MRI是一项普通的科学技术，在医疗影像、化工等方面经常被使用。尽管 NMR也许有些玄乎，但其实是一门建立在物理学与量子力学基础之上的科技。

本文介绍了NMR是怎样“演变”为现今的 MRI，并对它的工作机制及其运用进行了更深层次的探索。接下来，让我们学习一下 MRI的相关知识！

一、 NMR的基本理论

核磁共振（NMR）是以核自旋为基础的一种物理学，它通过在外磁场中的运动来获得信息。而磁感应，就是研究一个物体在外部的磁场下的表现，它包含了原子核、电子，甚至是整体的磁感应。

为了理解 NMR是怎样演化成磁共振的，我们必须先理解核与磁场的交互作用。在外磁场下，物质或核子将按照其自旋角动量进行预循环（即转动进动）。这种预合态的移动，其频率依赖于外部的磁场以及核自身的属性，我们称之为拉莫尔（Larmore）。

在 NMR实验中，我们把样本置于一个均匀的静磁场中。在一个特殊的无线电频率下，样本内就会有一个转动的磁场。这种转动的磁场恰好与拉莫尔频率相等，因此可以进行能量的交流与传递。

通过接受核辐射的信息，我们可以重构出样本内各核之间的空间位置以及它们之间的相互作用，这就是磁共振成像的基础。可见，该物理学的基本原则是非常复杂和迷人的。

二、 NMR研究的新进展

尽管在1945年， NMR的研究得到了普遍使用，但是这个名称还是引起了某些错误理解，也许有人会把这和核电联系在一起。于是，NMR去掉了“核（Nuclear）”，加入了成像（Image），就这样磁共振成像（MRI）就成了一种更为普遍的称呼。

虽然名字发生了改变，但是其工作的原则和做法却没有改变。磁共振成像技术要求病人平躺在一个叫做“圆环”的圆环里，在这个圆圈的中央是一套大型磁体。该磁体将在一条直线上产生一个强大的磁场给病人的体内。这种磁场能使病人的核磁共振磁矩产生一个较微弱的成像磁场，从而被接受线圈所捕获。

利用这种交流电场来指导核的反转，其频率就是被调制的。在磁共振成像技术中，被扫描的对象经常被激励几次，其激励的振幅和相位也各不相同。接着，在不同的情况下，对被“编码”的信号进行处理，分析出它们的来源，并利用光谱技术对其进行高品质的成像或对其进行分析。

三、 MRI的应用范围

MRI已被广泛地用于各个领域。目前，该技术已广泛应用于生物物理、材料、环境监控及地学等方面。

MRI是目前临床上最常见的一种影像检查方法。该系统可以给出身体各个部位的精细解剖影像，有助于医生判断疾病、受伤或不正常状况，并能检测大脑、骨骼、关节和内脏器官等器官的病变情况，对病变进行早期诊断和合理的治疗。

MRI是一种很有效的化学分析手段。利用MRI技术对分子结构、官能团及所处的化学环境进行表征。这在有机合成，药物开发以及化学机制等方面都具有十分重要的意义。另外，MRI技术还可以应用于食品、环境及物质等物质的组成与含量测定。

在医药、化工等方面，MRI也被广泛地用于生物物理。利用MRI方法研究蛋白质的折叠状态、动态行为以及与其它小分子的相互作用，这对新药开发及生命大分子作用机理的研究具有重要意义。

利用MRI技术，可以研究材料的晶体结构，杂质，缺陷等。利用磁共振光谱技术（MRS），可以研究原子在物质中的位置、运动情况以及杂质对物质的作用。本项目还将为该类材料的结构设计及性能调控提供理论依据。

另外，它还在环保、地质等领域扮演着不可替代的角色。利用该技术可以对地下水、土壤及空气中的污染物进行研究，有助于我们理解污染物的污染源及扩散规律。在地学领域，该技术可以应用于研究油气、岩石等地质材料的成分及变异过程。

总之，MRI是一项以物理学和量子力学为基础的科学与技术。它在医学、化学、生物物理、材料科学、环境监测及地学等诸多方面有着重要的意义。借助其基本理论与方法，人们可以得到大量材料的结构与性能，从而为科研与实际应用提供强大的手段。并且随着科学技术的不断进步，磁共振在未来的发展中也有着巨大的潜力和机遇。