核磁共振谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）分析的主要对象，MRS技术是非损伤性的、快捷的、可作定量分析的技术，是在生物分子水平上、在病理发展早期进行观测的新技术，但是任何事物都有两面性，有其利也有其弊，化学位移也是一样。在磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）检测中，化学位移又可以形成伪影，称为化学位移伪影，对MR图像产生不良影响。本文研究了化学位移产生的微观机制，并且从化学位移伪影和MRS两个角度分析了化学位移在MRI中的利与弊及其临床意义。

　　1 化学位移

　　在原子核进动过程中，它的磁共振频率与外加的磁场磁感应强度成正比。就是说，对同一种原子核，共振频率是一定的。如果保持电磁波发射频率不变，当将磁感应强度调整到同一值B0时，都应发生共振吸收。但在实际上，当把一种化合物放入磁场中时，在信号检测分辨力十分高的情况下，不同种类化学键上的原子会产生不同频率的磁共振信号。例如乙醇（CH3CH2OH）分子中三个原子群CH3、CH2和OH中的氢核共振频率不相同。为什么化合物中不同原子群中同一种原子核共振吸收峰的频率不同呢？产生这种现象的微观机制是因为自旋核不是孤立存在的，而是被核外带磁性的电子云所包围。也就是说，这些原子核具有不同的电子环境，围绕着原子核旋转的电子不同程度地削弱了施加在自旋或进动着的原子核上的磁场强度。若外加磁场的强弱保持不变，周围电子云较薄的氢原子经受的局部磁场磁感应强度较高，根据Larmor公式，它的共振频率较高，电子云较厚的氢原子的局部磁场磁感应强度较弱，它的共振频率也较低。原子核的电子环境不同，核外电子结构也不同，由此而产生的磁屏蔽的强度也有所不同。当RF电磁波频率固定不变时，若要满足Larmor关系， 就 要使外加磁场稍微强一些或者弱一些，以克服电子云的屏蔽的影响，才能达到共振。在核外电子云影响下所产生的有效磁感应强度可表示为：B=B0（1-δ ）式中B为样品的有效磁感应强度，δ表示电子云对磁场减弱的作用，通常又称为屏蔽常数或化学位移常数。δ可正、可负。当δ>0时，BB0。同类自旋核处于不同的分子或原子群中时，会有不同的δ，这就是它们会有不同的共振频率的原因。

　　根据Larmor公式，由于核外电子云的屏蔽作用对共振频率产生的影响为：ν=γ 2πB=γ 2πB0(1-δ)式中γ为核自旋磁旋比，ν为测试样品自旋核的共振频率。同种自旋核在相同外磁场情况下，测试样品中自旋核的共振频率与标准物

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