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磁共振成像系统

 

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)是目前最为先进的影像检查方法之一,是一门新兴的无创性显示人体内部结构的影像诊断技术。它是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的,是利用磁场与射频脉冲使人体组织内运动的氢核(即H+)产生射频信号,经计算机处理而成像的。这一技术在问世不到20年的时间里得到了迅猛发展,设备制造技术和诊断理论也日臻完善。

当磁场强度增高时,意味着MRI成像更清晰,能够显示更多细节,有利于诊疗活动。目前磁场强度高达3T的磁共振系统已经应用于临床,并且由于市场对超高场MRI的需求,4~12T甚至更高场强MRI磁体正在研究与开发中。

MRI成像原理

我们知道原子核带有正电,许多元素的原子核,如1H、19FT和31P等能进行自旋运动。通常情况下,原子核自旋轴的排列是无规律的,但将其置于外加磁场中时,核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长,当系统达到平衡时,磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用,如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后,自旋系统已激化的原子核,不能维持这种状态,将回复到磁场中原来的排列状态,同时释放出微弱的能量,成为射电信号,把这许多信号检出,并使之时进行空间分辨,就得到运动中原子核分布图像。MRI就是根据这个原理进行成像的。

核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体约70%是由水组成的,MRI即依赖水中氢原子。据此我们就可以绘制出物体内部的精确立体图像。

磁共振成像系统主要由磁场系统(静磁场、梯度场)、射频系统(射频(RF)发生器、射频(RF)接收器)、图像重建系统三大部分组成。

MRI的临床应用

MRI在临床上几乎适用于全身各系统的不同疾病的检查,如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变以及各种先天性疾病的检查:

①头部 可清晰分辨脑灰质和白质,对多发性硬化等一类脱髓鞘病优于CT。脑梗塞或脑肿瘤的早期,CT不能查出,而MRI有可能显示。脑干及小脑病变的MRI图像由于没有伪影是首选检查方法。

②脊柱 不需要造影剂就能清晰区分脊髓、硬膜囊和硬膜外脂肪。对肿瘤、脊髓空洞症、脱髓鞘病变等均有较高诊断价值。

③四肢 对软组织及肌肉病变包括肿瘤及炎症都能清晰显示,特别是对早期急性骨髓炎,是一种灵敏度很高的检查方法。也是检查膝关节半月板病变的首选方法。

④盆腔 对直肠及泌尿生殖系统优于CT,无辐射损害,特别适用于孕妇及胎儿检查。

⑤胸部 对肺的检查不如常规X射线,对纵隔检查则优于CT,不用造影剂即可分辨纵隔血管和肿物,也是一项有价值的心血管检查技术。

⑥腹部 主要用于肝、胰、脾、肾等实质脏器。

MRI的优势

与1901年获得诺贝尔物理学奖的普通X射线或1979年获得诺贝尔医学奖的计算机层析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病

例利用核磁共振成像技术进行检查。

优点:

1.由于MRI获取的是人体空间的每一个极小立方体(体素)的结构图,因此其图像的空间分辨率极高。

2.通过调节磁场可自由选择所需剖面,能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像。

3.它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像,不会产生CT检测中的伪影。

伪影的产生是由于医学影像拍摄中产生的人体组织器官层叠的平片,或由于拍片时间长,患者呼吸、心动、血流等轻微运动所致产生伪影。图像中由于伪影的存在,使影像不能正确真实地反映解剖组织的位置、形态及功能,它是在图像中出现的并不表示真实解剖形态的伪影图像。伪影并不一定影响可见度,但它会使一幅图像中的某些部分变得模糊或者产生假象被错误地理解为解剖特征,造成误诊或漏诊。

4.MRI不需注射造影剂,无电离辐射,无放射线损害,对人体没有损伤;

5.MRI能获得脑和脊髓的立体图像,不像CT那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位;

6.能诊断心脏病变,CT因扫描速度慢而难以胜任;

7.对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT。

MRI的限制

1.和CT一样,MRI也是影像诊断,很多病变单凭MRI仍难以确诊,不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断;

2.对肺部的检查不优于X线或CT检查,对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越,但费用要高昂得多;

3.对胃肠道的病变不如内窥镜检查;

4.体内留有金属物品者不宜接受MRI。

总结

目前,MRI技术是医学影像学领域发展最快和最有潜力的现代高科技成像设备之一,许多新的功能正在进一步研究和开发中,因其具有无辐射损伤和高分辨力等诸多优点,该影像技术已经在包括胃肠道疾病在内的几乎全身各部位发挥了重要作用。

随着科学技术的不断发展,现今,快速扫描技术的研究与应用,将使经典MRI成像方法扫描病人的时间由几分钟、十几分钟缩短至几毫秒,使因器官运动对图像造成的影响忽略不计;MRI血流成像,利用流空效应使MRI图像上把血管的形态鲜明地呈现出来,使测量血管中血液的流向和流速成为可能;MRI波谱分析可利用高磁场实现人体局部组织的波谱分析技术,从而增加帮助诊断的信息;脑功能成像,利用高磁场共振成像研究脑的功能及其发生机制是脑科学中最重要的课题。有理由相信,MRI将发展成为思维阅读器。

参考文献

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http://zhidao.baidu.com/question/64877367.html?si=5

 
 

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