核磁共振现象

1、核磁共振现象核磁共振现象（nuclear magnetic resonance， NMR ）是一种核物理现象 发现于1946年，其后，主要被化学家和物理学家用于研究分子的结 构。1973年，英国学者劳特布尔在主磁场内附加一个不均匀的磁场， 并逐点地诱发核磁共振无线电波，然后对这些一维投影值进行组合， 从而获得了一幅二维的核磁共振图像。19741978年，英国诺丁汉大学和阿伯丁大学的物理学家们，在研制核磁共振图像系统方面取得 较大进展。1978年5月28 日，他们取得了第一幅人体头部的核磁共 振图像，1980年下半年取得了第一幅胸，腹部图像。到1982年底，世界上已有许多医院和科研单位，把这种图

2、像技术应用到临床诊断 和其它医学领域的研究中去。近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速，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。为了准确反映其成像基础，避免与核素成像混淆，现改称为磁共振成象。MRI的成像基本原理与设备（一）磁共振现象与 MRI磁共振磁共振成像术（简称 MRI ）是一种可使人体免受 X射线损害的崭新的扫描技术，它是电子计算 机技术，CT技术以及磁共振频谱学等先进科学的结晶。世上万物均由分子组成，而分子是由原 子组成，原子是由原子核和围着核旋转的电子组成，原子核又是由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成。许多原子核的运动则类似自旋体”，不停地以一定的

3、频率自旋。如设法使它进入一个恒定的磁场，它就会沿着这磁场方向回旋。这时用特定的射频电磁波去照射这些含有原子核的物 体，物体就会显著地将电磁波吸收，这就是磁共振现象。MRI就是利用人体中的氢（H ）原子,在强磁场内受到脉冲激发后，产生的磁共振现象，经过空间编码技术， 把在磁共振过程中所散发的电磁波以及与这些电磁波有关的质子密度，弛豫时间，流动效应等参数，接收转换，通过电子计算机的处理，最后形成图像，做岀诊断。MRI比CT能更灵敏地分辨岀正常或异常的组织，对肿瘤的早期检测及鉴别有很大的帮助。（二） MRI设备MR信号的产生是来自则与CT扫描装置相似。MRI的成像系统包括 MR信号产生和数据采集与处

4、理及图像显示两部分。 大孔径，具有三维空间编码的 MR波谱仪，而数据处理及图像显示部分,MRMRI的铝MRI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。磁体有常导型、超导型和永磁型三种，直接关系到磁场强度、均匀度和稳定性，并影响图像质量。因此，非常重要。通常用磁体类型来说明MRI设备的类型。常导型的线圈用铜、线绕成，磁场强度最高可达 0.150.3T*，超导型的线圈用铌-钛合金线绕成，磁场强度一般为 0.352.0T，用液氦及液氮冷却；永磁型的磁体由用磁性物质制成的磁

5、砖所组成，较重，磁场强 度偏低，最高达 0.3T O梯度线圈，修改主磁场，产生梯度磁场。其磁场强度虽只有主磁场的几百分之一。但梯度磁场为 人体MR信号提供了空间定位的三维编码的可能，梯度场由X、Y、Z三个梯度磁场线圈组成,并有驱动器以便在扫描过程中快速改变磁场的方向与强度，迅速完成三维编码。射频发射器与 MR信号接收器为射频系统，射频发射器是为了产生临床检查目的不同的脉冲序 列，以激发人体内氢原子核产生MR信号。射频发射器及射频线圈很象一个短波发射台及发射天线，向人体发射脉冲，人体内氢原子核相当一台收音机接收脉冲。脉冲停止发射后，人体氢原子核变成一个短波发射台，而MR信号接受器则成为一台收音机

6、接收MR信号。脉冲序列发射完全在计算机控制之下。MRI设备中的数据采集、 处理和图像显示，除图像重建由Fourier变换代替了反投影以外，与CT设备非常相似MRI检查技术MRI获得波（spin echo，SE）技术。扫描时间参数有回波时间的扫描技术有别于 CT扫描。不仅要横断面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像，还需T1WI和T2WI O因此，需选择适当的脉冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自旋回（echo time，TE）和脉冲重复间隔时间 （rep etitiontime, TR）使用短TR和短TE可得T1WI，而用长TR和长TE可得T2WI o时间以毫秒计。依 TE的长短，T2WI

7、又可分为重、中、轻三种。病变在不同T2WI中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。例如，肝血管瘤T1WI呈低信号，在轻、中、重度T2WI上则呈高信号，且随着加重程度，信号强度有递增表现，即在重T2WI上其信号特强。肝细胞癌则不同，T1WI呈稍低信号，在轻、中度 T2WI呈稍高信号，而重度 T2WI上又略低于中度 T2WI的信号强度。再结合 其他临床影像学表现，不难将二者区分。MRI常用的SE脉冲序列，扫描时间和成像时间均较长，因此对患者的制动非常重要。采用呼吸 门控和（或）呼吸补偿、心电门控和周围门控以及预饱和技术等，可以减少由于呼吸运动及血液流动所导致的呼吸伪影、血流伪影以及脑脊液波动伪影

8、等的干扰，可以改善MRI的图像质量。为了克服MRI中SE脉冲序列成像速度慢、检查时间长这一主要缺点，近年来先后开发了梯度 回波脉冲序列、快速自旋回波脉冲序列等成像技术，已取得重大成果并广泛应用于临床。此外， 还开发了指肪抑制和水抑制技术，进一步增加MRI信息。MRI另一新技术是磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA ） 血管中流动的血液岀现流空现象。它的MR信号强度取决于流速，流动快的血液常呈低信号。因此，在流动的血液及相邻组织之间有显著的对比，从而提供了MRA的可能性。目前已应用于大、中血管病变的诊断，并在不断改善。MRA不需穿剌血管和注入造影剂

9、，有很好的应用前景。MRA还可用于测量血流速度和观察其特征。MRI也可行造影增强，即从静脉注入能使质子弛豫时间缩短的顺磁性物质作为造影剂，以行MRI造影增强。常用的造影剂为钆一一二乙三胺五醋酸 (Gadolinium-DTPA, Gd-DTRA )。这种造影剂不能通过完整的血脑屏障，不被胃粘膜吸收，完全处于细胞外间隙内以及无特殊靶器官分布，有利于鉴别肿瘤和非肿瘤的病变。中枢神经系统MRI作造影增强时，症灶增强与否及增强程度与病灶血供的多少和血脑屏障破坏的程度密切相关，因此有利于中枢神经系统疾病的诊断。MRI还可用于拍摄电视、电影，主要用于心血管疾病的动态观察和诊断。基于MRI对血流扩散和灌注的

10、研究，可以早期发现脑缺血性改变。它预示着很好的应用前景。带有心脏起搏器的人需远离MRI设备。体内有金属植入物，如金属夹，不仅影响还可对患者造成严重后果，也不能进行MRI检查，应当注意。MRI的图像,三、MRI的临床应用MRI诊断广泛应用于临床，时间虽短，但已显岀它的优越性。在神经系统应用较为成熟。 三维成像和流空效应使病变定位诊断更为准确，并可观察病变与血管的关系。对脑干、幕下区、枕大孔区、脊髓与椎间盘的显示明显优于CT。对脑脱髓鞘疾病、多发性硬化、脑梗塞、脑与脊髓肿瘤、血肿、脊髓先天异常与脊髓空洞症的诊断有较高价值。纵隔在MRI上，脂肪与血管形成良好对比，易于观察纵隔肿瘤及其与血管间的解剖关

11、系。对肺 门淋巴结与中心型肺癌的诊断，帮助也较大。心脏大血管在 MRI上因可显示其内腔，所以，心脏大血管的形态学与动力学的研究可在无创伤 的检查中完成。对腹部与盆部器官，如肝、肾、膀胱，前列腺和子宫，颈部和乳腺, 在恶性肿瘤的早期显示，对血管的侵犯以及肿瘤的分期方面优于MRI检查也有相当价值。CT。骨髓在MRI上表现为高信号区，侵及骨髓的病变，如肿瘤、感染及代谢疾病, 示。在显示关节内病变及软组织方面也有其优势。MRI上可清楚显MRI在显示骨骼和胃肠方面受到限制。MRI还有望于对血流量、生物化学和代谢功能方面进行研究，对恶性肿瘤的早期诊断也带来希 望。在完成MR成像的磁场强度范围内，对人体健康

12、不致带来不良影响，所以是一种非损伤性检查。 但是，MRI设备昂贵，检查费用高，检查所需时间长，对某些器官和疾病的检查还有限度，因之，需要严格掌握适应证。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以

13、为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。能”，是以众议举宠为督:将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰 愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也U。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付