核磁共振成像也稱磁共振成像，是利用核磁共振原理，通過外加梯度磁場(chǎng)檢測(cè)所發(fā)射出的電磁波，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像，經(jīng)常為人們所利用的原子核有： 1H、11B、13C、17O、19F、31P，在物理、化學(xué)、醫(yī)療、石油化工、考古等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。將這種技術(shù)用于人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成像，就產(chǎn)生出一種革命性的醫(yī)學(xué)診斷工具?？焖僮兓奶荻却艌?chǎng)的應(yīng)用，大大加快了核磁共振成像的速度，使該技術(shù)在臨床診斷、科學(xué)研究的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，極大地推動(dòng)了醫(yī)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的迅速發(fā)展。

核磁共振成像_核磁共振成像 -基本介紹

在磁場(chǎng)的作用下，一些具有磁性的原子能夠產(chǎn)生不同的能級(jí)，如果外加一個(gè)能量（即射頻磁場(chǎng)），且這個(gè)能量恰能等于相鄰2個(gè)能級(jí)能量差，則原子吸收能量產(chǎn)生躍遷（即產(chǎn)生共振），從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，能級(jí)躍遷能量的數(shù)量級(jí)為射頻磁場(chǎng)的范圍。核磁共振可以簡單的說為研究物質(zhì)對(duì)射頻磁場(chǎng)能量的吸收情況。

將這種技術(shù)用于人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成像，就產(chǎn)生出一種革命性的醫(yī)學(xué)診斷工具?？焖僮兓奶荻却艌?chǎng)的應(yīng)用，大大加快了核磁共振成像的速度，使該技術(shù)在臨床診斷、科學(xué)研究的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，極大地推動(dòng)了醫(yī)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的迅速發(fā)展。

從核磁共振現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)到MRI技術(shù)成熟這幾十年期間，有關(guān)核磁共振的研究領(lǐng)域曾在三個(gè)領(lǐng)域（物理、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)）內(nèi)獲得了6次諾貝爾獎(jiǎng)，足以說明此領(lǐng)域及其衍生技術(shù)的重要性。

核磁共振成像_核磁共振成像 -概要

在磁場(chǎng)的作用下，一些具有磁性的原子能夠產(chǎn)生不同的能級(jí)，如果外加一

個(gè)能量（即射頻磁場(chǎng)），且這個(gè)能量恰能等于相鄰2個(gè)能級(jí)能量差，則原子吸收能量產(chǎn)生躍遷（即產(chǎn)生共振），從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，能級(jí)躍遷能量的數(shù)量級(jí)為射頻磁場(chǎng)的范圍。核磁共振可以簡單的說為研究物質(zhì)對(duì)射頻磁場(chǎng)能量的吸收情況。

物理原理

核磁共振成像是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電路技術(shù)、超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種生物磁學(xué)核自旋成像技術(shù)。它是利用磁場(chǎng)與射頻脈沖使人體組織內(nèi)進(jìn)動(dòng)的氫核（即H+）發(fā)生章動(dòng)產(chǎn)生射頻信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理而成像的。原子核在進(jìn)動(dòng)中，吸收與原子核進(jìn)動(dòng)頻率相同的射頻脈沖，即外加交變磁場(chǎng)的頻率等于拉莫頻率，原子核就發(fā)生共振吸收，去掉射頻脈沖之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以電磁波的形式發(fā)射出來，稱為共振發(fā)射。共振吸收和共振發(fā)射的過程叫做“核磁共振”。核磁共振成像的“核”指的是氫原子核，因?yàn)槿梭w的約70%是由水組成的，MRI即依賴水中氫原子。當(dāng)把物體放置在磁場(chǎng)中，用適當(dāng)?shù)碾姶挪ㄕ丈渌?，使之共振，然后分析它釋放的電磁波，就可以得知?gòu)成這一物體的原子核的位置和種類，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的精確立體圖像。通過一個(gè)磁共振成像掃描人類大腦獲得的一個(gè)連續(xù)切片的動(dòng)畫，由頭頂開始，一直到基部。

核磁共振成像是隨著電腦技術(shù)、電子電路技術(shù)、超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種生物磁學(xué)核自旋成像技術(shù)。醫(yī)生考慮到患者對(duì)“核”的恐懼心理，故常將這門技術(shù)稱為磁共振成像。它是利用磁場(chǎng)與射頻脈沖使人體組織內(nèi)進(jìn)動(dòng)的氫核（即H+）發(fā)生章動(dòng)產(chǎn)生射頻信號(hào)，經(jīng)電腦處理而成像的。

原子核在進(jìn)動(dòng)中，吸收與原子核進(jìn)動(dòng)頻率相同的射頻脈沖，即外加交變磁場(chǎng)的頻率等于拉莫頻率，原子核就發(fā)生共振吸收，去掉射頻脈沖之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以電磁波的形式發(fā)射出來，稱為共振發(fā)射。共振吸收和共振發(fā)射的過程叫做“核磁共振”。

氫核首選核種

氫核是人體成像的首選核種：人體各種組織含有大量的水和碳?xì)浠衔?，所以氫核的核磁共振靈活度高，且氫核的磁旋比大，信號(hào)強(qiáng)，這是人們首選氫核作為人體成像元素的原因。NMR信號(hào)強(qiáng)度與樣品中氫核密度有關(guān)，人體中各種組織間含水比例不同，即含氫核數(shù)的多少不同，則NMR信號(hào)強(qiáng)度有差異，利用這種差異作為特征量，把各種組織分開，這就是氫核密度的核磁共振圖像。人體不同組織之間、正常組織與該組織中的病變組織之間氫核密度、弛豫時(shí)間T1、T2三個(gè)參數(shù)的差異，是MRI用于臨床診斷最主要的物理基礎(chǔ)。

當(dāng)施加一射頻脈沖信號(hào)時(shí)，氫核能態(tài)發(fā)生變化，射頻過后，氫核返回初始能態(tài)，共振產(chǎn)生的電磁波便發(fā)射出來。原子核振動(dòng)的微小差別可以被精確地檢測(cè)到，經(jīng)過進(jìn)一步的計(jì)算機(jī)處理，即可能獲得反應(yīng)組織化學(xué)結(jié)構(gòu)組成的三維圖像，從中我們可以獲得包括組織中水分差異以及水分子運(yùn)動(dòng)的信息。這樣，病理變化就能被記錄下來。

人體2/3的重量為水分，如此高的比例正是磁共振成像技術(shù)能被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的基礎(chǔ)。人體內(nèi)器官和組織中的水分并不相同，很多疾病的病理過程會(huì)導(dǎo)致水分形態(tài)的變化，即可由磁共振圖像反應(yīng)出來。

MRI所獲得的圖像非常清晰精細(xì)，大大提高了醫(yī)生的診斷效率，避免了剖胸或剖腹探查診斷的手術(shù)。由于MRI不使用對(duì)人體有害的X射線和易引起過敏反應(yīng)的造影劑，因此對(duì)人體沒有損害。MRI可對(duì)人體各部位多角度、多平面成像，其分辨力高，能更客觀更具體地顯示人體內(nèi)的解剖組織及相鄰關(guān)系，對(duì)病灶能更好地進(jìn)行定位定性。對(duì)全身各系統(tǒng)疾病的診斷，尤其是早期腫瘤的診斷有很大的價(jià)值。

數(shù)學(xué)運(yùn)算

原子核帶正電并有自旋運(yùn)動(dòng)，其自旋運(yùn)動(dòng)必將產(chǎn)生磁矩，稱為核磁矩。研究表明，核磁矩μ與原子核的自旋角動(dòng)量S 成正比，即

式中γ 為比例系數(shù)，稱為原子核的旋磁比。在外磁場(chǎng)中，原子核自旋角動(dòng)量的空間取向是量子化的，它在外磁場(chǎng)方向上的投影值可表示為：

m為核自旋量子數(shù)。依據(jù)核磁矩與自旋角動(dòng)量的關(guān)系，核磁矩在外磁場(chǎng)中的取向也是量子化的，它在磁場(chǎng)方向上的投影值為：

對(duì)于不同的核，m分別取整數(shù)或半整數(shù)。在外磁場(chǎng)中，具有磁矩的原子核具有相應(yīng)的能量，其數(shù)值可表示為：

式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。可見，原子核在外磁場(chǎng)中的能量也是量子化的。由于磁矩和磁場(chǎng)的相互作用，自旋能量分裂成一系列分立的能級(jí)，相鄰的兩個(gè)能級(jí)之差ΔE = γhB。用頻率適當(dāng)?shù)碾姶泡椛湔丈湓雍?，如果電磁輻射光子能量hν恰好為兩相鄰核能級(jí)之差ΔE，則原子核就會(huì)吸收這個(gè)光子，發(fā)生核磁共振的頻率條件是：

式中ν為頻率，ω為角頻率。對(duì)于確定的核，旋磁比γ可被精確地測(cè)定?？梢姡ㄟ^測(cè)定核磁共振時(shí)輻射場(chǎng)的頻率ν，就能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度；反之，若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度，即可確定核的共振頻率。

核磁共振成像_核磁共振成像 -系統(tǒng)組成

NMR實(shí)驗(yàn)裝置

采用調(diào)節(jié)頻率的方法來達(dá)到核磁共振。由線圈向樣品發(fā)射電磁波，調(diào)制振蕩器的作用是使射頻電磁波的頻率在樣品共振頻率附近連續(xù)變化。當(dāng)頻率正好與核磁共振頻率吻合時(shí)，射頻振蕩器的輸出就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)吸收峰，這可以在示波器上顯示出來，同時(shí)由頻率計(jì)即刻讀出這時(shí)的共振頻率值。核磁共振譜儀是專門用于觀測(cè)核磁共振的儀器，主要由磁鐵、探頭和譜儀三大部分組成。磁鐵的功用是產(chǎn)生一個(gè)恒定的磁場(chǎng)；探頭置于磁極之間，用于探測(cè)核磁共振信號(hào)；譜儀是將共振信號(hào)放大處理并顯示和記錄下來。

MRI系統(tǒng)的組成

現(xiàn)代臨床高場(chǎng)(3.0T)MRI掃描器

靜磁場(chǎng)：又稱主磁場(chǎng)。當(dāng)前臨床所用超導(dǎo)磁鐵，磁場(chǎng)強(qiáng)度有0.2到7.0T（特斯拉），常見的為1.5T和3.0T；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用的小型MRI則有4.7T、7.0T與9.4T等多種主磁場(chǎng)強(qiáng)度。另有勻磁線圈（shim coil）協(xié)助達(dá)到磁場(chǎng)的高均勻度。

梯度場(chǎng)：用來產(chǎn)生并控制磁場(chǎng)中的梯度，以實(shí)現(xiàn)NMR信號(hào)的空間編碼。這個(gè)系統(tǒng)有三組線圈，產(chǎn)生x、y、z三個(gè)方向的梯度場(chǎng)，線圈組的磁場(chǎng)疊加起來，可得到任意方向的梯度場(chǎng)。

射頻系統(tǒng)

射頻（RF）發(fā)生器：產(chǎn)生短而強(qiáng)的射頻場(chǎng)，以脈沖方式加到樣品上，使樣品中的氫核產(chǎn)生NMR現(xiàn)象。

射頻（RF）接收器：接收NMR信號(hào)，放大后進(jìn)入圖像處理系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)圖像重建系統(tǒng)

由射頻接收器送來的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，根據(jù)與觀察層面各體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，得出層面圖像數(shù)據(jù)，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器，加到圖像顯示器上，按NMR的大小，用不同的灰度等級(jí)顯示出欲觀察層面的圖像。

分析方式

全局圖像

首先，拿到一張剛掃描好的核磁共振圖像時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)綜全局圖像有個(gè)大致的管材，從圖像形狀、顏色、灰度深淺、物理標(biāo)注等方面進(jìn)行分析。這里說一下數(shù)字灰度的概念。它是由每一個(gè)平等的像素點(diǎn)構(gòu)成的，有兩個(gè)基本的參數(shù)，一是像素的位置；二是像素的灰度值。二者共同構(gòu)成了完整的核磁共振成像掃描方式。體現(xiàn)在圖像上，就是灰度錯(cuò)落有致深淺不一的標(biāo)識(shí)。

灰度像素點(diǎn)

灰度像素點(diǎn)即對(duì)應(yīng)人體內(nèi)各個(gè)器官、組織的空間位置。核磁共振看可以掃描局部、全身多處組織的病變情況。并且圖形圖像用三維X/Y/Z空間表示出來，三種空間向量的強(qiáng)弱判定大小，用磁場(chǎng)梯度線來控制，并且三者有一定的依存關(guān)系，醫(yī)生查看圖像，就是從三者灰度等級(jí)顏色程度與人體器官對(duì)應(yīng)關(guān)系當(dāng)中，找出病灶、分析病因的。

灰度定位

最后，對(duì)于磁場(chǎng)圖像分析，我們還應(yīng)掌握灰度的定位分析原理，磁場(chǎng)粒子的高速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)了身體組織內(nèi)氫原子的周期往復(fù)性運(yùn)動(dòng)，在每一次振動(dòng)周期內(nèi)，我們都會(huì)對(duì)粒子詳細(xì)的軌跡進(jìn)行定位分析，在判定身體組織內(nèi)某一器官發(fā)生病變時(shí)，也就明顯的體現(xiàn)在粒子運(yùn)動(dòng)軌跡定位上。目前在一些比較先進(jìn)的醫(yī)院磁共振檢當(dāng)中，已經(jīng)將磁場(chǎng)灰度空間定位作為判定磁共振精準(zhǔn)性的判定標(biāo)準(zhǔn)之一。顏色深度的宏觀表示方法變成做基礎(chǔ)的磁場(chǎng)灰度值。

核磁共振成像_核磁共振成像 -醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

氫核是人體成像的首選核種：人體各種組織含有大量的水和碳?xì)浠衔?，所以氫核的核磁共振靈活度高、信號(hào)強(qiáng)，這是人們首選氫核作為人體成像元素的原因。NMR信號(hào)強(qiáng)度與樣品中氫核密度有關(guān)，人體中各種組織間含水比例不同，即含氫核數(shù)的多少不同，則NMR信號(hào)強(qiáng)度有差異，利用這種差異作為特征量，把各種組織分開，這就是氫核密度的核磁共振圖像。人體不同組織之間、正常組織與該組織中的病變組織之間氫核密度、弛豫時(shí)間T1、T2三個(gè)參數(shù)的差異，是MRI用于臨床診斷最主要的物理基礎(chǔ)。

當(dāng)施加一射頻脈沖信號(hào)時(shí)，氫核能態(tài)發(fā)生變化，射頻過后，氫核返回初始能態(tài)，共振產(chǎn)生的電磁波便發(fā)射出來。原子核振動(dòng)的微小差別可以被精確地檢測(cè)到，經(jīng)過進(jìn)一步的計(jì)算機(jī)處理，即可能獲得反應(yīng)組織化學(xué)結(jié)構(gòu)組成的三維圖像，從中我們可以獲得包括組織中水分差異以及水分子運(yùn)動(dòng)的信息。這樣，病理變化就能被記錄下來。

人體2/3的重量為水分，如此高的比例正是磁共振成像技術(shù)能被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的基礎(chǔ)。人體內(nèi)器官和組織中的水分并不相同，很多疾病的病理過程會(huì)導(dǎo)致水分形態(tài)的變化，即可由磁共振圖像反應(yīng)出來。

MRI所獲得的圖像非常清晰精細(xì)，大大提高了醫(yī)生的診斷效率，避免了剖胸或剖腹探查診斷的手術(shù)。由于MRI不使用對(duì)人體有害的X射線和易引起過敏反應(yīng)的造影劑，因此對(duì)人體沒有損害。MRI可對(duì)人體各部位多角度、多平面成像，其分辨力高，能更客觀更具體地顯示人體內(nèi)的解剖組織及相鄰關(guān)系，對(duì)病灶能更好地進(jìn)行定位定性。對(duì)全身各系統(tǒng)疾病的診斷，尤其是早期腫瘤的診斷有很大的價(jià)值。

核磁共振成像_核磁共振成像 -成像優(yōu)點(diǎn)

與1901年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的普通X射線或1979年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的計(jì)算機(jī)層析成像（computerized tomography, CT）相比，磁共振成像的最大優(yōu)點(diǎn)是它是目前少有的對(duì)人體沒有任何傷害的安全、快速、準(zhǔn)確的臨床診斷方法。如今全球每年至少有6000萬病例利用核磁共振成像技術(shù)進(jìn)行檢查。具體說來有以下幾點(diǎn)：

對(duì)軟組織有極好的分辨力。對(duì)膀胱、直腸、子宮、陰道、骨、關(guān)節(jié)、肌肉等部位的檢查比CT優(yōu)勝；

各種參數(shù)都可以用來成像，多個(gè)成像參數(shù)能提供豐富的診斷信息，這使得醫(yī)療診斷和對(duì)人體內(nèi)代謝和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值變大，而肝癌的T1值更大，作T1加權(quán)圖像，可區(qū)別肝部良性腫瘤與惡性腫瘤；

通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)可自由選擇所需剖面。能得到其它成像技術(shù)所不能接近或難以接近部位的圖像。對(duì)于椎間盤和脊髓，可作矢狀面、冠狀面、橫斷面成像，可以看到神經(jīng)根、脊髓和神經(jīng)節(jié)等。不像CT只能獲取與人體長軸垂直的橫斷面；

對(duì)人體沒有電離輻射損傷；

原則上所有自旋不為零的核元素都可以用以成像，例如氫（1H）、碳（13C）、氮（14N和15N）、磷（31P）等。

人類腹部冠狀切面磁共振影像。

（所采成像脈沖序列：Turbo Spin Echo, TSE。）

核磁共振成像_核磁共振成像 -缺點(diǎn)

1.和CT一樣，MRI也是解剖性影像診斷，很多病變單憑核磁共振檢查仍難以確診，不像內(nèi)窺鏡可同時(shí)獲得影像和病理兩方面的診斷；

2.對(duì)肺部的檢查不優(yōu)于X射線或CT檢查，對(duì)肝臟、胰腺、腎上腺、前列腺的檢查不比B超優(yōu)越，但費(fèi)用要高昂得多；

3.對(duì)胃腸道的病變不如內(nèi)窺鏡檢查；

4.掃描時(shí)間長，空間分辨力不夠理想；

5.由于強(qiáng)磁場(chǎng)的原因，MRI對(duì)諸如體內(nèi)有磁金屬或起搏器的特殊病人卻不能適用。

核磁共振成像_核磁共振成像 -MRI系統(tǒng)的傷害

MRI系統(tǒng)可能對(duì)人體造成傷害的因素主要包括以下方面：

強(qiáng)靜磁場(chǎng)

在有鐵磁性物質(zhì)存在的情況下，不論是埋植在患者體內(nèi)還是在磁場(chǎng)范圍內(nèi)，都可能是危險(xiǎn)因素；

隨時(shí)間變化的梯度場(chǎng)

可在受試者體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生電場(chǎng)而興奮神經(jīng)或肌肉。外周神經(jīng)興奮是梯度場(chǎng)安全的上限指標(biāo)。在足夠強(qiáng)度下，可以產(chǎn)生外周神經(jīng)興奮（如刺痛或叩擊感），甚至引起心臟興奮或心室振顫；

射頻場(chǎng)致熱效應(yīng)

在MRI聚焦或測(cè)量過程中所用到的大角度射頻場(chǎng)發(fā)射，其電磁能量在患者組織內(nèi)轉(zhuǎn)化成熱能，使組織溫度升高。RF的致熱效應(yīng)需要進(jìn)一步探討，臨床掃描儀對(duì)于射頻能量有所謂“特定吸收率”（specific absorption rate, SAR）的限制；

噪聲

MRI運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種噪聲，可能使某些患者的聽力受到損傷；

造影劑的毒副作用：目前使用的造影劑主要為含釓的化合物，副作用發(fā)生率在2%-4%。

核磁共振成像_核磁共振成像 -化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

MRI在化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用沒有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域那么廣泛，主要是因?yàn)榧夹g(shù)上的難題及成像材料上的困難，目前主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

在高分子化學(xué)領(lǐng)域，如碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的研究、固態(tài)反應(yīng)的空間有向性研究、聚合物中溶劑擴(kuò)散的研究、聚合物硫化及彈性體的均勻性研究等；

在金屬陶瓷中，通過對(duì)多孔結(jié)構(gòu)的研究來檢測(cè)陶瓷制品中存在的砂眼；

在火箭燃料中，用于探測(cè)固體燃料中的缺陷以及填充物、增塑劑和推進(jìn)劑的分布情況；

在石油化學(xué)方面，主要側(cè)重于研究流體在巖石中的分布狀態(tài)和流通性以及對(duì)油藏描述與強(qiáng)化采油機(jī)理的研究。

核磁共振成像_核磁共振成像 -成像的進(jìn)展

核磁共振分析技術(shù)是通過核磁共振譜線特征參數(shù)（如譜線寬度、譜線輪廓形狀、譜線面積、譜線位置等）的測(cè)定來分析物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。它可以不破壞被測(cè)樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是一種完全無損的檢測(cè)方法。同時(shí)，它具有非常高的分辨本領(lǐng)和精確度，而且可以用于測(cè)量的核也比較多，所有這些都優(yōu)于其它測(cè)量方法。因此，核磁共振技術(shù)在物理、化學(xué)、醫(yī)療、石油化工、考古等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。

核磁共振成像_核磁共振成像 -獲獎(jiǎng)?wù)叩呢暙I(xiàn)

2003年10月6日，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，2003年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國化學(xué)家-{zh-tw:保羅?勞特伯;zh-cn:保羅?勞特布爾}-（Paul C. Lauterbur）和英國物理學(xué)家彼得?曼斯菲爾德（Peter Mansfield），以表彰他們?cè)卺t(yī)學(xué)診斷和研究領(lǐng)域內(nèi)所使用的核磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域的突破性成就。

-{zh-tw:勞特伯;zh-cn:勞特布爾}-的貢獻(xiàn)是，在主磁場(chǎng)內(nèi)附加一個(gè)不均勻的磁場(chǎng)，把梯度引入磁場(chǎng)中，從而創(chuàng)造了一種可視的用其他技術(shù)手段卻看不到的物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的二維結(jié)構(gòu)圖像。他描述了怎樣把梯度磁體添加到主磁體中，然后能看到沉浸在重水中的裝有普通水的試管的交叉截面。除此之外沒有其他圖像技術(shù)可以在普通水和重水之間區(qū)分圖像。通過引進(jìn)梯度磁場(chǎng)，可以逐點(diǎn)改變核磁共振電磁波頻率，通過對(duì)發(fā)射出的電磁波的分析，可以確定其信號(hào)來源。

曼斯菲爾德進(jìn)一步發(fā)展了有關(guān)在穩(wěn)定磁場(chǎng)中使用附加的梯度磁場(chǎng)理論，推動(dòng)了其實(shí)際應(yīng)用。他發(fā)現(xiàn)磁共振信號(hào)的數(shù)學(xué)分析方法，為該方法從理論走向應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。這使得10年后磁共振成像成為臨床診斷的一種現(xiàn)實(shí)可行的方法。他利用磁場(chǎng)中的梯度更為精確地顯示共振中的差異。他證明，如何有效而迅速地分析探測(cè)到的信號(hào)，并且把它們轉(zhuǎn)化成圖像。曼斯菲爾德還提出了極快速的梯度變化可以獲得瞬間即逝的圖像，即-{zh-tw:面回訊成像;zh-cn:平面回波掃描成像}-（echo-planar imaging, EPI）技術(shù)，成為20世紀(jì)90年代開始蓬勃興起的功能磁共振成像（functional MRI, fMRI）研究的主要手段。

雷蒙德?達(dá)馬蒂安的“用于癌組織檢測(cè)的設(shè)備和方法”值得一提的是，2003年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者們?cè)诔瑢?dǎo)體和超流體理論上做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，為獲得2003年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的兩位科學(xué)家開發(fā)核磁共振掃描儀提供了理論基礎(chǔ)，為核磁共振成像技術(shù)鋪平了道路。由于他們的理論工作，核磁共振成像技術(shù)才取得了突破，使人體內(nèi)部器官高清晰度的圖像成為可能。

此外，在2003年10月10日的《紐約時(shí)報(bào)》和《華盛頓郵報(bào)》上，同時(shí)出現(xiàn)了佛納（Fonar）公司的一則整版廣告：“雷蒙德?達(dá)馬蒂安（Raymond Damadian），應(yīng)當(dāng)與彼得?曼斯菲爾德和保羅?勞特布爾分享2003年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。沒有他，就沒有核磁共振成像技術(shù)?！敝肛?zé)諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)“篡改歷史”而引起廣泛爭(zhēng)議。事實(shí)上，對(duì)MRI的發(fā)明權(quán)歸屬問題已爭(zhēng)論了許多年，而且爭(zhēng)得頗為激烈。而在學(xué)界看來，達(dá)馬蒂安更多是一個(gè)生意人，而不是科學(xué)家。

核磁共振成像_核磁共振成像 -未來展望

人腦是如何思想、感受的，至今仍一直是個(gè)謎。而且是科學(xué)家們關(guān)注的重要課題。而利用MRI的腦功能成像則有助于我們?cè)诨铙w和整體水平上研究人的思維。其中，關(guān)于盲童的手能否代替眼睛的研究，是一個(gè)很好的樣本。正常人能見到藍(lán)天碧水，然后在大腦里構(gòu)成圖像，形成意境，而從未見過世界的盲童，用手也能摸文字，文字告訴他大千世界，盲童是否也能“看”到呢？專家通過功能性MRI，掃描正常和盲童的大腦，發(fā)現(xiàn)盲童也會(huì)像正常人一樣，在大腦的視皮質(zhì)部有很好的激活區(qū)。由此可以初步得出結(jié)論：盲童通過認(rèn)知教育，手在某種意義上，是可以代替眼睛“看”到外面世界的。

快速掃描技術(shù)的研究與應(yīng)用，將使經(jīng)典MRI成像方法掃描病人的時(shí)間由幾分鐘、十幾分鐘縮短至幾毫秒，使因器官運(yùn)動(dòng)對(duì)圖像造成的影響忽略不計(jì)；MRI血流成像，利用流空效應(yīng)使MRI圖像上把血管的形態(tài)鮮明地呈現(xiàn)出來，使測(cè)量血管中血液的流向和流速成為可能；MRI波譜分析可利用高磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)人體局部組織的波譜分析技術(shù)，從而增加幫助診斷的信息；腦功能成像，利用高磁場(chǎng)共振成像研究腦的功能及其發(fā)生機(jī)制是腦科學(xué)中最重要的課題。有理由相信，MRI將發(fā)展成為思維閱讀器。

20世紀(jì)中葉至今，信息技術(shù)和生命科學(xué)是發(fā)展最活躍的兩個(gè)領(lǐng)域，專家相信，作為這兩者結(jié)合物的MRI技術(shù)，繼續(xù)向微觀和功能檢查上發(fā)展，對(duì)揭示生命的奧秘將發(fā)揮更大的作用。

項(xiàng)目及意義

鼻咽部MRI檢查(核磁共振檢查)

正常范圍：1.鼻咽部惡性病變。2.鼻咽部良性病變。3.由其他部位侵入到鼻咽部粘膜間隙的病變。4.喉部良、惡性腫瘤。

檢查介紹：對(duì)鼻咽腫瘤檢查，MRI比CT對(duì)鼻咽部正常解剖以及病理解剖的顯示，比CT清晰、全面。

臨床意義：MRI比CT對(duì)疾病的診斷更有意義。

?肝、膽、胰、脾的MRI檢查(核磁共振檢查)

正常范圍：1.肝、膽、胰、脾的原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腫瘤，以及肝海綿狀血管瘤。2.肝寄生蟲病：如肝包蟲病。3.彌漫性肝病：如肝硬變、脂肪肝、色素沈著癥。4.肝、膽、胰、脾先天性發(fā)育異常。5.肝膿腫。6.胰腺炎及其并發(fā)癥。

檢查介紹：能明確病變的程度、范圍及其特征，并能和其他腫瘤鑒別。對(duì)肝、脾囊腫、海綿狀血管瘤有確診作用。

臨床意義：MRI比CT對(duì)疾病的診斷更有意義。

?核磁共振成像(MRI)

正常范圍：正常。

檢查介紹：核磁共振成像是近年來一種新型的高科技影像學(xué)檢查方法，是80年代初才應(yīng)用于臨床的醫(yī)學(xué)影像診斷新技術(shù)。它具有無電離輻射性(放射線)損害；無骨性偽影；能多方向(橫斷、冠狀、矢狀切面等)和多參數(shù)成像；高度的軟組織分辨能力；無需使用對(duì)比劑即可顯示血管結(jié)構(gòu)等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

臨床意義：適應(yīng)癥：

神經(jīng)系統(tǒng)的病變包括腫瘤、梗塞、出血、變性、先天畸形、感染等幾乎成為確診的手段。特別是脊髓脊椎的病變?nèi)缂棺档哪[瘤、萎縮、變性、外傷椎間盤病變，成為首選的檢查方法。

核磁共振成像_核磁共振成像 -圖書信息

簡介

書 名: 核磁共振成像

作者：(美國)?？?/p>

出版社： 中國醫(yī)藥科技出版社

出版時(shí)間： 2007年06月

ISBN: 9787506736831

開本： 16開

定價(jià): 248.00 元

內(nèi)容介紹

《核磁共振成像(物理原理和脈沖序列設(shè)計(jì))(精)》的主要寫作動(dòng)機(jī)是得到一部獨(dú)立的、研究生和高年級(jí)本科生磁共振成像基礎(chǔ)的教科書。盡管這不是一部完整的MRI研究論著，但是仍然可以作為這一領(lǐng)域的有相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)的人的參考書。由于時(shí)間和篇幅的限制，《核磁共振成像(物理原理和脈沖序列設(shè)計(jì))(精)》不可能對(duì)進(jìn)動(dòng)交換、射頻穿透、k-t空間、灌注和參數(shù)重建方法進(jìn)行詳細(xì)討論，因而省略掉了這些重要課題。磁共振模擬、交互式MRI、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)等另外幾個(gè)重要問題或許將來有可能作為網(wǎng)上擴(kuò)展卷中的內(nèi)容確定下來。我們相信這《核磁共振成像(物理原理和脈沖序列設(shè)計(jì))(精)》的內(nèi)容對(duì)讀者是有用的，許多技術(shù)細(xì)節(jié)可以參照其他核磁共振技術(shù)的專著，比如，Chen和Hoult關(guān)于磁共振線圈的專著、Callaghan關(guān)于擴(kuò)散的微觀成像的專著。

每一章都不同程度地包含了技術(shù)細(xì)節(jié)的討論、家庭作業(yè)、序列概念和產(chǎn)生的圖像。關(guān)鍵部分一般用斜體標(biāo)記，單引號(hào)內(nèi)通常表示引入磁共振成像術(shù)語和格式化的說法。每一章結(jié)尾都有典型的參考文獻(xiàn)，但是我們只引用綜述性的、介紹性的和我們特別熟悉的文獻(xiàn)。做一個(gè)完整的書目并不是這《核磁共振成像(物理原理和脈沖序列設(shè)計(jì))(精)》的目的。

《核磁共振成像(物理原理和脈沖序列設(shè)計(jì))(精)》的前15章本質(zhì)上是介紹性的，或許可以作為一學(xué)期的課程。經(jīng)過第一章簡短的概述后，接著介紹核磁矩的基本動(dòng)力學(xué)、成像概念，然后是各種重建方法、對(duì)比度和噪聲。后面的11章介紹了成像應(yīng)用；這可以在第二個(gè)學(xué)期中講授，也可以把這些基本概念穿插到前面的內(nèi)容中去，在一個(gè)學(xué)期把全書講完（這是我們傾向性的意見）。后面的11章中，開始是簡短介紹射頻脈沖的設(shè)計(jì)和化學(xué)位移成像，然后詳細(xì)討論了快速成像、磁場(chǎng)不均勻性的影響、運(yùn)動(dòng)、流動(dòng)、擴(kuò)散、脈沖序列設(shè)計(jì)和偽影。射頻、梯度和主磁體線圈統(tǒng)一放在最后一章討論。另外，在前面章節(jié)的適當(dāng)位置，我們也討論了線圈硬件的問題。附錄中包括電磁學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的一些知識(shí)，也列出了書中圖像的成像參數(shù)。

圖書目錄

第一章磁共振成像簡介

第二章磁場(chǎng)中單核的經(jīng)典響應(yīng)

第三章旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和共振

第四章磁化強(qiáng)度，弛豫和布洛赫方程

第五章進(jìn)動(dòng)和激發(fā)的量子力學(xué)基礎(chǔ)

第六章熱平衡及縱向馳豫的量子力學(xué)基礎(chǔ)

第七章信號(hào)檢測(cè)概念

第八章信號(hào)采集方法導(dǎo)論：自由感應(yīng)衰減、自旋回波、反轉(zhuǎn)恢復(fù)和譜

第九章一維Fourier成像，k空間數(shù)據(jù)和梯度回波

第十章多維Fourier成像和片層激發(fā)

第十一章連續(xù)和離散Fourier變換

第十二章采集和圖像重建中的反迭

第十三章Fourier變換圖像重建的濾波和分辨率

第十四章圖像投影重建

第十五章信號(hào)，對(duì)比度和噪聲

第十六章對(duì)射頻脈沖的深入討論

第十七章水脂分離技術(shù)

第十八章穩(wěn)態(tài)快速成像

第十九章K空間分區(qū)采集和回波平面成像

第二十章磁場(chǎng)不均勻性的影響和T2散相

第二十一章隨機(jī)漫游，弛豫和擴(kuò)散

第二十二章磁共振成像自旋密度、T1和T2的測(cè)量方法

第二十三章運(yùn)動(dòng)偽影和流動(dòng)補(bǔ)償

第二十四章磁共振血管成像和血流測(cè)量

第二十五章組織的磁特性：理論和測(cè)量

第二十六章序列設(shè)計(jì)，偽影和命名規(guī)則

第二十七章磁共振成像線圈及磁體導(dǎo)論

附錄A電磁場(chǎng)原理：簡介

附錄B統(tǒng)計(jì)學(xué)

附錄C圖像說明中的成像參數(shù)

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