¿Qué es una resonancia magnética?

Resonancia Magnética Nuclear (RMN)

Resonancia Magnética Nuclear (RMN)

Resonancia Magnética Nuclear (RMN) Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear (RMN), también conocida como Imágenes por resonancia magnética (MRI),

El nombre completo de imágenes por resonancia magnética nuclear (NMRI) es Imágenes por resonancia magnética nuclear (MRI). Un proceso físico en el que se somete el núcleo atómico con un momento magnético distinto de cero. Zeeman se divide en el nivel de energía del espín bajo la influencia de un campo magnético externo y oscila para absorber radiación de radiofrecuencia de una determinada frecuencia. La espectroscopia de oscilación magnética nuclear es una rama de la espectroscopia. Su frecuencia de oscilación está en la banda de radiofrecuencia y la transición correspondiente es la transición del espín nuclear en el nivel de Zeeman nuclear.

La resonancia magnética nuclear es un fenómeno físico que se produce cuando los núcleos atómicos que se encuentran en un campo magnético estático se ven afectados por otro campo magnético alterno. Lo que la gente suele llamar resonancia magnética nuclear se refiere a la tecnología que utiliza fenómenos de resonancia magnética nuclear para obtener información sobre la estructura molecular y la estructura interna del cuerpo humano.

No todos los núcleos atómicos pueden producir este fenómeno. La razón por la que los núcleos atómicos pueden producir resonancia magnética nuclear es porque tienen espín nuclear. El giro del núcleo atómico produce un momento magnético, y cuando el momento magnético nuclear está en un campo magnético externo estacionario, se producen precesión de los núcleos y división del nivel de energía. Bajo la acción de un campo magnético alterno, el núcleo de espín absorbe ondas electromagnéticas de una frecuencia específica y pasa de un nivel de energía más bajo a un nivel de energía más alto. Este proceso es RMN.

La resonancia magnética (MRI) también se denomina tecnología de imágenes por resonancia magnética. Es otro avance importante en imágenes médicas después de la TC. Desde su aplicación en el decenio de 1980, se ha desarrollado a un ritmo extremadamente rápido. Su principio básico es colocar el cuerpo humano en un campo magnético especial y utilizar pulsos de radiofrecuencia para excitar los núcleos de hidrógeno del cuerpo humano, haciendo que los núcleos de hidrógeno vibren y absorban energía. Después de detener el pulso de radiofrecuencia, el núcleo del átomo de hidrógeno emite una señal de radio a una frecuencia específica y libera la energía absorbida, que es recogida por un receptor fuera del cuerpo y procesada por una computadora electrónica para obtener una imagen magnética nuclear. imágenes de resonancia.

La RMN es un fenómeno físico. Como método analítico, se utiliza ampliamente en la física, la química, la biología y otros campos. No se utilizó en pruebas clínicas médicas hasta 1973. Para evitar confusión con las imágenes de radiación en medicina nuclear, se llama resonancia magnética (MRI).

La resonancia magnética es una tecnología de imágenes de espín biomagnético que utiliza las características del movimiento de espín de los núcleos atómicos para generar señales después de ser excitados por pulsos de radiofrecuencia en un campo magnético externo. Las señales son detectadas por detectores y entradas. en la computadora. Maneja las transformaciones para mostrar imágenes en la pantalla.

La cantidad de información proporcionada por la resonancia magnética no sólo es mayor que muchas otras técnicas de imagen en imágenes médicas, sino que también es diferente de las técnicas de imagen existentes, por lo que tiene grandes ventajas potenciales en el diagnóstico de enfermedades. Puede producir directamente imágenes tomográficas de corte transversal, plano sagital, plano coronal y varios planos oblicuos sin producir artefactos en la detección por TC, no necesita inyectar agentes de contraste, no tiene radiación ionizante y no tiene efectos adversos en el cuerpo; . La resonancia magnética es muy eficaz en la detección de enfermedades cerebrales comunes como hematoma intracerebral, hematoma extracerebral, tumor cerebral, aneurisma intracraneal, malformación arteriovenosa, isquemia cerebral, tumor intraespinal, siringomielia e hidromielitis. También es muy eficaz en el diagnóstico de cifosis del disco lumbar primaria. cáncer de hígado y otras enfermedades.

La resonancia magnética también tiene desventajas. Su resolución espacial no es tan buena como la de la tomografía computarizada. Los pacientes con marcapasos o áreas con ciertos cuerpos extraños metálicos no pueden examinarse mediante resonancia magnética.

La historia de la tecnología de resonancia magnética nuclear

En la década de 1930, el físico Isidor Rabi descubrió que los núcleos atómicos en un campo magnético se ordenarán hacia adelante o hacia atrás según la dirección del campo magnético. están dispuestos en paralelo y, después de aplicar ondas de radio, la dirección de giro de los núcleos cambia. Esta es la comprensión humana más temprana de la interacción de los núcleos atómicos con campos magnéticos y campos de radiofrecuencia externos. Por esta investigación, Rabi recibió el Premio Nobel de Física en 1944.

En 1946, dos científicos estadounidenses, Bloch y Purcell, descubrieron que colocando un núcleo atómico con un número impar de nucleones (incluidos protones y neutrones) en un campo magnético, y luego aplicando un campo de radiofrecuencia de una frecuencia específica, se producirá el fenómeno de que los núcleos atómicos absorban la energía del campo de radiofrecuencia. Esta fue la comprensión inicial de la gente sobre el fenómeno de la resonancia magnética nuclear. Por ello, ambos ganaron el Premio Nobel de Física en 1952.

Después de que se descubrió el fenómeno de la resonancia magnética nuclear, pronto se puso en práctica. Los químicos utilizaron la influencia de la estructura molecular en el campo magnético alrededor de los átomos de hidrógeno para desarrollar la espectroscopia de resonancia magnética nuclear. Estructura molecular, la tecnología de espectroscopia de RMN continúa desarrollándose con el tiempo, desde el espectro de hidrógeno unidimensional inicial hasta espectros avanzados como el espectro de 13C y la espectroscopia de RMN bidimensional. La capacidad de la tecnología de vibración para analizar estructuras moleculares es cada vez más fuerte. En la década de 1990, la gente incluso desarrolló tecnología para determinar la estructura terciaria de las moléculas de proteínas basándose en información de RMN, lo que hizo posible determinar con precisión la estructura de las moléculas de proteínas en la fase de solución.

En 1946, Purcell de la Universidad de Harvard y Bloch de la Universidad de Stanford anunciaron que habían descubierto la RMN. Los dos ganaron el Premio Nobel de 1952 por este trabajo. La resonancia magnética nuclear es la acción simultánea del momento magnético del núcleo atómico bajo la acción simultánea de un campo magnético constante y un campo magnético de alta frecuencia (en la banda de ondas de radio). Cuando se cumplen ciertas condiciones, la absorción de la resonancia magnética nuclear será. ocurrir. La RMN se ha convertido rápidamente en una tecnología de alta tecnología para explorar y estudiar la microestructura y las propiedades de la materia. En la actualidad, la RMN se ha utilizado ampliamente en campos como la física, la química, la ciencia de los materiales, las ciencias biológicas y la medicina.

El núcleo atómico está compuesto por protones y neutrones, los cuales tienen momentos magnéticos inherentes. En general, se puede entender que se comportan como pequeñas agujas magnéticas en un campo magnético. Bajo la influencia de un campo magnético externo, el momento magnético nuclear interactúa con el campo magnético para causar la división del nivel de energía, y la diferencia del nivel de energía es proporcional a la intensidad del campo magnético externo. Si al mismo tiempo se añade un campo electromagnético alterno correspondiente al intervalo de niveles de energía, puede provocar la transición del nivel de energía del núcleo atómico y producir resonancia magnética nuclear. Se puede ver que su principio básico es similar al fenómeno de absorción vibratoria de los átomos.

Al principio, la RMN se utilizaba principalmente para estudiar la estructura y las propiedades nucleares, como la medición del momento magnético nuclear, el momento cuadrupolar eléctrico y el espín nuclear. Posteriormente, se utilizó ampliamente en la composición molecular y el análisis estructural. análisis de tejidos vivos, análisis patológicos, diagnóstico médico, seguimiento no destructivo de productos, etc. Para un núcleo de hidrógeno aislado (es decir, un protón), cuando el campo magnético es de 1,4 T, la frecuencia de oscilación es de 59,6 MHz y la onda electromagnética correspondiente es una onda de radio con una longitud de onda de 5 metros. Pero en las moléculas compuestas, esta frecuencia de oscilación también está relacionada con el entorno químico en el que se encuentran los núcleos de hidrógeno. Los núcleos de hidrógeno en diferentes entornos químicos tienen diferentes frecuencias de oscilación, lo que se denomina desplazamientos químicos. Esto se debe al efecto de protección de la nube de electrones extranucleares sobre el campo magnético, el efecto de inducción, el efecto nebulosa y otras razones. Al mismo tiempo, debido a la interacción entre los átomos de la molécula, también se producirá una división por acoplamiento de espín. Utilizando cambios químicos y el número de divisiones, se puede inferir la estructura molecular de los compuestos, especialmente la materia orgánica. Este es el análisis espectral de la resonancia magnética nuclear. En la década de 1970 apareció el espectrómetro de RMN por transformada de Fourier pulsada, que incrementó la aplicación de la espectroscopia C13. El uso de espectroscopía de RMN para analizar la composición y estructura de materiales tiene las ventajas de una alta precisión, pocas restricciones en las muestras y ninguna destrucción de muestras.

El primer experimento de resonancia magnética fue publicado por Lauterber en 1973, que inmediatamente atrajo una gran atención y entró en la etapa de aplicación clínica en sólo 10 años. Hay un campo magnético estable y un campo electromagnético alterno que actúa sobre la muestra. Una vez eliminado el campo electromagnético, los núcleos en el estado excitado pueden pasar a un nivel de energía bajo e irradiar ondas electromagnéticas. ser inducida en la bobina, lo que se llama resonancia magnética nuclear. El tejido humano contiene una gran cantidad de núcleos de hidrógeno debido a la presencia de grandes cantidades de agua e hidrocarburos. Generalmente, la señal obtenida con los núcleos de hidrógeno es más de 1.000 veces mayor que la de otros núcleos.

Las señales de voltaje del tejido normal y del tejido enfermo son diferentes. Combinada con la tecnología CT, es decir, la tecnología de tomografía computarizada, se puede obtener cualquier imagen transversal del tejido humano, especialmente para el diagnóstico de lesiones de tejidos blandos, lo que muestra sus ventajas y. Es muy sensible a la lesión, la imagen también es muy clara.

En la investigación de resonancia magnética, un tema de vanguardia es la resonancia magnética funcional, que estudia las funciones del cerebro humano y las actividades de pensamiento avanzado. Se comprende bien la organización del cerebro, pero se sabe poco sobre cómo funciona y por qué tiene funciones tan avanzadas. Los Laboratorios Bell de Estados Unidos comenzaron a investigar en esta área en 1988, y el gobierno estadounidense también designó la década de 1990 como la "Década del Cerebro". La tecnología de resonancia magnética nuclear se puede utilizar para observar directamente organismos vivos y el sujeto está consciente. Tampoco presenta daños por radiación, tiene una velocidad de imagen rápida, una alta resolución espacial y temporal (que alcanza 100 μm y decenas de ms respectivamente) y puede detectar múltiples. Tiene las ventajas de nucleidos selectivos y cambios químicos. El Hospital de Wisconsin en los Estados Unidos ha tomado miles de imágenes en vivo del cerebro humano en funcionamiento, lo que se espera que revele los misterios del cerebro humano en un futuro próximo.

Si la variable de frecuencia de la RMN se aumenta a dos o más, se puede lograr una RMN bidimensional o multidimensional, obteniendo así información de RMN más que unidimensional. En la actualidad, la aplicación de la resonancia magnética nuclear se limita a los núcleos de hidrógeno, pero por necesidades de aplicaciones prácticas, también se requiere realizar imágenes de resonancia magnética nuclear de otros núcleos como: C13, N14, P31, S33, Na23. , I127, etcétera. El C13 ha entrado en la etapa práctica, pero aún necesita ampliarse y profundizarse más. La combinación de la resonancia magnética nuclear y otros efectos físicos como el efecto Mössbauer (efecto de absorción de vibraciones sin retroceso de los rayos gamma), la vibración del espín de los electrones, etc. puede obtener información más valiosa, independientemente de su importancia tanto en teoría como en en aplicación práctica. La RMN tiene amplias perspectivas de aplicación Con el avance de la tecnología de Fourier pulsada, el espectro C13 ha entrado en la etapa de aplicación. Hay motivos para creer que no pasará mucho tiempo antes de que los espectros de otros núcleos entren en la etapa de aplicación.

Por otro lado, los científicos médicos han descubierto que los átomos de hidrógeno en las moléculas de agua pueden producir fenómenos de resonancia magnética nuclear. Este fenómeno puede utilizarse para obtener información sobre la distribución de las moléculas de agua en el cuerpo humano, y así obtener información con precisión. Mapeando la estructura interna del cuerpo humano. Sobre la base de esta teoría, en 1969, Damadian, MD, PhD, del Centro Médico Downstate de la Universidad Estatal de Nueva York, distinguió con éxito las células cancerosas de ratón de las células de tejido normal midiendo el tiempo de relajación. de resonancia magnética nuclear Inspirado por la nueva tecnología de Damadian, el físico Paul Lauterber de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook desarrolló una tecnología de imágenes (MRI) basada en fenómenos de resonancia magnética nuclear y aplicó su El dispositivo produjo con éxito una imagen del. Estructura interna de una almeja viva. Después de Lauterbert, la tecnología de resonancia magnética se ha vuelto cada vez más madura y ampliamente utilizada. Se ha convertido en un método de detección médica de rutina y se usa ampliamente en el tratamiento y diagnóstico de lesiones cerebrales y de la columna como la enfermedad de Parkinson y la esclerosis múltiple, así como el cáncer. En 2003, Paul Lauterbore y Peter Mansfield, profesor de la Universidad de Nottingham en el Reino Unido, ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus contribuciones a la tecnología de resonancia magnética. Su principio básico es colocar el cuerpo humano en un campo magnético especial y utilizar pulsos de radiofrecuencia para excitar los núcleos de hidrógeno del cuerpo humano, haciendo que los núcleos de hidrógeno vibren y absorban energía. Después de detener el pulso de radiofrecuencia, el núcleo del átomo de hidrógeno emite una señal de radio a una frecuencia específica y libera la energía absorbida, que es recogida por un receptor fuera del cuerpo y procesada por una computadora electrónica para obtener una imagen magnética nuclear. imágenes de resonancia.

El principio de la resonancia magnética nuclear

El fenómeno de la resonancia magnética nuclear se origina en la precesión del momento angular de espín del núcleo atómico bajo la acción de un campo magnético externo.

Según los principios de la mecánica cuántica, los núcleos atómicos, al igual que los electrones, también tienen un momento angular de espín. El valor específico de su momento angular de espín está determinado por el número cuántico de espín del núcleo. diferentes tipos de núcleos atómicos tienen momento angular de espín. El número cuántico de espín también es diferente:

Un núcleo con un número de masa par y un número de protones tiene un número cuántico de espín de 0

Un núcleo con un número de masa impar tiene un número cuántico de espín de medio número entero

Un núcleo con un número de masa par y un número impar de protones tiene un número cuántico de espín entero

Entonces Hasta ahora, sólo los núcleos con un número cuántico de espín igual a 1/2 tienen propiedades magnéticas nucleares. Sólo la señal de vibración puede ser utilizada por las personas. Los núcleos atómicos que las personas suelen utilizar son: 1H, 11B, 13C, 17O, 19F. 31P

Debido a que el núcleo atómico lleva carga eléctrica, cuando el núcleo atómico gira, el giro genera un momento magnético. La dirección de este momento magnético es la misma que la dirección de giro del núcleo atómico. , y su magnitud es proporcional al momento angular de espín del núcleo atómico. Si el núcleo atómico se coloca en un campo magnético externo, si la dirección del momento magnético del núcleo atómico es diferente de la del campo magnético externo, el momento magnético del núcleo atómico girará alrededor de la dirección del campo magnético externo. similar a la oscilación del eje de rotación de un giroscopio durante la rotación, lo que se llama precesión. La precesión tiene energía y una cierta frecuencia.

La frecuencia de precesión nuclear está determinada por la fuerza del campo magnético externo y las propiedades del propio núcleo, es decir, para un átomo concreto, en un campo magnético externo de una determinada fuerza, la frecuencia de su precesión de espín nuclear La frecuencia es fija.

La energía de precesión del núcleo atómico está relacionada con el campo magnético, el momento magnético del núcleo atómico y el ángulo entre el momento magnético y el campo magnético. Según los principios de la mecánica cuántica, El ángulo entre el momento magnético del núcleo atómico y el campo magnético externo no se distribuye continuamente, sino que está determinado por el número cuántico magnético del núcleo atómico. La dirección del momento magnético del núcleo atómico solo puede saltar entre estos magnéticos. números cuánticos, pero no pueden cambiar suavemente, formando así una serie de niveles de energía. Cuando el núcleo atómico recibe energía de otras fuentes en un campo magnético externo, se producirá una transición de nivel de energía, es decir, el ángulo entre el momento magnético del núcleo atómico y el campo magnético externo cambiará. Esta transición de nivel de energía es la base para la obtención de señales de RMN.

Para que la precesión del espín del núcleo atómico provoque una transición de nivel de energía, es necesario proporcionar al núcleo atómico la energía necesaria para la transición. Esta energía suele ser proporcionada por una radiofrecuencia externa. campo. Según los principios de la física, cuando la frecuencia del campo de radiofrecuencia externo es la misma que la frecuencia de la precesión de espín del núcleo atómico, la energía del campo de radiofrecuencia puede ser absorbida eficazmente por el núcleo, proporcionando asistencia para la energía. transiciones de nivel. Por tanto, un núcleo atómico concreto, en un campo magnético externo determinado, sólo absorbe la energía proporcionada por un campo de radiofrecuencia de una frecuencia concreta, formándose así una señal de resonancia magnética nuclear.

Resonancia magnética nuclear Aplicación de la oscilación

Tecnología RMN

Espectroscopia Magnética Nuclear

La tecnología RMN, concretamente Espectroscopia Magnética Nuclear, es una combinación de Espectroscopia Magnética Nuclear. Una técnica en la que se aplican fenómenos de vibración a la determinación de la estructura molecular. Para la determinación de la estructura de las moléculas orgánicas, la espectroscopia de RMN juega un papel muy importante, junto con el espectro ultravioleta, el espectro infrarrojo y la espectrometría de masas, que los químicos orgánicos denominan los "cuatro espectros famosos". La investigación actual sobre espectroscopia de RMN se centra principalmente en los espectros de dos tipos de núcleos, 1H y 13C.

Para un núcleo atómico aislado, el mismo núcleo atómico sólo es sensible a un campo de radiofrecuencia de una determinada frecuencia en un campo magnético externo de la misma intensidad. Sin embargo, debido a la influencia de factores como la distribución de las nubes de electrones en la molécula, la intensidad real del campo magnético externo experimentado por los núcleos en la estructura molecular a menudo cambia hasta cierto punto. Los núcleos en diferentes posiciones en la estructura molecular variarán. La intensidad también es diferente. La influencia de la nube de electrones en esta molécula sobre la intensidad del campo magnético externo hará que los núcleos en diferentes posiciones en la molécula sean sensibles a la radiofrecuencia. campos de diferentes frecuencias, lo que resulta en diferencias en las señales de RMN. Esta diferencia es la base del análisis de la estructura molecular mediante RMN. La distribución de enlaces químicos y nubes de electrones cerca del núcleo se denomina entorno químico del núcleo. El cambio en la posición de frecuencia de la señal de RMN debido a la influencia del entorno químico se denomina desplazamiento químico del núcleo.

La constante de acoplamiento es otra información importante proporcionada por la espectroscopia de RMN además de los cambios químicos. El llamado acoplamiento se refiere a la influencia mutua del momento angular de espín de los núcleos cercanos. La interacción cambiará la distribución del nivel de energía de la precesión del espín del núcleo atómico en el campo magnético externo, provocando la división de los niveles de energía, lo que a su vez provocará que cambie la forma del pico de la señal en el espectro de RMN. De los cambios en estas formas de picos, se puede inferir que son las conexiones entre los átomos en una estructura molecular.

Finalmente, la intensidad de la señal es la tercera información importante del espectro de RMN. Los núcleos en el mismo entorno químico aparecerán como el mismo pico de señal en el espectro de RMN. Al analizar la señal, la intensidad del pico proporciona información sobre la. número de estos núcleos, proporcionando así información importante para el análisis de la estructura molecular. Lo que caracteriza la intensidad del pico de la señal es la integral del área bajo la curva del pico de la señal. Esta información es particularmente importante para el espectro de 1H-NMR, ya que la correspondencia entre la intensidad del pico y la intensidad del pico es particularmente importante para el espectro de 13C-NMR. El número de núcleos no es significativo, la intensidad máxima no es muy importante.

Los primeros espectros de RMN se centraban principalmente en los espectros de hidrógeno. Esto se debe a que los átomos de 1H que pueden producir señales de RMN son extremadamente abundantes en la naturaleza, y la RMN producida por ellos es extremadamente abundante y la señal de vibración. fácil de detectar. Con el desarrollo de la tecnología de transformada de Fourier, los instrumentos de RMN pueden emitir simultáneamente campos de radiofrecuencia de diferentes frecuencias en un corto período de tiempo, de modo que la muestra se pueda escanear repetidamente, eliminando así las señales débiles de RMN del ruido de fondo. , que permite recopilar señales de RMN de 13C.

En los últimos años, la gente ha desarrollado tecnología de espectroscopia de RMN bidimensional, que permite obtener más información sobre la estructura molecular. En la actualidad, la espectroscopia de RMN bidimensional ya puede analizar pesos moleculares relativamente grandes. Estructura de pequeñas moléculas de proteínas.

Tecnología de resonancia magnética

Tecnología de resonancia magnética

La tecnología de resonancia magnética es la aplicación de la resonancia magnética en el campo médico. El cuerpo humano es muy rico en agua y diferentes tejidos tienen diferentes contenidos de agua. Si se puede detectar la información de distribución de esta agua, se puede extraer una imagen relativamente completa de la estructura interna del cuerpo humano. la distribución de las moléculas de agua en el cuerpo humano identificando la distribución de las señales del átomo de hidrógeno en las moléculas de agua y luego detectando la estructura interna del cuerpo humano.

A diferencia de la espectroscopia de RMN, que se utiliza para identificar estructuras moleculares, las imágenes de RMN adaptan la fuerza de un campo magnético externo en lugar de la frecuencia de un campo de radiofrecuencia. El instrumento de resonancia magnética proporcionará dos campos magnéticos de gradiente mutuamente perpendiculares en la dirección perpendicular al campo magnético principal. De esta manera, la distribución del campo magnético en el cuerpo humano cambiará con el cambio de posición espacial. campos magnéticos con diferentes direcciones, de modo que los átomos de hidrógeno ubicados en diferentes partes del cuerpo humano reaccionarán a diferentes señales de campo de radiofrecuencia. Al registrar esta reacción y realizar cálculos, se puede obtener información sobre la distribución de las moléculas de agua en el espacio. obteniendo así información sobre el cuerpo humano. Imagen de la estructura interna.

La tecnología de resonancia magnética también se puede combinar con la tomografía de rayos X (TC) para proporcionar datos importantes para el diagnóstico clínico y la investigación médica y fisiológica.

La tecnología de resonancia magnética es una tecnología de detección no invasiva. En comparación con la tecnología de fluoroscopia de rayos X y la tecnología de radiografía, la resonancia magnética no tiene ningún efecto de radiación en el cuerpo humano. En comparación con la tecnología de detección por ultrasonido, las imágenes de resonancia magnética con tecnología de resonancia magnética son más claras. y puede mostrar más detalles, en comparación con otras tecnologías de imágenes, las imágenes por resonancia magnética no solo pueden mostrar lesiones físicas tangibles, sino también medir con precisión las respuestas funcionales del cerebro, el corazón, el hígado, etc. La tecnología de resonancia magnética ha jugado un papel muy importante en el diagnóstico de la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer, el cáncer y otras enfermedades.

Tecnología MRS

Sondeo por resonancia magnética nuclear

El sondeo por resonancia magnética nuclear es una extensión de la tecnología MRI en el campo de la exploración geológica. Puede determinar si hay agua subterránea bajo un determinado estrato, la altura del nivel freático, el contenido de agua y la porosidad del acuífero y otra información de la estructura estratigráfica.

En la actualidad, la tecnología de detección por resonancia magnética nuclear se ha convertido en un método complementario a la tecnología de detección de perforación tradicional y se utiliza en la prevención de desastres geológicos como deslizamientos de tierra. Sin embargo, en comparación con la detección de perforación tradicional, la resonancia magnética nuclear. Tecnología de detección Los costos de compra, operación y mantenimiento de los equipos de detección de vibraciones son muy altos, lo que limita seriamente la aplicación de la tecnología MRS en la ciencia geológica.

Características de la resonancia magnética nuclear

①La frecuencia de la resonancia magnética nuclear está determinada por la estructura electrónica fuera del núcleo y la configuración de los vecinos nucleares. ②La fuerza del pico magnético nuclear está determinada; por La proporción de esta configuración en la aleación; ③La resolución de las líneas espectrales es extremadamente alta.

Las ventajas de la resonancia magnética

Comparada con los rayos X ordinarios que ganaron el Premio Nobel de Física en 1901 o la tomografía computarizada que ganó el Premio Nobel de Medicina en 1979 Comparada con la tomografía (TC), la mayor ventaja de la resonancia magnética es que es uno de los pocos métodos de diagnóstico clínico seguros, rápidos y precisos que no causa ningún daño al cuerpo humano. Hoy en día, cada año se examinan al menos 60 millones de casos en todo el mundo mediante tecnología de resonancia magnética. Específicamente, existen los siguientes puntos:

No hay daños por radiación ionizante al cuerpo humano;

Se pueden usar varios parámetros para obtener imágenes, y múltiples parámetros de imágenes pueden proporcionar información de diagnóstico rica. hace que el diagnóstico médico y la investigación sobre el metabolismo y las funciones del cuerpo humano sean convenientes y eficaces. Por ejemplo, el valor T1 de la hepatitis y la cirrosis aumenta, mientras que el valor T1 del cáncer de hígado es aún mayor. Las imágenes ponderadas en T1 pueden distinguir tumores benignos de tumores malignos en el hígado;

La sección deseada puede. Se puede seleccionar libremente ajustando el campo magnético. Puede obtener imágenes de piezas inaccesibles o de difícil acceso con otras tecnologías de imágenes. Para el disco intervertebral y la médula espinal, se pueden realizar imágenes sagitales, coronales y transversales, y se pueden ver las raíces nerviosas, la médula espinal, los ganglios, etc. Puede obtener imágenes tridimensionales del cerebro y la médula espinal, a diferencia de la TC (que sólo puede obtener secciones transversales perpendiculares al eje longitudinal del cuerpo humano), que escanea capa por capa y puede pasar por alto la lesión;

Puede diagnosticar el corazón. Para lesiones, la TC es incompetente debido a su lenta velocidad de exploración;

Tiene una excelente resolución de los tejidos blandos. El examen de la vejiga, el recto, el útero, la vagina, los huesos, las articulaciones, los músculos y otras partes es mejor que la TC;

En principio, todos los elementos nucleares con espín distinto de cero se pueden utilizar para obtener imágenes, como hidrógeno (1H), carbono (13C), nitrógeno (14N y 15N), fósforo (31P), etc.

Importancia clínica: Indicaciones:

Las lesiones del sistema nervioso incluyendo tumores, infartos, hemorragias, degeneraciones, malformaciones congénitas, infecciones, etc. casi se han convertido en un medio de diagnóstico. En particular, las lesiones de la médula espinal y la columna, como tumores espinales, atrofia, degeneración y lesiones traumáticas del disco intervertebral, se han convertido en el método de examen preferido.

Lesiones de los grandes vasos sanguíneos del corazón; lesiones del mediastino en los pulmones.

El examen de los órganos abdominales y pélvicos; sistema biliar, sistema urinario, etc. es obviamente mejor que la TC.

Es muy sensible a las lesiones de los tejidos blandos de las articulaciones y a la necrosis aséptica de la médula ósea y los huesos, y las lesiones se descubren antes que las radiografías y la tomografía computarizada.

[Editar este párrafo] La diferencia entre resonancia magnética y tomografía computarizada

La tomografía computarizada (TC) puede detectar con precisión las diferencias entre varios tejidos en un plano anatómico transversal La ligera diferencia en la densidad es un Método de examen ideal para observar lesiones de huesos, articulaciones y tejidos blandos. En el diagnóstico de la artritis, se utiliza principalmente para examinar la columna, especialmente las articulaciones sacroilíacas. La TC es superior al examen de rayos X tradicional porque tiene alta resolución y también puede realizar imágenes axiales. Debido a la alta densidad y resolución de la TC, los tejidos blandos, huesos y articulaciones pueden verse claramente. Además, la TC puede realizar una exploración axial y algunas articulaciones que son difíciles de distinguir en las imágenes de rayos X tradicionales pueden "revelarse" en la imagen de rayos X. Por ejemplo, debido a que la superficie articular de la articulación sacroilíaca está naturalmente inclinada y curvada, y hay superposiciones con otros tejidos, aunque las radiografías de las articulaciones sacroilíacas en la mayoría de los casos pueden cumplir con los requisitos, a veces el examen de rayos X revela sacroileitis. Si resulta difícil, se puede realizar un examen por tomografía computarizada en pacientes con problemas.

La resonancia magnética (MRI) se obtiene a partir de la interacción entre ondas de radiación y núcleos de hidrógeno en un fuerte campo magnético.

Una vez que se introdujo la resonancia magnética, rápidamente se convirtió en una herramienta de imagen útil en el diagnóstico de muchas enfermedades, incluido el sistema musculoesquelético. El sistema musculoesquelético es el más adecuado para la resonancia magnética debido a su amplio rango de contraste de densidad tisular. En el diagnóstico de lesiones de huesos, articulaciones y tejidos blandos, la resonancia magnética tiene varias veces más parámetros de imagen que la TC y un alto grado de resolución de los tejidos blandos, por lo que su contraste de los tejidos blandos es significativamente mayor que el de la TC. A través de su función de imágenes planas multidireccionales, las imágenes por resonancia magnética pueden mejorar significativamente la calidad de las imágenes de varias partes de las articulaciones mediante la aplicación de bobinas de superficie venenosas de alta resolución, lo que permite distinguir nervios, tendones, ligamentos, vasos sanguíneos, cartílagos y otras áreas que No se puede distinguir mediante otros exámenes de imágenes. Se revelan resultados sutiles. Las deficiencias de la resonancia magnética en el sistema óseo y articular son que no es específica para el diagnóstico cualitativo de lesiones óseas y de tejidos blandos, y la velocidad de la imagen es lenta durante el examen. Las actividades voluntarias o involuntarias del paciente pueden causar artefactos de movimiento y afectar el diagnóstico.

Los rayos X, la tomografía computarizada y la resonancia magnética pueden denominarse la troika. La combinación orgánica de los tres hace que los exámenes de imágenes actuales amplíen el alcance del examen y mejoren el nivel de diagnóstico.

上篇: Cómo utilizar las materias primas 下篇: Control de la resistencia y firmeza del papel sintéticoRespuesta: Con el rápido desarrollo de la civilización humana, los recursos ambientales se utilizan al máximo, lo que resulta en cambios y destrucción ambientales que afectan la vida humana. La aparición y popularidad del papel sintético no puede cambiar esta situación, pero al fin y al cabo es un material que puede paliar los daños medioambientales. A finales del siglo XX apareció el papel sintético con poliolefina como material principal. Debido a que tiene las propiedades del papel y el plástico, y tiene las ventajas de peso ligero y buena rigidez, puede reemplazar al papel natural en muchos campos especiales. El papel sintético tiene una historia de desarrollo de más de 30 años en el extranjero y se ha desarrollado antes y más rápidamente en países desarrollados como Estados Unidos y Japón. El origen de las materias primas y el proceso de producción del papel de fibra natural han provocado grandes cambios y daños al medio ambiente. Con el fortalecimiento de la conciencia medioambiental mundial, siguen apareciendo nuevos papeles sintéticos y su ámbito de aplicación sigue ampliándose. El volumen de ventas global de papel sintético está aumentando a un ritmo del 65.438+00% cada año, y el ritmo del papel sintético que reemplaza parcialmente al papel de fibra se está acelerando. Las variedades actuales de papel sintético son principalmente polipropileno y polietileno. Las empresas que producen papel sintético de polipropileno incluyen la Oji Petrochemical Company de Japón, Nissin Textile Yishui Chemical Co., Ltd., la British BXL Company, la American DuPont Company, la French Puglia Company, la Formosa Plastics Company de la provincia de Taiwán, etc. Entre las empresas que producen papel sintético a base de HDPE se encuentran la japonesa Mitsui, la japonesa Nakagawa, la suiza Schulman Company, la alemana Alpine, etc. El papel sintético de mi país comenzó tarde, el mercado está subdesarrollado y la tecnología aún necesita mejorarse aún más. En la actualidad, el consumo de papel sintético de polipropileno es principalmente importado, y se utiliza para bolsas de ropa, carteras, bolsas tejidas, impresión offset, serigrafía, impresión inkjet publicitaria, libros, impresión de marcas, etc. , de los cuales la impresión publicitaria por inyección de tinta representa el 40%, las marcas registradas representan el 65.438+05%, las bolsas tejidas, la impresión offset y la serigrafía representan el 65.438+00% respectivamente, y los bolsos y la serigrafía representan el 65.438+00% . Según la especificación de espesor, la dosis de 40 ~ 50 micrones representa el 30%, la dosis de 90 ~ 150 micrones representa el 40% y la dosificación de otros espesores representa el 30%. Hablemos primero de algunas de las principales características técnicas del papel sintético: 1. Propiedades del papel sintético 1. Protección del medio ambiente: La fuente de materia prima y el proceso de producción del papel sintético de polipropileno no causarán daños al medio ambiente. El producto puede reciclarse, incluso si se quema, no producirá gases tóxicos y no provocará contaminación secundaria, lo que cumple con los requisitos. requisitos de la protección medioambiental moderna. 2. El rendimiento es mejor que el del papel normal: el papel sintético tiene las características de alta resistencia, resistencia al desgarro, resistencia a la perforación, resistencia al desgaste, resistencia al plegado, resistencia a la humedad y resistencia a las polillas. 3. Aplicaciones más amplias que el papel normal: el papel sintético tiene una excelente resistencia al agua, lo que lo hace especialmente adecuado para publicidad exterior y etiquetas de marcas comerciales que no sean de papel. El papel sintético se puede utilizar en salas blancas porque no genera polvo ni pelusa. Puede tener contacto directo con los alimentos. 4. Se puede utilizar un excelente rendimiento de procesamiento, corte, troquelado, estampado, estampado en caliente, perforación, sellado térmico, pegado y otros métodos de procesamiento. 2. Métodos de producción de papel sintético Desde el desarrollo del papel sintético, los principales métodos de producción incluyen calandrado, fundición, película soplada y estiramiento biaxial. Los principales fabricantes incluyen: Prince Uber de Japón (YVPO), Formosa del Sur de Asia de la provincia china de Taiwán (NANYA), Puglia de Francia, etc. Sólo unas pocas empresas nacionales pueden producirlo y la calidad es relativamente mala e inestable. Aquí hay varios métodos de producción: 1. Calandrado Este equipo se fabrica principalmente en Italia para producir papeles sintéticos a base de PP. es decir, mediante dosificación, mezclado, mezcladores en línea, extrusión, rodillos y rodillos. Para cortar productos de papel sintético, el equipo clave es una extrusora fabricada en Italia, que se puede completar de forma continua de una sola vez, con alta eficiencia y buena calidad. La desventaja del proceso de calandrado es que es complejo y generalmente se utiliza para producir productos de papel sintético con un espesor de 0,1 mm o más. El producto tiene una gravedad específica elevada y el equipo es caro, pero la superficie del producto es lisa y adecuada para imprimir muestras y portadas de libros de alta gama. 2. El proceso de mezclar, amasar y mezclar papel sintético mediante el método de fundición es similar al método de calandrado, excepto que se utiliza una máquina de fundición en lugar de una máquina de calandrado. La característica del método de fundición es que la velocidad de extrusión de la matriz y la velocidad de rotación del rodillo de fundición son muy diferentes, y el espesor del papel sintético producido es diferente. Se forma un estiramiento unidireccional entre el menisco extruido de la matriz y el rodillo en frío, y se pueden producir papeles sintéticos de diversos espesores mediante el método de fundición. La distribución de la cadena molecular en el papel sintético es unidireccional, por lo que las propiedades longitudinales, transversales y físicas de los productos de papel sintético varían mucho. Esta es una deficiencia importante del papel sintético fundido. La gravedad específica del método de fundición en cinta es de aproximadamente 1 g/cm3 y se utiliza principalmente para imprimir. Al igual que el método de calandrado, el material base del papel sintético fundido es PP. Su producto está ligeramente deformado, pero tiene buena rigidez y tenacidad. 3. El material utilizado para producir papel sintético mediante el método de película soplada es HDPE, que es diferente del material base PP producido mediante métodos de calandrado y fundición.