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多量子同調

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多量子同調Multiple quantum coherence,MQC)現象出現在核磁共振頻譜學磁振造影中,提供一種特殊的對比機制,可以彰顯水等分子的異向性(anisotropic)運動。在人體組織中,水分子的非等向性運動常出現在有結構的地方,例如處於肌腱韌帶膠原蛋白分子間的水分子。

多量子同調可以按階數分為零量子同調zero quantum coherence,ZQC)、單量子同調single quantum coherence,SQC)、雙量子同調double quantum coherence,DQC)、三量子同調triple quantum coherence,TQC)或更高階的現象。

尋常磁振訊號來源即為SQC。常見的MQC磁振脈衝序列是將尋常SQC訊號濾除,讓其他階MQC保留,例如DQC;最後再將其他階MQC成份轉為SQC以提供頻譜或影像的訊號收取,因此扮演的腳色類似濾器,因此這類現象與相關脈衝序列又被稱為多量子濾器multiple quantum filter,multiquantum filter,MQF)。

原理

依照核子自旋,常見的核種可分為自旋1/2(例:1H,氫核質子)、自旋1(例:2H,重氫)與自旋3/2(例:23Na,同位素)等等。自旋1以上的核子即內稟有MQC的特性;而自旋1/2的核子,其自旋需要透過偶極四極(四重極)間交互作用達到幾個自旋間的耦合,才能呈現MQC的特性。

MQC在數學上常採用球張量算符spherical tensor operator)形式來計算,這樣的好處是和磁振脈衝序列能有良好的對應,可以看出每個射頻脈衝或時間演化對自旋造成的影響效應。

球張量 單一自旋 兩個自旋

分子內與分子間的多量子同調

分子內多量子同調intramolecular multiple quantum coherence)有別於分子間多量子同調intermolecular multiple quantum coherence,iMQC)。

磁振頻譜

磁振影像

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外部連結