三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像實驗(yan)介(jie)紹

三(san)維核磁共(gong)振(zhen)
實驗(yan)目的(de)
1. 了(le)解相位(wei)編(bian)碼在(zai)多(duo)維核磁共(gong)振(zhen)中的(de)使用。
2. 自制樣品的(de)三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像觀(guan)察(cha)。
3. 了(le)解立體(ti)影像數據的(de)各種閱讀和(he)觀(guan)察(cha)方(fang)式。
4. 通(tong)過老鼠(shu)了(le)解人(ren)體(ti)磁共(gong)振(zhen)的(de)診(zhen)斷。
實(shi)驗(yan)器材
實(shi)驗(yan)儀器HT-3DNMR-25 核(he)磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像教(jiao)學(xue)儀
三(san)維核磁共(gong)振(zhen)正交(jiao)采(cai)集及反(fan)演(yan)軟件(jian)
三(san)維核磁共(gong)振(zhen)立體(ti)顯(xian)示軟件(jian)

實(shi)驗(yan)原理(li)
三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像的(de)突(tu)出(chu)特(te)點(dian)是(shi)能(neng)產生(sheng)物(wu)體(ti)整個(ge)立體(ti)空(kong)間(jian)的(de)像，而且(qie)在(zai)空(kong)間(jian)的(de)三(san)個(ge)正交(jiao)方(fang)向均(jun)可(ke)達到很高(gao)的(de)分辨率，是目前藥物(wu)研(yan)究(jiu)領域(yu)和(he)動物(wu)實(shi)驗(yan)中重要(yao)的(de)研究(jiu)手(shou)段。三(san)維成(cheng)像可(ke)以避(bi)免(mian)因二維層(ceng)選過厚而(er)帶來(lai)的(de)分辨率下降(jiang)或(huo)因二維層(ceng)選過薄導致信(xin)噪比下(xia)降(jiang)等(deng)問(wen)題，也不(bu)存在(zai)二維多(duo)層(ceng)層(ceng)選成(cheng)像所(suo)固有的(de)信(xin)息(xi)遺漏(lou)問(wen)題。我們知道(dao)，二(er)維多(duo)層(ceng)層(ceng)選成(cheng)像在(zai)各成(cheng)像層(ceng)之(zhi)間(jian)或(huo)多(duo)或(huo)少會(hui)存在(zai)幹涉(she)，要減(jian)少幹涉(she)就(jiu)得(de)增(zeng)大(da)間(jian)隙(xi)，增(zeng)大(da)間(jian)隙(xi)就(jiu)會(hui)遺漏(lou)信(xin)息(xi)。因此(ci)，三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像是射頻(pin)效(xiao)率(lv)*的(de)成(cheng)像方(fang)案，尤(you)其(qi)對(dui)於靜止物體(ti)，是偽(wei)影極小分(fen)辨率*的(de)成(cheng)像方(fang)案。
三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像儀器框(kuang)圖(tu)如(ru)圖(tu)（儀(yi)器裝(zhuang)置(zhi)的(de)原理(li)圖(tu)）。三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像的(de)時(shi)序(xu)圖(tu)如(ru)圖(tu)。
 
儀(yi)器裝(zhuang)置(zhi)原理(li)圖(tu)

三(san)維數據(ju)采(cai)集是由(you)壹(yi)維的(de)頻率(lv)編(bian)碼和(he)二維的(de)相位(wei)編(bian)碼組成(cheng)，通過 次(ci)的(de)采集(ji)（Np是(shi)列數，Ns是(shi)層(ceng)數），得(de)到三(san)維的(de)K空(kong)間(jian)，經(jing)過三(san)維傅立葉反(fan)演(yan)變(bian)換(huan)得到三(san)維核磁共(gong)振(zhen)圖(tu)像。采集全過程必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)保證樣(yang)品固定(ding)不(bu)變(bian)和(he)磁場(chang)不(bu)變(bian)，否(fou)則(ze)，將無法進(jin)行(xing)三(san)維反(fan)演(yan)。
 
三(san)維核磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像的(de)SE序(xu)列時(shi)序(xu)圖(tu)

內(nei)容及步(bu)驟
   儀器(qi)實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)采用的(de)HT-3DNMR-25三(san)維核磁共(gong)振(zhen)教(jiao)學(xue)儀，該教(jiao)學(xue)儀是(shi)由恒(heng)溫(wen)磁鐵、電源、主機(ji)、計(ji)算機(ji)和(he)操(cao)作(zuo)軟件(jian)組成(cheng)，以下(xia)將分別介(jie)紹各(ge)個組成(cheng)部分(fen)。
  儀(yi)器介(jie)紹：
    恒(heng)溫(wen)磁體(ti)是由(you)磁體(ti)、恒(heng)溫(wen)控制系(xi)統(tong)、梯(ti)度(du)線(xian)圈(quan)、射頻線(xian)圈(quan)組成(cheng)。電源是用(yong)來提(ti)供各種工(gong)作電源、恒(heng)溫(wen)系(xi)統(tong)的(de)加熱(re)電源及其(qi)梯度(du)電流驅動放大(da)器電路；主機(ji)包(bao)括脈沖序(xu)列控制器和(he)射頻(pin)系(xi)統(tong)（國(guo)外資(zi)料稱(cheng)為譜儀）。它們的(de)安裝(zhuang)過程如(ru)下：
1.連線(xian)：根據(ju)儀(yi)器組成(cheng)介(jie)紹來(lai)連接(jie)。作為(wei)教(jiao)學(xue)中需要(yao)跟蹤觀(guan)察(cha)的(de)信(xin)號(hao)放在(zai)正面(mian)，正(zheng)面(mian)連接(jie)如(ru)圖(tu)（正(zheng)面連線(xian)圖(tu)）；其(qi)它電路連接(jie)放置(zhi)背面，背面連接(jie)如(ru)圖(tu)（背面連線(xian)圖(tu)）。
 
正(zheng)面連線(xian)圖(tu)

全面觀(guan)察(cha)脈沖序(xu)列需(xu)要用(yong)到4通道(dao)數(shu)字(zi)存儲示(shi)波器(qi)，而(er)該示波器(qi)的(de)價格(ge)是極其(qi)昂(ang)貴(gui)的(de)，壹(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下全面觀(guan)察(cha)脈沖序(xu)列我們是不(bu)作要求的(de)。如(ru)果有條(tiao)件的(de)話(hua)，可(ke)以將(jiang)信(xin)號(hao)輸出(chu)、XYZ的(de)梯度(du)監視(shi)輸出(chu)到示波器(qi)中觀(guan)察(cha)，是(shi)可(ke)以觀(guan)察(cha)到與(yu)圖(tu)（SE序(xu)列時(shi)序(xu)圖(tu)）壹(yi)樣的(de)信(xin)號(hao)。
2.連接(jie)完畢(bi)後可(ke)以將(jiang)樣品放入(ru)探(tan)頭(tou)中，樣品壹(yi)般(ban)是(shi)采(cai)用(yong)不(bu)易(yi)變(bian)質(zhi)的(de)核桃。
 
背面連線(xian)圖(tu)
軟件(jian)介(jie)紹及(ji)實驗(yan)操(cao)作(zuo)：
1．共(gong)振(zhen)頻率(lv)設(she)置(zhi)
上面步(bu)驟完成(cheng)後我們就(jiu)可(ke)以開始(shi)運行(xing)軟件(jian)程(cheng)序(xu)。運行(xing)軟件(jian)*步(bu)是(shi)進行(xing)共(gong)振(zhen)頻率(lv)設(she)置(zhi)。按(an)下(xia)“參數(shu)設(she)置(zhi)”頁面(mian)，接著(zhe)按(an)下(xia)“自動(dong)采集”，會(hui)出(chu)現(xian)采集的(de)信(xin)號(hao)圖(tu)及(ji)傅立葉變(bian)換(huan)的(de)頻譜圖(tu)，同(tong)時(shi)出(chu)現(xian)閃動(dong)的(de)“采集(ji)”字(zi)樣如(ru)圖(tu)（共(gong)振(zhen)信(xin)號(hao)采集(ji)）。如(ru)果不(bu)出(chu)現(xian)采集圖(tu)說(shuo)明串(chuan)行(xing)通訊口設(she)置(zhi)可(ke)能錯(cuo)誤(wu)，這(zhe)時(shi)需要適(shi)當(dang)調整串(chuan)行(xing)通訊口：調節(jie)“頻率設(she)置(zhi)”中間(jian)的(de)按(an)鈕(niu)，直(zhi)至(zhi)出(chu)現(xian)圖(tu)中的(de)圖(tu)形(xing)。頻率(lv)調節(jie)範圍是(shi)18.00-20.00MHz，均(jun)勻度(du)調節(jie)在(zai)二維磁共(gong)振(zhen)實驗(yan)中已(yi)詳細描(miao)述(shu)，這(zhe)就(jiu)不(bu)累贅了(le)。
圖(tu)（共(gong)振(zhen)信(xin)號(hao)采集(ji)）
2．脈沖設置(zhi)
如(ru)圖(tu)（脈沖序(xu)列設(she)置(zhi)），由於不(bu)同(tong)廠(chang)家生產的(de)儀器(qi)存在(zai)壹(yi)定的(de)差異(yi)，我們需要根據(ju)廠(chang)家提供的(de)參數(shu)來(lai)設(she)置(zhi)脈沖序(xu)列。
 
脈沖序(xu)列設(she)置(zhi)
2.1點擊三(san)維成(cheng)像切換界(jie)面(mian)，點擊(ji)三(san)維采集(ji)後X、Y梯度(du)相位(wei)編(bian)碼由(you)-128mA掃(sao)描(miao)至(zhi)126mA，掃(sao)描(miao)結(jie)束後采集(ji)自動(dong)停(ting)止閃爍(shuo)X、Y梯度(du)電流顯(xian)示126mA。按(an)三(san)維富裏葉變(bian)換(huan)（傅立葉變(bian)換(huan)廠家翻譯為(wei)富裏葉變(bian)換(huan)）得到了(le)三(san)維立體(ti)數據(ju)。
 
圖(tu)（三(san)維軟件(jian)界(jie)面(mian)）
2.2點擊水(shui)平面(mian)、冠(guan)狀(zhuang)面或(huo)矢狀(zhuang)面的(de)層(ceng)數選(xuan)擇按(an)鈕(niu)大(da)圖(tu)顯(xian)示該方(fang)向該層(ceng)數的(de)二維圖(tu)，小圖(tu)顯(xian)示該層(ceng)的(de)具(ju)體(ti)位(wei)置(zhi)。如(ru)果要得(de)到各圖(tu)層(ceng)，可(ke)以選(xuan)擇盤(pan)符、文(wen)件夾(jia)、文件(jian)名(ming)進(jin)行(xing)多(duo)層(ceng)圖(tu)像保存。在(zai)文件(jian)夾(jia)下用(yong)縮略圖(tu)即可(ke)觀(guan)察(cha)多(duo)層(ceng)圖(tu)片(pian)。如(ru)圖(tu)（核(he)桃三(san)維多(duo)層(ceng)）。也可(ke)按(an)下(xia)立體(ti)顯(xian)示觀(guan)察(cha)不(bu)同(tong)角(jiao)度(du)的(de)立體(ti)視圖(tu)。立體(ti)顯(xian)示圖(tu)像自動(dong)旋轉基本可(ke)以看清(qing)各(ge)個(ge)角(jiao)度(du)，也可(ke)停(ting)止旋轉(zhuan)調節(jie)不(bu)同(tong)角(jiao)度(du)觀(guan)察(cha)，詳細見(jian)廠家的(de)使用說(shuo)明書。
   
    核桃三(san)維多(duo)層(ceng)                        立體(ti)顯(xian)示軟件(jian)
3.小動(dong)物(wu)三(san)維磁共(gong)振(zhen)觀(guan)察(cha)：
將(jiang)麻(ma)醉或(huo)毒死的(de)動物(wu)放入(ru)儀(yi)器(qi)中，可(ke)以是(shi)小青(qing)蛙、鱔(shan)魚(yu)頭(tou)部或(huo)四(si)周齡小鼠(shu)。下(xia)面以四(si)周齡小鼠(shu)頭(tou)部和(he)胸部為(wei)例。將(jiang)四(si)周齡小鼠(shu)放入(ru)儀(yi)器(qi)中（註意(yi)用(yong)塑料(liao)袋包(bao)好，以防組織液(ye)或(huo)血液流出(chu)日後腐爛(lan)發臭(chou)）。按(an)上(shang)述操(cao)作(zuo)得(de)到三(san)維磁共(gong)振(zhen)數據(ju)，可(ke)以以不(bu)同(tong)方(fang)向多(duo)層(ceng)保存，如(ru)圖(tu)（老(lao)鼠三(san)維磁共(gong)振(zhen)多(duo)層(ceng)冠(guan)狀(zhuang)圖(tu)）和(he)（老鼠(shu)三(san)維磁共(gong)振(zhen)多(duo)層(ceng)矢狀(zhuang)圖(tu)），也可(ke)采用(yong)三(san)維立體(ti)顯(xian)示如(ru)圖(tu)（老(lao)鼠三(san)維立體(ti)圖(tu)）。
 
老(lao)鼠三(san)維磁共(gong)振(zhen)多(duo)層(ceng)冠(guan)狀(zhuang)圖(tu)
 
老(lao)鼠三(san)維磁共(gong)振(zhen)多(duo)層(ceng)矢狀(zhuang)圖(tu)

 
老(lao)鼠三(san)維立體(ti)圖(tu)

註(zhu)意事(shi)項
1.必(bi)須(xu)保證樣(yang)品固定(ding)不(bu)動，老鼠必(bi)須(xu)深度(du)麻(ma)醉或(huo)死亡，以免(mian)發生運動(dong)偽(wei)影。
2.在(zai)磁體(ti)熱(re)穩(wen)定(ding)後方(fang)可(ke)采集(ji)。

思(si)考(kao)題
醫(yi)學(xue)影像臨(lin)床(chuang)應(ying)用中采用(yong)三(san)維磁共(gong)振(zhen)現(xian)在(zai)主要(yao)面(mian)臨(lin)的(de)難題是什(shen)麽。