磁共振检查是怎样得出图像的呢?
李保生
右江民族医学院附属医院
如今,当我们走进医院,一定能感受到医学影像技术无所不在:X射线成像、CT成像、磁共振成像、各种放射介入及治疗技术等为我们的健康保驾护航,也极大地促进了现代医学的发展。我们通常听到的“拍核磁”,其实就是磁共振成像(MRI),又叫核磁共振成像。自1937年,拉比(IsadorIsaacRabi)发现核磁共振的现象开始,磁共振技术在随后的几十年中迎来了飞速发展,如今已成为临床检查和诊断中必不可少的设备。那么磁共振设备是如何得到我们身体内组织结构的影像的呢?我们可以从“核”、“磁”、“共振”、“成像”这几个部分去理解。
1核磁共振成像的“核”
我们知道人体是由原子组成的,原子包含原子核和核外电子,核磁共振的“核”实际上就是原子核。原子核有很多种类型,能否对每种类型的原子核进行核磁共振成像呢?当然不是,只有磁核才能进行核磁共振成像。简单地说,原子核中质子和中子的数量决定了原子核是否是磁性核。如果原子核中质子和中子的数量是偶数,那么这样的原子核就不能旋转产生核磁共振,是一个非磁性原子核。相反,它是一个磁核,主要使用氢原子核进行磁共振成像。因此,当进行核磁共振时,它指的是“氢原子核”,也可以称为“质子”。
2核磁共振成像的“磁”
每个氢原子核产生的磁场类似于一个小磁针,在磁场中的力的作用下发生偏转。如果我们施加主磁场,由于场中的力,氢原子核产生的磁化矢量将与主磁场的方向平行或相反,与主磁场平行且方向相同的质子处于低能级,而不需要抵抗主磁场的作用;与主磁场平行且相反的质子需要抵抗主磁场的作用,并处于高能水平。低能级质子略多于高能级质子,总体而言,它们表现出与主磁场相同方向的磁化矢量。需要注意的是,磁场中的氢原子核并不是完全平行于主磁场的方向,而是有一定的角度。因此,除了自旋,氢原子核也能够围绕类似于地面上倾斜陀螺仪的方式在主磁场的方向上绕轴旋转。
3核磁共振成像的“共振”
当大家谈到共振时,很容易想到自己在初中学到的声音的共鸣。声音共振的条件是声波和音叉的振动频率一致,同样,核磁共振的条件也是外部射频脉冲与质子的拉莫尔旋进频率一致。如之前所述,在磁场的作用下,体内的质子在宏观层面上产生与主磁场相同的磁化矢量(Mz),而在微观层面上,不同能级的质子数量实际上是不同的,这种能级分裂只有在磁场存在时才会发生。当我们施加与质子进动频率一致的射频脉冲时,低能质子会共振,吸收射频能量,并跳到高能水平。在这一点上,高能质子的数量逐渐增加,当高能和低能质子的数量相同时,磁化矢量相互抵消,质子在主磁场方向上的磁化矢量在宏观水平上为0。但同时,由于射频的相位聚焦效应,XY方向上的磁化矢量会聚集在一起,在XY平面上产生宏观磁化矢量,该矢量围绕磁场旋转,这种聚焦效果就像我们的五根手指原本是张开的,并且指向各个方向,如果每个手指代表一个力,则合力为零;当我们合拢上手指时,合力的方向就是五根手指会聚的方向。
4磁共振成像的“成像”
当我们去除射频脉冲时,更高级别的质子将逐渐返回到更低的能级,宏观上表现为纵向磁化矢量的逐渐恢复和横向磁化矢量的逐步衰减。由于人体组织中氢原子核的数量不同,氢原子核所处的化学环境不同,纵向和横向弛豫过程也不同,相应地,磁化矢量恢复的时间也不同。因此,通过设置MRI序列,我们可以从组织中收集信号,不同组织的MRI信号强度不同,我们可以获得体内组织的对比图像,通过在XY方向上的旋转磁化矢量切割线圈,可以获得磁共振产生的电信号,并可以使用数学方法转换电信号以获得磁共振图像。
5检查注意事项都有哪些?
大家在进行磁共振检查之前,必须移除所有含金属的物品,如皮带、金属手表、项链、假牙、义眼、眼镜、助听器、纽扣等。禁止对接受过起搏器、人工瓣膜、动脉瘤等血管手术、重要器官附近有金属残留物、怀孕3个月以下、高烧或有幽闭恐惧症的患者进行MRI检查;在进行骨盆检查时,通常需要适度填充膀胱。在胸部和腹部检查期间,重要的是保持稳定的呼吸,避免在检查期间咳嗽或吞咽。检查床、轮椅、拐杖、担架、显示器等铁磁物品严禁进入机房。
磁共振检查是怎样得出图像的呢?
李保生
右江民族医学院附属医院
如今,当我们走进医院,一定能感受到医学影像技术无所不在:X射线成像、CT成像、磁共振成像、各种放射介入及治疗技术等为我们的健康保驾护航,也极大地促进了现代医学的发展。我们通常听到的“拍核磁”,其实就是磁共振成像(MRI),又叫核磁共振成像。自1937年,拉比(IsadorIsaacRabi)发现核磁共振的现象开始,磁共振技术在随后的几十年中迎来了飞速发展,如今已成为临床检查和诊断中必不可少的设备。那么磁共振设备是如何得到我们身体内组织结构的影像的呢?我们可以从“核”、“磁”、“共振”、“成像”这几个部分去理解。
1核磁共振成像的“核”
我们知道人体是由原子组成的,原子包含原子核和核外电子,核磁共振的“核”实际上就是原子核。原子核有很多种类型,能否对每种类型的原子核进行核磁共振成像呢?当然不是,只有磁核才能进行核磁共振成像。简单地说,原子核中质子和中子的数量决定了原子核是否是磁性核。如果原子核中质子和中子的数量是偶数,那么这样的原子核就不能旋转产生核磁共振,是一个非磁性原子核。相反,它是一个磁核,主要使用氢原子核进行磁共振成像。因此,当进行核磁共振时,它指的是“氢原子核”,也可以称为“质子”。
2核磁共振成像的“磁”
每个氢原子核产生的磁场类似于一个小磁针,在磁场中的力的作用下发生偏转。如果我们施加主磁场,由于场中的力,氢原子核产生的磁化矢量将与主磁场的方向平行或相反,与主磁场平行且方向相同的质子处于低能级,而不需要抵抗主磁场的作用;与主磁场平行且相反的质子需要抵抗主磁场的作用,并处于高能水平。低能级质子略多于高能级质子,总体而言,它们表现出与主磁场相同方向的磁化矢量。需要注意的是,磁场中的氢原子核并不是完全平行于主磁场的方向,而是有一定的角度。因此,除了自旋,氢原子核也能够围绕类似于地面上倾斜陀螺仪的方式在主磁场的方向上绕轴旋转。
3核磁共振成像的“共振”
当大家谈到共振时,很容易想到自己在初中学到的声音的共鸣。声音共振的条件是声波和音叉的振动频率一致,同样,核磁共振的条件也是外部射频脉冲与质子的拉莫尔旋进频率一致。如之前所述,在磁场的作用下,体内的质子在宏观层面上产生与主磁场相同的磁化矢量(Mz),而在微观层面上,不同能级的质子数量实际上是不同的,这种能级分裂只有在磁场存在时才会发生。当我们施加与质子进动频率一致的射频脉冲时,低能质子会共振,吸收射频能量,并跳到高能水平。在这一点上,高能质子的数量逐渐增加,当高能和低能质子的数量相同时,磁化矢量相互抵消,质子在主磁场方向上的磁化矢量在宏观水平上为0。但同时,由于射频的相位聚焦效应,XY方向上的磁化矢量会聚集在一起,在XY平面上产生宏观磁化矢量,该矢量围绕磁场旋转,这种聚焦效果就像我们的五根手指原本是张开的,并且指向各个方向,如果每个手指代表一个力,则合力为零;当我们合拢上手指时,合力的方向就是五根手指会聚的方向。
4磁共振成像的“成像”
当我们去除射频脉冲时,更高级别的质子将逐渐返回到更低的能级,宏观上表现为纵向磁化矢量的逐渐恢复和横向磁化矢量的逐步衰减。由于人体组织中氢原子核的数量不同,氢原子核所处的化学环境不同,纵向和横向弛豫过程也不同,相应地,磁化矢量恢复的时间也不同。因此,通过设置MRI序列,我们可以从组织中收集信号,不同组织的MRI信号强度不同,我们可以获得体内组织的对比图像,通过在XY方向上的旋转磁化矢量切割线圈,可以获得磁共振产生的电信号,并可以使用数学方法转换电信号以获得磁共振图像。
5检查注意事项都有哪些?
大家在进行磁共振检查之前,必须移除所有含金属的物品,如皮带、金属手表、项链、假牙、义眼、眼镜、助听器、纽扣等。禁止对接受过起搏器、人工瓣膜、动脉瘤等血管手术、重要器官附近有金属残留物、怀孕3个月以下、高烧或有幽闭恐惧症的患者进行MRI检查;在进行骨盆检查时,通常需要适度填充膀胱。在胸部和腹部检查期间,重要的是保持稳定的呼吸,避免在检查期间咳嗽或吞咽。检查床、轮椅、拐杖、担架、显示器等铁磁物品严禁进入机房。