多量子同調

多量子同調（Multiple quantum coherence，MQC）現象出現在核磁共振頻譜學與磁振造影中，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，例如處於肌腱或韌帶的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，氘）與自旋3/2（例：²³Na，鈉同位素）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或四極（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${\displaystyle I\geq 1}$自旋	兩個${\displaystyle I={\frac {1}{2}}}$自旋
${\displaystyle T_{1,0}}$	${\displaystyle I_{z}}$	${\displaystyle I_{z}^{a}+I_{z}^{b}}$
${\displaystyle T_{1,1}}$	${\displaystyle -{\frac {1}{\sqrt {2}}}I_{+}}$	${\displaystyle -{\frac {1}{\sqrt {2}}}(I_{+}^{a}+I_{+}^{b})}$
${\displaystyle T_{1,-1}}$	${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}I_{-}}$	${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}(I_{-}^{a}+I_{-}^{b})}$
${\displaystyle T_{2,0}}$	${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {6}}}(3I_{z}^{2})-I^{2}}$	${\displaystyle {\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}(4I_{z}^{a}I_{z}^{b}-I_{+}^{a}I_{-}^{b}-I_{-}^{a}I_{+}^{b})}$

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

相關條目

• 核磁共振
• 磁振造影

外部連結

• iMQC發現者Warren S. Warren於普林斯頓大學網站的介紹頁 -- https://web.archive.org/web/20060619095816/http://www.princeton.edu/~wwarren/NMRintro.htm
• NMR Consultant, NMR Info Center -- Multiple quantum coherence