05 磁共振成像在线视频

这是我们今天介绍的

最后一种成像设备

核磁共振成像

这种设备看上去和CT很接近

都是人体在孔洞当中进行成像

只是看上去这个设备

比CT更大一些

但是它的原理却跟CT截然不同

希望通过以下的这些讲解

让大家对核磁共振成像的原理

有一些最基本的认识

如果我们打开核磁共振的外壳

会看到一个特别大的一个铁壳子

这个壳子我们称之为磁体

磁体是由很多层金属组成的

可以防止热量散失的

低温杜瓦瓶 在它里面是超低温的

液氦浸泡着的超导金属

比如铌钛合金

学过高中物理我们都知道

金属在超低温的状态下

会失去电阻形成超导

液氦的挥发点

是4.2K也就是零下269°C

在这种情况下

铌钛合金绕成的线圈失去电阻

如果给这些线圈通上电流的话

就会形成非常强大的磁场

在医学核磁共振成像当中

所用到的磁场大多是

1.5Tesla或者3Tesla

我们这里给大家看到的

就是一台3T的

核磁共振成像设备

要知道地磁场只有0.5Gauss

1.5Tesla是地磁场的3万倍

任何靠近它的铁磁性物质

都会被它吸上去

当人体进入这样的强磁场当中

会有两种作用

第一身体中的氢核

会被极化产生一定的

静磁化矢量

磁共振就是利用这种

静磁化矢量进行成像

场强越大被极化的

磁化矢量越多

磁共振信号就越强

获得的图像就越清楚

第二氢核被极化之后

并不是完全静止

而是绕着主磁场旋转

旋转的频率和

磁场的强度成正比

也就是磁场强度越大

转动的速度越快

我们把这种转动也称为进动

除主磁场外

为了成像我们还需要在

主磁场上叠加一个

线性变化的梯度场

梯度场是叠加在主磁场上

与主磁场方向相同

并随空间位置线性变化的磁场

在这种磁场的作用下

不同空间位置的磁场强度

发生了差别

从而也使不同位置的

氢核进动的频率不同

磁共振成像就是通过

区分不同频率的信号

从而获得人体的空间位置信息

我们在进行磁共振检查的时候

是看不到梯度线圈的

梯度线圈被安装在

紧贴着磁体的位置

但是我们在做

磁共振检查的时候

却能听到梯度线圈的声音

这是因为在我们做磁共振

检查的时候

梯度线圈当中

通有随时间变化的电流

这种电流在洛仑兹力的作用下

使梯度线圈振动而发出声音

下面我们可以通过以下的音频

来听一下在磁共振

扫描的过程当中梯度线圈

所发出的声音
（声音演示）

然而仅仅依靠主磁场和梯度场

我们是无法对人体进行成像的

因为在主磁场的作用下

氢核会发生进动

但是他们的相位都是不一致的

因此他们的信号会相互抵消

我们也无法检测出磁共振信号

如果这是施加一个和

进动频率相同的射频电磁场

所有的磁化矢量都会跟着

这个电磁场共同旋转

保持一致的相位

从而产生出磁共振信号

我们把这种现象叫做共振

产生的磁共振信号

也是一个变化的电磁场信号

如果我们在它旁边

放置一个导体

变化的电磁场

就会切割磁力线

根据法拉第电磁感应定律

就会产生电动势

通过采集感生出来的电信号

并通过后期的图像重建

就可以还原人体的图像信息

在进行磁共振检查的时候

我们是看不到发射射频场的

射频线圈的

这是因为射频线圈被安放在

磁体的最内层

但是我们能感受到它的存在

因为它对人体会进行加热

但是这都是在安全的

范围之内的

而用于接收的磁共振成像线圈

却要足够的接近人体

这是因为磁共振接收线圈

越接近人体它的信噪比越高

因此我们看到了适用于

身体不同部位的接收线圈

例如头线圈 体线圈 膝关节线圈

氢核受到激发之后

它会逐渐的恢复到热平衡状态

但是由于它们所处的物理和

化学环境不一样

因此它们恢复的速率也不一样

这里的T1和T2值

表征了纵向弛豫和

横向弛豫的速率

如这个动画中所示

红色氢核的纵向弛豫较快

横向弛豫与蓝色氢核接近

而绿色氢核的

横向弛豫速率最慢

我们可以通过设计

成像序列和参数

对某种弛豫时间进行加权测量

从而获得多对比度的图像

对病灶进行更准确的分析

随着磁共振硬件设备和

软件性能的不断提高

磁共振成像

在临床上的认可度

也获得了极大的提升

目前磁共振在形态成像和

功能成像两方面

都获得了长足的进步

形态成像方面磁共振成像

已经成为中枢神经系统

骨骼肌肉系统

盆腔脏器病变的

首选的影像学检查

这就是一个患者的头颅的

磁共振检查

我们可以通过多种对比

来显示大脑内部的情况

而且我们也可以

以血管成像的方式

无创性的对大脑的

血管进行成像

功能成像方面

磁共振成像较X线片和

CT检查有了长足的进步

可以直接观察脏器的运动

探讨脏器的水分子的运动情况

并且可以探讨脏器以及病变

内部的微灌注情况

而且可以实现多种的定量评价

因此磁共振已经成为

探索脏器功能和脏器

微观领域的重要的工具之一

我们来总结一下

磁共振成像的特点

第一 它和CT成像和X射线成像

不一样 它没有电离辐射

对人体是非常安全的

第二 它利用氢核进行成像

因此对软组织成像

尤其是像神经的成像非常有利

第三 磁共振可以提供

多种对比度的图像

比如它可以提供T1对比度

或者T2对比度的图像

来更加准确地区分病灶

第四 由于磁共振当中

有三个方向的梯度线圈

因此它可以呈现

任意平面的图像

此外我们还需要了解一下

在磁共振扫描过程当中的

一些注意事项

第一 由于我们在做

磁共振检查时

是处在一个非常

强大的磁场当中

因此我们不能带任何的

金属物体进入这个区域

尤其是有心脏起搏器

或动脉瘤夹的病人

严禁进入磁共振区域进行扫描

第二 由于梯度线圈

在磁共振扫描过程当中

会发出噪声

因此我们要注意保护

患者的听力

另外在梯度线圈上

还会产生周边

神经刺激的效果

会在磁共振扫描之前

需要告知受试者

第三 由于施加的射频场

人体会受到加热

但是磁共振厂商

都对此进行了保护

不用过渡担心

第四 在进行

磁共振扫描的过程当中

扫描的时间较长

因此要尽量的保持身体静止

减少运动伪影的产生