第 05 章
磁共振波谱

起初并不存在MRS这种表达方式，NMR即代表核磁共振波谱。后来，随着磁共振技术在生物学和医学领域的应用进一步拓宽，为了区别，用MRI表示磁共振成像，用MRS表示磁共振波谱。

磁共振波谱有很多用途。例如，凭借磁共振波谱技术就能判断图05-01中那些布满蜘蛛网的、陈旧的瓶子里的饮料(酒或者橙汁)是否掺假或受到污染。通过SNIF-NMR波谱技术，专家们还可以确定饮料中的糖分是源自水果汁还是添加糖。不过，在这里，我们只介绍磁共振波谱在医学中的应用。

图05-01 布满蜘蛛网的旧瓶子，瓶中装的可能是优质葡萄酒哟。

05-01  化学位移

至此，我们都在假定：在一个给定的磁场中，所有物质都能以相同的共振频率共振。然而，并不是所有质子信号都有相同的共振频率，如图05-02所示，脂肪的磁共振信号通常出现在它“应该“出现的位置。

为什么水分子的质子和脂肪分子的质子拥有不相同的共振频率呢？

实际上，参与成键的电子最能影响原子核所感受到的磁场。因此，质子所感受到的磁场，在水分子中受氢-氧键的成键电子影响；而在脂肪分子中则受氢-碳键的成键电子影响。磁共振波谱技术利用了“原子核因受不同化学键的影响而产生不同的共振频率”这个现象。原子核产生的这种共振频率上的差别常用化学位移(δ)来表示，参见图05-02。

图05-02 化学位移(δ)：组织样品的氢谱通常会出现两个较强的信号峰。一个来自于组织中的水分子，另一个来自组织中的脂肪(本例中是甘油三酯)。数据是用0.1T的仪器采集的

化学位移即共振频率的差别，以Hz为单位。频率差别随着磁场的不同而不同，在2.35T场强下，水和脂肪中的1H化学位移相差350Hz；在4.7T场强下则相差700Hz。

幸好，频率差别的变化与外磁场的变化成正比。用以Hz计的化学位移除以原子核的基本共振频率（以Hz计），得到一个化学位移的数值，这个数值不会随着外加磁场的场强变化而变化。即在不同场强中，水和脂肪中1H的这个数值的差异是相同的。

化学位移一般为几个或几百个Hz，而共振频率则为几百个MHz。因此，化学位移的数值太小，所以要被扩大1百万倍并以百万分之多少来表示，即ppm。