核磁共振成像仪的原理|特点|应用

　　核磁共振成像仪是继CT后医学影像学的又一重大进步。核磁共振成像仪利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。

　　1930年代，物理学家伊西多拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的Z早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。

　　1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个核子(包括质子和中子)的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们Z初对核磁共振现象的认识。为此他们两人获得了1950年度诺贝尔物理学奖。

　　医学家们发现水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象，利用这一现象可以获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制人体内部结构，在这一理论基础上1969年，纽约州立大学南部医学zhong心的医学博士达马迪安通过测核磁共振的弛豫时间成功的将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来，在达马迪安新技术的启发下纽约州立大学石溪分校的物理学家保罗劳特伯尔于1973年开发出了基于核磁共振成像技术做出了核磁共振成像仪，并且应用他的核磁共振成像仪成功地绘制出了一个活体蛤蜊的内部结构图像。

　　劳特伯尔之后，核磁共振成像仪应用范围日益广泛，成为一项常规的医学检测仪器，广泛应用于帕金森氏症、多发性硬化症等脑部与脊椎病变以及癌症的zhi疗和诊断。2003年，保罗劳特伯尔和英国诺丁汉大学教授彼得曼斯菲尔因为他们在核磁共振成像技术方面的贡献获得了当年度的诺贝尔生理学或医学奖。

　　核磁共振成像仪目前普遍应用于医学检测成像中，具有无辐射损伤的安全性，可任意方位断层扫描等技术灵活性，加以涵盖质

　　核磁共振成像仪就是利用核磁共振成像而产生的仪器。它是继CT后医学影像学的又一重大进步，广泛应用于物理、化学、生物等领域。为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术。

　　核磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。近年来，核磁共振成像仪发展十分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统，并在世界范围内推广应用。参与核磁共振成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。

　　含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子有白旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体。小磁体自旋轴的排列无一定规律，但如果在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列，在这种状态下，质子带正电荷，它们像地球一样在不停地绕轴旋转，并有自己的磁场。用特定频率的射频脉冲进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象。

　　停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程，而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间。

　　有两种弛豫时间，一种是自旋-晶格弛豫时间又称纵向弛豫时间，反映白旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是90°射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间，称T1。另一种是自旋一自旋弛豫时间，又称横向弛豫时间，反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是横向磁化所维持的时间，称T2。T2衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与T1不同，它引起相位的变化。

　　正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态。当把它们放人一个强外磁场中，就会发生改变。它们仅在平行或反平行于外磁场两个方向上排列。人体不同器官的正常组织与病理组织的T

　　核磁共振成像仪是一种应用生物磁自旋成像技术的仪器，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。

　　核磁共振成像仪Z常用的核是氢原子核质子(1H)，因为它的信号Z强，在人体组织内也广泛存在。影响核磁共振成像仪影像因素包括：①质子的密度;②弛豫时间长短;③血液和脑脊液的流动;④顺磁性物质;⑤蛋白质。

　　核磁共振成像仪的特点是：

　　1、核磁共振成像仪信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。各种组织磁共振影像灰阶特点如下：脂肪组织，松质骨呈白色;脑脊髓、骨 髓呈白灰色;内脏、肌肉呈灰白色;液体，正常速度流血液呈黑色;骨皮质、气体、含气肺呈黑色。

　　2、流动液体不产生信号(称为流动效应或流动空白效应)。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易与软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。

　　核磁共振成像仪已应用于全身各系统的成像诊断。效果Z佳的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化，而且可作心室分析，进行定性及半定量的诊断，可作多个切面图，空间分辨率较高，显示心脏及病变全貌，及其与周围结构的关系，优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。在对脑脊髓病变诊断时，可作冠状、矢状及横断面像。

　　相较于计算机层析成像技术，核磁共振成像仪具有一系列优点，其不会对人体造成任何危害，比较快速和准确，因此核磁共振成像技术已被广泛应用到医学领域内，具体包括如下内容：

　　①可有效分辨软组织，相对于CT来讲，可以更好地检查膀胱、直肠、子宫、阴道和肌肉等部位。

　　②可以多参数成像，不同成像参数

　　核磁共振成像仪是应用在医学领域中的较为先进的数字信息化成像技术设备。通过利用磁场射频脉冲使得人体内部的氢核放声震动，进而产生频射信号，经过计算机对所捕捉到的频射信号进行处理并以图像的形式显示出来。核磁共振成像仪具有辐射量小、形成参数多等优点使得其在医学的诊断工作中得到了广泛的使用。

　　1、主磁场带来的风险分析

　　核磁共振成像仪的运行原理是通过利用磁场射频脉冲使得人体内部的氢核放声震动，进而产生频射信号。这就使得主磁场在运行过程中不受到来自外界高强度磁场的干扰，成为保证核磁共振成像仪运行正常以及成像准确的重要决定因素。同时，由于外界的高强度磁场会因为产生强大的吸力而使得图像出现投射效应、伪影、扭曲等情况。这也使得主磁场在运行过程中受到外界高强度磁场干扰成为了设备运行风险之一。

　　当出现投射效应时，会对磁场本身造成一定的干扰。如果在核磁共振成像仪附近存在一定强度的磁体，会出现磁体因为磁场吸引作用而出现偏移的情况。而严重的则会对受检人员的身体造成不良影响。

　　针对这一情况，一般会在核磁共振成像仪周边安装屏蔽系统。同时还会禁止在设备周边一米的范围内安装较强的磁场。

　　主磁场干扰现象：

　　主磁场干扰主要有伪影和扭曲。

　　伪影是指在核磁共振成像仪成像的过程中因受检人员器官的运动、共振磁场不均匀以及受到金属物体的干扰等而造成成像不清楚的现象。当出现伪影时会给后期的诊断工作带来一定的难度。

　　扭曲则是指带有一定磁性的物体在受到较强磁场的干扰下而向平行于BO方向发生偏转的现象。这一现象大多发生在受检人员体内含有一定金属部件的情况下。例如受检人员体内加装了心脏除颤器、起搏器等就会给核磁共振成像仪带来一定的干扰。较为严重的情况下，会因为磁场过于强大而导致体内的金属部件发生位移，进而危及受检人员的生命安全。

　　2、频射磁场带来的风险分析

　　频射磁场指的是频率在110

　　核磁共振成像仪主要通过极ng准可靠的图像资料帮助医师对患者的患处进行检查，图像资料能够准确表达患者内部组织情况。相比于其他设备，核磁共振成像仪由于内部结构精密，且技术较为先进，因此必须注重其日常维修维护。

　　核磁共振成像仪的维护维修和日常管理使用是息息相关的，只有做好平时的管理和维护，才能防微杜渐，减少比较棘手的问题的出现，避免不必要的损失，增加设备的开机率。Z后应该强调指出，随着可靠性技术的发展，核磁共振成像仪的数字信号电路以内的故障率越来越低，主要问题集中在冷却、电源和强电部分。

　　1、制冷系统的日常维护

　　核磁共振成像仪的制冷系统是仪器内部的重要组成部分，一般采用三级联冷系统，即将水冷、氦冷以及冷头三者相互结合的冷却方式。

　　核磁共振成像仪中的制冷系统维护时应该注意水量的控制，水冷机中的水量供给主要采用开始循环系统，因此在水循环过程中必然出现水量下降的情况，在水量下降时应该及时补充蒸馏水。其次保证制冷系统中整洁的环境，避免异物进入，定期清理。

　　核磁共振成像仪中的制冷系统需要传感器设备的支持，传感器设备容易受到环境腐蚀，因此必须提高传感器工作环境的稳定性。当制冷系统出现故障时首先应该观察水循环系统中的水量是否处于合理位置，及时补充水量。其次及时清洁制冷系统中的异物，并检查传感器是否失灵，采取针对性的维修措施。

　　2、电源及电路连接的日常维护

　　核磁共振成像仪是高度精密仪器，为保证其使用过程中的精密性，必须保证供电系统的稳定性，降低故障率。

　　核磁共振成像仪往往会设置不间断供电电源，以此保证供电系统的稳定工作，在日常维护及维修中应该检验不间断供电电源的电路是否正常工作，线路连接是否有效。接地装置是为了保证核磁共振成像仪上面电流及电磁场的稳定性而设置的，虽然属于附属设备，但却能对核磁共振成像仪的检测结果造成重要影响。在进行日常维护及维修时应该注

　　核磁共振成像仪应用生物磁自旋成像技术，无污染，测量迅速，准确，能够实现实时测量，获得样品在时间和空间上的信号信息，能获得样品内部不同切层的图像，体现物质的质子活性，这对于物质的结构特性研究有积极意义。

　　核磁共振成像仪的图像与CT图像非常相似，以不同灰度显示不同结构的解剖和病理的断面图像。核磁共振成像仪几乎适用于全身各系统的不同疾病，例如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变，以及各种先天性疾病等的检查。

　　1、颅脑与脊髓核磁共振成像

　　对脑肿瘤、脑炎性病变、脑白质病变、脑梗塞、脑先天性异常等的诊断比CT更为敏感，可发现早期病变，定位也更加准确。对颅底及脑干的病变因无伪影可显示得更清楚。

　　核磁共振成像仪可以不用造影剂显示脑血管，发现有无动脉瘤和动静脉畸形;还可以直接显示一些颅神经，发现发生在这些神经上的早期病变;可以直接显示脊髓的全貌，因而对脊髓肿瘤或椎管内肿瘤、脊髓白质病变、脊髓空洞、脊髓损伤等有重要的诊断价值。另外，核磁共振成像仪对显示椎体转移性肿瘤也十分敏感。

　　2、头颈部核磁共振成像

　　对眼耳鼻咽喉部的肿瘤性病变显示好，如鼻咽癌对颅底、颅神经的侵犯，MRI显示比CT更清晰更准确。核磁共振成像仪还可做颈部的血管造影，显示血管异常。对颈部的肿块，MRI示其范围及其特征，以帮助定性。

　　3、胸部核磁共振成像

　　核磁共振成像仪能直接显示心肌和左右心室腔(用心电门控)，可了解心肌损害的情况并可测定心脏功能。对纵隔内大血管的情况可清楚显示。对纵隔肿瘤的定位定性也极有帮助。还可显示肺水肿、肺栓塞、肺肿瘤的情况。可区别胸腔积液的性质，区别血管断面还是淋巴结。

　　4、腹部核磁共振成像

　　核磁共振成像仪对肝、肾、胰、脾、肾上腺等实质性脏器疾病的诊断可提供十分有价值的信息，有助于确诊。对小病变也较易显示，因而能发现早期病变。

　　5、盆腔核磁共振成像

　　核磁共振成