1. 什麼是核磁共振
核磁共振
是80年代初應用於臨床,以後發展迅速。核磁共振成像目前已成為
醫學影像
診斷中的一個新的分支。
核磁共振成像原理
的
原子核
帶有
正電
,許多元素的原子核,如1H、19FT和31P等進行自旋運動。通常情況下,原子核自旋軸的排列是無規律的,但將其置於外加磁場中時,核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統的磁化
矢量
由零逐漸增長,當系統達到平衡時,磁化強度達到穩定值。如果此時核自旋系統受到外界作用,如一定頻率的射頻激發原子核即可引起
共振效應
。在
射頻脈沖
停止後,自旋系統已激化的原子核,不能維持這種狀態,將回復到磁場中原來的排列狀態,同時釋放出微弱的能量,成為射
電信號
,把這許多信號檢出,並使
之時
進行空間分辨,就得到運動中原子核分布
圖像
。原子核從激化的狀態回復到平衡排列狀態的過程叫弛豫過程。它所需的時間叫
弛豫時間
。弛豫時間有兩種即T1和T2,T1為自旋一
點陣
或縱向馳豫時間T2,T2為自旋一自旋或橫向弛豫時間。
磁共振
最常用的核是氫原子核質子(1H),因為它的信號最強,在人體組織內也廣泛存在。影響磁共振影像因素包括:(a)質子的密度;(b)弛豫時間長短;(c)
血液
和腦脊液的流動;(d)
順磁性物質
(e)蛋白質。磁共振影像灰階特點是,磁共振信號愈強,則亮度愈大,磁共振的信號弱,則亮度也小,從白色、灰色到黑色。各種組織磁共振影像灰階特點如下;脂肪組織,松質骨呈白色;腦脊髓、
骨髓
呈白灰色;內臟、肌肉呈灰白色;液體,正常速度流血液呈黑色;骨皮質、
氣體
、
含氣
肺呈黑色。核磁共振的另一特點是
流動液體
不產生信號稱為流動效應或流動
空白效應
。因此血管是灰白色管狀結構,而血液為無信號的黑色。這樣使血管很容易
軟組織
分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,並有白色的
硬膜
為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強信號結構。核磁共振已應用於
全身
各系統的成像診斷。效果最佳的是
顱腦
,及其脊髓、
心臟
大血管
、
關節
骨骼
、軟組織及盆腔等。對
心血管疾病
不但可以觀察各腔室、大血管及
瓣膜
的解剖變化,而且可作
心室
分析,進行定性及
半定量
的診斷,可作多個切面圖,空間解析度高,顯示心臟及病變全貌,及其與周圍結構的關系,優於其他X線成像、二維超聲、
核素
及CT檢查。在對腦脊髓病變診斷時,可作冠狀、矢狀及橫斷面像。
磁共振成像
自80年代初臨床應用以來,發展迅速,漸趨成熟,它具有非
射線
成像、無創、無害。在心血管和腦脊髓成像時無需注入對比劑,安全、無痛苦,同時可作功能分析等優點。但它的缺點是昂貴、費時,尚難滿足廣泛應用。不適於某些急危
病人
。由於有磁場的影響,對裝有
心臟起搏器
的病人不能應用,以免引起
起搏器
失靈,造成生命危險
2. 什麼是核磁共振
磁共振
magnetic
resonance(MRI);
固體在恆定磁場和高頻交變電磁場的共同作用下,在某一頻率附近產生對高頻電磁場的共振吸收現象。在恆定外磁場作用下固體發生磁化,固體中的元磁矩均要繞外磁場進動。由於存在阻尼,這種進動很快衰減掉。但若在垂直於外磁場的方向上加一高頻電磁場,當其頻率與進動頻率一致時,就會從交變電磁場中吸收能量以維持其進動,固體對入射的高頻電磁場能量在上述頻率處產生一個共振吸收峰。若產生磁共振的磁矩是順磁體中的原子(或離子)磁矩,則稱為順磁共振;若磁矩是原子核的自旋磁矩,則稱為核磁共振。若磁矩為鐵磁體中的電子自旋磁矩,則稱為鐵磁共振。核磁矩比電子磁矩約小3個數量級,故核磁共振的頻率和靈敏度比順磁共振低得多;同理,弱磁物質的磁共振靈敏度又比強磁物質低。從量子力學觀點看,在外磁場作用下電子和原子核的磁矩是空間量子化的,相應地具有離散能級。當外加高頻電磁場的能量子hv等於能級間距時,電子或原子核就從高頻電磁場吸收能量,使之從低能級躍遷到高能級,從而在共振頻率處形成吸收峰。
利用順磁共振可研究分子結構及晶體中缺陷的電子結構等。核磁共振譜不僅與物質的化學元素有關,而且還受原子周圍的化學環境的影響,故核磁共振已成為研究固體結構、化學鍵和相變過程的重要手段。核磁共振成像技術與超聲和X射線成像技術一樣已普遍應用於醫療檢查。鐵磁共振是研究鐵磁體中的動態過程和測量磁性參量的重要方法。