18新利最新登入MRI工作原理

核磁共振扫描仪的大小和形状各不相同，一些较新的型号在两侧有更大的开放性。尽管如此，基本的设计是一样的，病人被推进一个直径只有24英寸(60厘米)的管子[来源:Hornak］．但里面是什么?

核磁共振系统中最大也是最重要的部件是磁体。有一根水平的管子——病人进入的那根——从前到后穿过磁铁。这个管子被称为生．但这不是普通的磁铁——我们正在处理的是一个非常强大的系统，能够产生一个巨大而稳定的磁场。

核磁共振系统中磁体的强度是用一个称为a的测量单位来评定的特斯拉．磁铁常用的另一个测量单位是高斯(1特斯拉= 10,000高斯)。目前在核磁共振系统中使用的磁铁产生0.5-特斯拉到2.0特斯拉的磁场，或5000 - 20000高斯。当你意识到地球的磁场是0.5高斯时，你就可以看到这些磁铁有多强大了。18新利最新登入

大多数核磁共振系统使用a超导磁体它由许多线圈或线圈组成，电流通过这些线圈或线圈，产生高达2.0特斯拉的磁场。维持这么大的磁场需要大量的能量，这是由超导，或者将导线中的电阻降低到几乎为零。为了做到这一点，电线持续浸泡在零下452.4华氏度(零下269.1摄氏度)的液氦中[来源:Coyne]。这种寒冷是由真空隔绝的。虽然超导磁体价格昂贵，但强磁场可以实现最高质量的成像，而且超导性可以保持系统的经济运行。

另外两种磁体在MRI系统中使用的程度要小得多。电阻的磁铁在结构上类似超导磁体，但它们缺乏液氦。这种差异意味着它们需要大量的电力，在0.3特斯拉以上的水平上运行非常昂贵。永久磁铁有一个恒定的磁场，但它们太重了，很难建造一个可以维持大磁场的磁场。

还有三个梯度磁体核磁共振成像仪里面。与主磁场相比，这些磁铁的强度要低得多;它们的强度范围从180高斯到270高斯。主磁体在患者周围产生强烈而稳定的磁场，梯度磁体则产生可变磁场，从而可以扫描身体的不同部位。

核磁共振成像系统的另一部分是一组将射频波传输到患者体内的线圈。身体的不同部位有不同的线圈:膝盖、肩膀、手腕、头部、颈部等等。这些线圈通常符合被成像的身体部分的轮廓，或者至少在检查时非常接近它。机器的其他部分包括一个非常强大的计算机系统和一个病人工作台，它可以把病人滑进孔里。病人是头先进还是脚先进，取决于身体的哪个部位需要检查。一旦被扫描的身体部位在准确的中心，或等深点，则可以开始扫描。

扫描过程中发生了什么?下面就来看看。

当病人滑进核磁共振成像仪时，他们带走了组成大脑的数十亿个原子人体．出于核磁共振扫描的目的，我们只关心氢原子，因为人体主要由水和氢组成，所以氢原子非常丰富脂肪．这些原子是随机旋转的，或者进动，在他们的轴上，像一个孩子的顶部。所有的原子都在不同的方向上运动，但当置于磁场中时，原子会沿着磁场的方向排列。

这些氢原子有强磁矩，这意味着在磁场中，它们沿着磁场的方向排列。由于磁场垂直于机器的中心，氢质子排成一列，它们要么指向病人的脚，要么指向病人的头。大约有一半的质子是双向的，所以绝大多数的质子相互抵消了——也就是说，每有一个原子朝脚方向排列，就有一个原子朝头部方向排列。每一百万个质子中只有几个没有被抵消掉。这听起来并不多，但人体中氢原子的绝对数量足以创造极其详细的图像。我们现在关心的就是这些不匹配的原子。

接下来，核磁共振机应用一个射频(RF)脉冲它只针对氢。该系统将脉冲引导到我们想要检查的身体部位。当施加脉冲时，不匹配的质子会吸收能量，并再次向不同的方向旋转。这是核磁共振成像的“共振”部分。射频脉冲迫使它们以特定的频率、特定的方向旋转。这种特定频率的共振称为共振Larmour频率它是根据被成像的特定组织和主磁场的强度来计算的。

大约在同一时间，三个梯度磁铁开始行动。它们在主磁体内以这样的方式排列，当它们以特定的方式快速打开和关闭时，它们会在局部水平上改变主磁场。这意味着我们可以准确地选择我们想要拍摄的区域;这个区域被称为“切片”。想象一条面包，薄片只有几毫米——核磁共振成像中的切片就是这么精确。切片可以取任何部分身体在任何方面，这都给医生带来了比其他成像方式更大的优势。这也意味着你不需要移动机器来从不同的方向获取图像——机器可以用梯度磁铁操纵一切。

但在扫描过程中，机器会发出巨大的噪音，听起来就像持续的快速敲打。这是由于梯度磁铁的导线中上升的电流与主磁场相反。主磁场越强，梯度噪声越大。在大多数核磁共振中心，你可以带一个音乐播放器来盖过嘈杂的噪音，并且给病人戴上耳塞。

当射频脉冲关闭时，氢质子慢慢地回到磁场内的自然排列，并释放从射频脉冲吸收的能量。当他们这样做时，他们发出一个信号，线圈接收并发送到计算机系统。但是这个18新利最新登入信号是如何转换成有意义的图像的呢?

核磁共振扫描仪可以在病人体内找出一个非常小的点，然后问它，“你是什么类型的组织?”该系统逐一检查病人的身体，建立一个组织类型的地图。然后，它将所有这些信息集成在一起，用一种称为“三维模型”的数学18luck手机登录公式创建二维图像或三维模型傅里叶变换．计算机接收自旋质子的信号作为数学数据;数据被转换成图片。这就是核磁共振成像的成像部分。

MRI系统使用注射对比或染料来改变被检查组织的局部磁场。正常和异常组织对这种轻微变化的反应不同，给我们不同的信号。这些信号被传输到图像中;MRI系统可以显示超过250个灰色阴影来描绘不同的组织[来源:Coyne]。这些图像使医生能够比不使用对比剂更好地看到不同类型的组织异常。我们知道，当我们做“A”时，正常的组织看起来会像“B”——如果不是，可能有异常。

一个x射线是非常有效的向医生展示18新利最新登入骨折但如果他们想看病人的软组织，包括器官、韧带和循环系统，那么他们可能会想要核磁共振成像。正如我们在上一页提到的，MRI的另一个主要优势是它能够在任何平面上成像。例如，计算机断层扫描(CT)仅限于一个平面轴向平面(在面包的类比中，轴向平面将是一条面包通常如何切片)。18新利最新登入核磁共振成像系统也可以产生轴向图像sagitall(把面包纵向地从一边切到另一边)和冠状(想象一个层饼中的层)图像，或介于两者之间的任何程度，而患者从未移动过。

但对于这些高质量的图像，病人根本不能移动太多。磁共振成像扫描要求患者保持静止20至90分钟或更长时间。即使是被扫描部分非常轻微的移动也会导致必须重复的扭曲图像。这种质量的成本很高;核磁共振成像系统的购买非常昂贵，因此检查也非常昂贵。

但是还有其他费用吗?病人的安全怎么办?

也许你担心所有原子混合在一起的长期影响，但一旦你离开磁场，你的身体及其化学成分就会恢复正常。目前尚不清楚暴露在医学成像中所使用的这种强度的磁场中会对人类造成何种生物危害。MRI系统不像其他成像设备那样使用电离辐射，这一事实让许多患者感到欣慰，而且MRI造影剂的副作用发生率非常低。由于磁场对发育中的胎儿的生物效应的研究有限，大多数机构不愿意对孕妇进行成像。是否扫描的决定怀孕了在MRI放射科医生和病人的产科医生的会诊下，病人是在个案基础上做出的。

18新利最新登入然而，如果没有严格的预防措施，MRI套房可能是一个非常危险的地方。信用卡或任何带有磁性编码的东西都会被擦除。如果金属物体被带入扫描室，就会变成危险的抛射物。例如，回形针、钢笔、钥匙、剪刀、珠宝、听诊器和任何其他小物件都可能在毫无警告的情况下被从口袋里拖出来，然后以非常高的速度飞向磁铁的开口。

大物体也有风险——拖把桶、吸尘器、静脉输液杆、病人担架、心脏监测器和无数其他物体都被拉进了核磁共振成像的磁场中。2001年，一名正在接受扫描的小男孩因氧气罐被拉入磁孔而死亡[来源:McNeil]。有一次，一支手枪从一名警察的枪套里飞了出来，这种力量导致了枪的射击。没有人受伤。

为确保安全，患者和支持人员在进入扫描室前应彻底检查金属物体。然而，通常情况18新利最新登入下，患者体内有植入物，这使得他们在强磁场的存在下非常危险。这些包括:

大多数现代外科植入物，包括钉、人工关节和支架都是由非磁性材料制成的，即使它们不是，也可能被批准用于扫描。但是要让你的医生知道，因为扫描区域的一些矫形硬件会导致图像失真。