في الجسم الحي، تعد بروتونات ذرات الهيدروجين في الماء والدهون المصدر الأكثر وفرة لإشارة صور الرنين المغناطيسي. على الرغم من أن خصائص جميع نوى الهيدروجين متطابقة (رقم الدوران، العزم الزاوي)، فإن خصائص الماء والدهون تتقدم بترددات مختلفة قليلاً حتى في وجود مجال خارجي متجانس.
سبب اللجوء إلى التحليل الطيفي للتصوير بالرنين المغناطيسي
- لأن نوى الهيدروجين لأنواع كيميائية مختلفة لا تعاني جميعها من مجالات مغناطيسية محلية متطابقة.
- ترجع الاختلافات الطفيفة في هذه المجالات المحلية إلى الاختلافات في الحماية المغناطيسية من السحب الإلكترونية والتي تختلف بين الجزيئات المختلفة بين الماء والدهون.
- في الواقع، حتى نوى الهيدروجين المختلفة لجزيء واحد، مثل الدهون يمكن أيضًا أن يتردد صداها عند ترددات مختلفة.
- يكون الطيف الترددي الناتج أكثر تعقيدًا، حيث يحتوي على قمم متعددة لاتساعات وعرض مختلفة.
- في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي، يمكن استخدام هذه الاختلافات في الترددات لتحديد الخصائص الكيميائية والهيكلية للجزيئات.
- نظرًا لأن الفواصل بين القمم الرنانة للبروتونات المختلفة تتناسب مع قوة المجال المغناطيسي الخارجي، فإن أنظمة المجال العالي مفيدة بشكل خاص في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي لأنها يمكن أن توفر دقة طيفية أعلى.
- تُعرف ظاهرة تحولات التردد هذه بسبب تعرض النوى المختلفة لبيئات إلكترونية مختلفة باسم التحول الكيميائي.
- يمكن استخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي لمراقبة التغيرات البيوكيميائية في الأورام والسكتة الدماغية واضطرابات التمثيل الغذائي.
- تشمل النوى الأكثر شيوعًا المستخدمة في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي البروتون والفوسفور والكربون.
- نظرًا لأن نفس النوع من النواة (مثل الهيدروجين) المرتبط بجزيئات ومركبات مختلفة غالبًا ما يتردد صداها عند ترددات مختلفة قليلاً، يمكن تحديد التركيزات النسبية لهذه المركبات من خلال مراقبة ارتفاعات الذروة للطيف مع وجود قمم أعلى تتوافق مع تركيزات أعلى.
- على سبيل المثال، في التحليل الطيفي للبروتون بالرنين المغناطيسي قد تشير زيادة نسبة الكولين إلى الكرياتين إلى وجود مرض خبيث وقد تشير مستويات اللاكتات المرتفعة إلى موت الخلايا ونخر الأنسجة.
