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核磁共振是通过什么来形成图像的呢？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

核磁共振是通过什么来形成图像的呢？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

核磁共振扫描仪（MRI）是使用非常强的磁场和无线电波，这些磁场和无线电波与组织中的质子相互作用，产生一个信号，然后经过处理，形成人体图像。质子(氢原子)可以被认为是微小的条形磁铁，有北极和南极，绕轴旋转——就像行星一样。正常情况下，质子是随机排列的，但当施加强磁场时，质子磁场方向会与这个磁场方向对齐。

用正确频率的无线电波脉冲激发质子，使它们产生共振，扰乱磁性排列。被激发的质子以射频信号的形式释放吸收的能量，发射物被扫描仪上的接收线圈接收。引起质子共振的无线电频率取决于磁场的强度。在核磁共振扫描仪中，梯度线圈被用来改变整个身体的磁场强度。这意味着身体的不同部位会以不同的频率共振。因此，通过按顺序应用不同的频率，你可以分别对身体的各个部分进行成像，并逐渐形成一幅图像。

核磁共振扫描仪原理

当无线电源关闭时，质子将恢复到原来的不受干扰的状态(与磁场对齐)，并在此过程中发射无线电波，被接收线圈接收到。不同的组织会以不同的速度放松，例如脂肪和水有不同的放松时间，所以放松时间可以揭示被成像的组织类型。有两个弛豫时间可以测量；T1 -磁线放松所花费的时间，T2 -旋转回到静止状态所花费的时间。

多个无线电脉冲序列可以用来突出或抑制某些组织类型。例如，脂肪内部通常不存在异常，因此可以使用脂肪抑制脉冲序列来去除脂肪组织发出的信号，只留下来自更可能包含异常的区域的信号。

核磁共振室

核磁共振（MRI）扫描仪需要非常强的磁场驱动；一般在1.5特斯拉左右，但也可以是7特斯拉。相比之下，地球的磁场只有0.00005特斯拉。磁铁是由多圈导电导线组成的，电流通过这些导线产生磁场。为了达到所需的高磁场强度，用液氦将磁体冷却到10k以下(-442 / -263oC)。这使得超导性成为可能，使得电流在线圈中流动而不产生电阻，这意味着当磁铁被过冷时，它能够传导更大的电流，因此能够产生更强的磁场。

1971年，美国伊利诺伊大学的保罗·劳特伯(Paul C.Lauterbur)发明了核磁共振成像技术。这项技术随后由彼得·曼斯菲尔德爵士开发，并于1977年首次对人体进行了核磁共振成像扫描。尽管直到20世纪80年代，第一台能够产生临床上有用的图像的MRI扫描仪才问世。这台机器是由约翰·马拉德(John Mallard)设计的，他被认为是核磁共振成像(MRI)广泛应用的推手，并被用来识别折磨一名测试患者的几种疾病，包括胸部肿瘤、一种异常的肝癌和骨癌。“关于磁共振成像的发现”为Paul Lauterbur和Peter Mansfield爵士赢得了2003年的诺贝尔生理学或医学奖。

彼得·曼斯菲尔德爵士

核磁共振（MRI）在医学诊断中应用广泛，与x射线和CT扫描不同，它的最大优点是不暴露于电离辐射中。然而，高磁场对人体的影响仍然是未知的。MRI扫描仪特别适合于神经系统的扫描，对于小肿瘤、痴呆、癫痫和中枢神经系统的其他疾病的可视化效果也非常好。扫描需要15到90分钟，这取决于区域的大小和拍摄的图像数量。这些机器噪音非常大，发出的声音和喷气式发动机发出的声音一样大。

核磁共振扫描仪有非常大的潜在危险，在这些机器附近必须遵守严格的安全程序，因为已经发生过了几起死亡事故。由于所涉及的强磁场，该设备不能用于心脏起搏器可能会被破坏的患者，或金属植入物或弹片可能会在手术过程中被磁铁吸引和移动的患者。此外，铁磁性物体会被磁铁强烈吸引，并对抛射物造成严重的危险。因为这些原因，这些物体被禁止靠近核磁共振设备。