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磁共振成像

/magnetic resonance imaging/
条目作者廖伟

廖伟

最后更新 2022-01-20
浏览 336
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利用核磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建人体信息的成像技术。是断层成像技术的一种。

英文名称
magnetic resonance imaging
所属学科
核技术

1946年,F.布洛赫和E.珀塞耳各自独立地发现了核磁共振现象,此为磁共振成像技术的理论基础。1972年,P.劳特布尔发明了一套对核磁共振信号进行空间编码的方法,这种方法可以重建人体图像。

磁共振成像技术诞生之初曾被称为核磁共振成像。到20世纪80年代初,作为医学新技术的NMR成像一词越来越为公众所熟悉。随着大磁体的安装,有人开始担心字母“N”可能会对磁共振成像的发展产生负面影响。另外,“nuclear”一词还容易使医院工作人员对磁共振检查产生另一个核医学检查技术的联想。因此,为了突出这一检查技术不产生电离辐射的优点,同时与使用放射性核素的核医学相区别,放射学家和设备制造商均同意把“核磁共振成像术”简称为“磁共振成像(MRI)”。

含单数质子的原子核,例如人体内广泛存在的氢原子核,其质子有自旋运动,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,用特定频率的射频进行激发,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,反映自旋核把吸收的能量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-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,即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。人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定的,而且它们之间有一定的差别,T2也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别,是磁共振成像的成像基础。获得选定层面中各种组织的T1(或T2)值,就可获得该层面中包括各种组织影像的图像。

磁共振成像系统包括MR信号产生和数据采集、处理及图像显示两部分。MR信号的产生是来自大孔径、具有三维空间编码的MR波谱仪,而数据采集、处理及图像显示部分,则与CT扫描装置相似。

磁共振成像设备包括磁体、梯度线圈、供电部分、射频发射器及MR信号接收器,这些部分负责MR信号产生、探测与编码;模拟转换器、计算机、磁盘与磁带机等,则负责数据处理、图像重建、显示与存储。

磁共振成像设备磁共振成像设备

①神经系统病变,如脑梗死、脑肿瘤、炎症、变性病、先天畸形、外伤等,为应用磁共振成像最早的人体系统,对病变的定位、定性诊断较为准确、及时,可发现早期病变。

②心血管系统,可用于心脏病、心肌病、心包肿瘤、心包积液以及附壁血栓、内膜片的剥离等诊断。

③胸部病变,如纵隔内的肿物、淋巴结以及胸膜病变等诊断,可以显示肺内团块与较大气管和血管的关系等。

④腹部器官,如肝癌、肝血管瘤及肝囊肿的诊断与鉴别诊断,腹内肿块的诊断与鉴别诊断,尤其是腹膜后的病变。

⑤盆腔脏器,如子宫肌瘤、子宫其他肿瘤、卵巢肿瘤,盆腔内包块的定性定位,直肠、前列腺和膀胱的肿物等。

⑥骨与关节,如骨内感染、肿瘤、外伤的诊断与病变检查,尤其对一些细微的改变如骨挫伤等诊断有较大价值,对关节内软骨、韧带、半月板、滑膜、滑液囊等病变及骨髓病变有较高诊断价值。

⑦全身软组织病变,无论来源于神经、血管、淋巴管、肌肉、结缔组织的肿瘤、感染、变性病变等,皆可做出较为准确的定位、定性的诊断。

①灰阶成像,像X射线、CT图片一样有黑白灰度,但不表示密度,而是信号的强度。

②流空效应,流动的液体信号不能获得,呈无信号与周围信号形成对比,如血管、脑脊液的流空。

③可多方位、多层面成像,以二维、三维方式显示人体的解剖结构和病变,不仅能达到定位诊断,对定性诊断亦有重要的参考价值。

④软组织结构显示清晰,对中枢神经系统、膀胱、直肠、子宫、阴道、关节、肌肉等检查优于CT。

⑤对人体没有任何放射性损害,可多次检查(多部位、多次复查)。

①安装人工心脏起搏器者及神经刺激器者禁止做检查。

②颅内有银夹及眼球内金属异物者禁止做检查。

③心电监护仪不能进入MRI检查室。曾做过动脉病手术、曾做过心脏手术并带有人工心瓣膜者禁止做检查。

④各种危重病患者,如外伤或意外发生后的昏迷、烦躁不安、心律失常、呼吸功能不全、不断失血及二便失禁者等禁用。

⑤检查部位有金属物(如内固定钢针钉等)不能检查。

⑥妊娠妇女慎做检查,如有可能怀孕者,需告知检查医生。

  • 袁聿德.医学影像检查技术.北京:人民卫生出版社,2008.
  • 余建明.医学影像技术学.北京:科学出版社,2004.

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