MRI、磁共振成像 
自动翻译
磁共振成像是一种医学成像技术，彻底改变了诊断领域。它的发明、发展以及随后对医疗保健的影响证明了对科学理解和技术创新的不懈追求。 大型诊所的现代断层扫描仪，例如 CMRT（在俄罗斯的几个大城市都有分支机构），可以帮助患者准确诊断，并在许多情况下避免身体出现严重疾病。
故事
该技术的起源可以追溯到 20 世纪初，当时科学家开始研究核磁共振的基本原理。1946年，菲利克斯·布洛赫（Felix Bloch）和爱德华·珀塞尔（Edward Purcell）独立发现了核磁共振（NMR）现象。他们的开创性工作为他们赢得了 1952 年诺贝尔物理学奖。NMR 为后来的 MRI 奠定了基础，因为它发现了组织和环境与原子核的磁性相互作用的能力。
然而，直到 20 世纪 70 年代，医生兼科学家 Raymond Damadian 才开发出第一台可用的 MRI 机器。他的发明主要旨在通过测量氢核的弛豫时间来识别人体组织的病理状况。该设备的原型机被称为“Indomitable”，成为医疗技术史上的一个重要里程碑，展示了其在医学成像领域的能力。
对比分析
MRI、CT 和放射线照相是三种不同的成像方式，每种方式都有各自的优点和局限性。让我们看看 MRI 与其他方法之间的主要区别。
❶软组织对比度和分辨率
MRI 在软组织可视化方面表现出色，使其成为大脑和脊髓成像、评估关节健康和检测癌症的首选。CT 和放射线照相术可以更好地观察骨骼和致密组织，但难以区分软组织。
❷放射线照射
与放射线照相术和 CT 不同，MRI 不使用电离辐射。这是一个显着的优势，因为它消除了与辐射暴露相关的潜在风险，特别是对于儿童和孕妇。
❸ 多平面成像
MRI 产生大量图像，使医生有机会从不同角度观察解剖结构，从而有助于准确诊断和规划手术干预措施。另一方面，CT 和放射线照相术在这方面受到更多限制。
❹ 功能成像
MRI 的独特之处在于它能够进行功能成像，例如可以对大脑活动进行成像的功能 MRI (fMRI) 或可以评估组织微观结构的扩散加权成像 (DWI)。这些功能无法通过 X 线摄影获得，并且通过 CT 受到限制。
❺ 安全性和造影剂
对于对 CT 和 X 射线造影剂过敏的患者来说，MRI 被认为是一种更安全的手术，因为它通常使用钆基造影剂，过敏反应的风险较低。
工作原理
MRI 基于 NMR 原理，利用原子核（主要是氢）的磁性，由于水分子的存在，氢在人体内大量存在。该过程首先将患者暴露在强大的磁场中。该场使体内的氢原子核沿其方向排列。然后施加射频脉冲，短暂地破坏这种排列。关闭磁场后，氢原子核恢复到原始状态，发射射频信号。这些信号由特殊天线接收并转换成详细的图像。
MRI 的一个关键优势是它能够提供无与伦比的软组织对比度。与主要被骨骼等致密材料吸收的 X 射线不同，MRI 可以区分不同的软组织，这对于诊断大脑、脊髓、内脏器官和肌肉骨骼系统的疾病具有不可估量的价值。此外，与X射线和CT扫描不同，MRI不涉及电离辐射，从长远来看可以确保患者的安全。
磁共振成像扫描仪如何工作？
磁共振成像的工作原理是核磁共振 (NMR)，可让您创建人体内脏器官的详细图像。以下是 MRI 机器工作原理的分步说明：
1. 磁场的产生
该过程首先在 MRI 机器内部产生强大且均匀的磁场。该磁场是由超导磁体产生的，超导磁体通常是一个大型圆柱形磁体，带有一个可供患者通过的孔。磁场强度通常以特斯拉 (T) 为单位进行测量，范围可以从 1.5 T 到 7 T，在研究设施中甚至更高。磁场越强，图像分辨率越高。
2. 氢原子核的排列
人体由大量的水组成，其中含有氢原子核（质子）。当患者被放入 MRI 机器中时，磁场会沿其方向排列体内的氢核。这种对齐对于后续步骤至关重要。
3. 射频 (RF) 脉冲激发
MRI 机器使用射频脉冲来生成图像。这些脉冲由围绕正在成像的身体部位的线圈发射。当施加射频脉冲时，它会暂时扰乱氢核的排列，导致它们改变磁矩。
4. 放松和信号发射
无线电脉冲关闭后，氢原子核开始松弛，返回到其相对于磁场的原始位置。在放松过程中，它们会发出射频信号。氢核的弛豫速率由两个时间常数来表征：T1（纵向弛豫）和T2（横向弛豫）。体内不同的组织松弛时间有助于 MRI 中的图像对比度。
5. 信号检测
为了记录发射的射频信号，MRI 机器使用专门的射频线圈。这些线圈充当天线并接收由弛豫氢核产生的信号。
6. 信号处理
检测到的信号被发送到计算机，计算机处理接收到的数据。使用复杂的算法和数学变换将信号转换为有意义的图像。这些算法考虑了氢核的弛豫时间和空间位置的变化。
7. 图像重建
根据处理后的数据，构建身体横截面的详细图像。这些图像可以在不同的平面上呈现，例如轴向、矢状和冠状，从而获得内部结构的完整图像。图像的对比度和细节取决于组织的特性和弛豫时间。
8. 附加成像方法
除了基本的解剖成像之外，MRI 还可以使用多种技术来获取功能和生理信息。功能性 MRI (fMRI) 可让您绘制大脑活动图，扩散加权成像可让您评估组织微观结构，磁共振血管造影 (MRA) 可让您可视化血管等。
9. 图像解读
由此产生的 MRI 图像由放射科医生和医疗专业人员解读，以诊断和监测多种疾病，包括脑部疾病、肌肉骨骼损伤、肿瘤等。软组织的卓越对比度使 MRI 成为临床实践中的宝贵工具。
MRI 能够生成具有出色软组织对比度的高质量、非侵入性图像，使其成为现代医学诊断、治疗计划和医学研究的宝贵工具。