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医学磁共振成像:艺术般令人着迷

来源:医学科普
摘要:菠萝磁共振。这是我们在体验磁共振成像究竟有怎样的精密度。这就是磁共振的魅力。磁共振成像,英文全称是MagneticResonanceImaging,简称MRI。...

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波若波罗蜜!菠萝磁共振!这不是玩笑,也不是玩闹!这是我们在体验磁共振成像究竟有怎样的精密度。市场买个菠萝,置于磁体中,片刻功夫菠萝内部结构就清晰地呈现在屏幕上,虽然无法获知其甜蜜度,但是它的结构如何却能一目了然。这就是磁共振的魅力!对于小小的一个苹果,它也同样easy!

磁共振成像,英文全称是Magnetic Resonance Imaging,简称MRI。这项技术在诞生之初曾被称为核磁共振成像,即Nuclear MRI。到了20世纪80年代初,作为医学新技术的核磁共振成像(NMR Imaging)一词越来越为公众所熟悉。随着大磁体的安装,有人开始担心字母“N”可能会对磁共振成像的发展产生负面影响,另外,“nuclear”一词还容易使大众对磁共振室产生另一个核医学科的联想,因此,为了突出核磁共振检查技术不产生电离辐射的优点,同时与使用放射性元素的核医学相区别,放射学家和设备制造商均同意把“核磁共振成像术”简称为“磁共振成像(MRI)”。

核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体中约70%是由水组成的,MRI即依赖体内水中的氢原子。当把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射并使之共振,然后分析它释放的电磁波,就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。核磁共振成像是随着电脑技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术,它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经电脑处理而成像的,磁共振成像是断层成像的一种。1946年斯坦福大学的Flelix Bloch和哈佛大学的Edward Purcell各自独立的发现了核磁共振现象,基于这一物理现象,1972年Paul Lauterbur发展了一套对核磁共振信号进行空间编码的方法,这种方法可以重建出人体图像。以上三人均获得了诺贝尔奖。

磁共振成像技术与其它断层成像技术(如CT)相比有一些共同点,比如它们都可以显示某种物理量(如密度)在空间中的分布,但同时也有它自身的特色,如磁共振成像可以得到任何方向的断层图像,甚至可以得到空间-波谱分布的四维图像。但与CT、PET和SPECT不同的是磁共振成像不用注射放射性同位素就可成像。这一点也使磁共振成像技术更加安全。

从磁共振图像中我们可以得到物质的多种物理特性参数,如质子密度,自旋-晶格驰豫时间T1,自旋-自旋驰豫时间T2,扩散系数,磁化系数,化学位移等等。对比其它成像技术(如CT超声PET等)磁共振成像方式更加多样,所得到信息也更加丰富。因此磁共振成像成为医学影像中一个热门的研究方向。

MR也存在不足之处:它的空间分辨率不及CT,带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MR检查;扫描时间也相对较长,因而对一些不配合患者的检查常感困难,对运动性器官,例如胃肠道因缺乏合适的对比剂,常常显示不清楚;对于肺部,由于呼吸运动以及肺泡内氢质子密度很低等原因,成像效果也不满意;磁共振成像对钙化灶和骨骼病灶的显示相比CT亦欠准确及敏感。

但磁共振成像与CT一样,几乎适用于全身各系统的不同疾病,例如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变,以及各种先天性疾病等的检查。磁共振成像无骨性伪影,可随意作直接的多方向(横断、冠状、矢状或任何角度)切层,对颅脑、脊柱和脊髓等的解剖和病变的显示,尤优于CT,磁共振成象借其“流空效应”,可不用血管造影剂,显示血管结构,故在“无损伤”地显示血管(微小血管除外),以及对肿块、淋巴结和血管结构之间的相互鉴别方面,有独到之处。磁共振成像有高于CT数倍的软组织分辨能力,它能敏感地检出组织成分中水含量的变化,故常可比CT更有效和早期地发现病变。通过磁共振血流成像技术的研究获得的进展,使在活体上测定血流量和血流门控的使用,使磁共振成像能清楚地、全面地显示心脏、心肌、心包以及心内的其他细小结构,为无损地检查和诊断各种获得性与先天性心脏疾患(包括冠心病等),以及心脏功能的检查,提供了可靠的方法。随着各种不同的快速扫描序列和三维取样扫描技术的研究和成功地应用于临床,磁共振血管造影和电影摄影新技术已步入临床且日臻完善。磁共振成像和局部频谱学的结合(即MRI与MRS的结合),以及除氢质子以外的其他原子核如氟、钠、磷等的磁共振成像,这些成就将能更有效地提高磁共振成像诊断的特异性,也开阔了它的临床用途。

医学MRI,既包含影像诊断水平,也包括成像扫描技术,科学细致的扫描计划才能为医师诊断获取充分依据与信息。我们就是在日积月累的工作中不断吸取经验、开拓进展,发挥自身技术优势,为提高影像科诊断技术不停努力!

作者: 2015-11-7
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