核磁共振是什么?成像原理是什么?
核磁共振是磁矩不為零的原子核,在外磁場作用下自旋能級發生塞曼分裂,共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振波譜學是光譜學的一個分支,其共振頻率在射頻波段,相應的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。下面趕緊和家庭醫生在線小編一起來了解一下吧。
成像原理
核磁共振成像是隨著電腦技術、電子電路技術、超導體技術的發展而迅速發展起來的一種生物磁學核自旋成像技術。醫生考慮到患者對“核”的恐懼心理,故常將這門技術稱為“磁共振成像”。
核磁共振成像的“核”指的是氫原子核,因為人體的約70%是由水組成的,MRI即依賴水中氫原子。
當把物體放置在磁場中,用適當的電磁波照射它,以改變氫原子的旋轉排列方向,使之共振,然后分析它釋放的電磁波,由于不同的組織會產生不同的電磁波訊號,經電腦處理,就可以得知構成這一物體的原子核的位置和種類,據此可以繪制成物體內部的精確立體圖像。
原子核在進動中,吸收與原子核進動頻率相同的射頻脈沖,即外加交變磁場的頻率等于拉莫頻率,原子核就發生共振吸收,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射出來,稱為共振發射。共振吸收和共振發射的過程叫做“核磁共振”。
核磁共振豐度和靈敏度
天然豐富的12C的I值為零,沒有核磁共振信號。13C的I值為1/2,有核磁共振信號。通常 說的碳譜就是13C核磁共振譜。由于13C與1H的自旋量子數相同,所以13C的核磁共振原理與1H相同。但13C核的γ值僅約為1H核的1/4,而檢出靈敏度正比于γ3,因此即使是豐度100%的13C 核,其檢出靈敏度也僅為1H核的1/64,再加上13C的豐度僅為1.1%,所以,其檢出靈敏度僅約 為1H核的1/6000。這說明不同原子核在同一磁場中被檢出的靈敏度差別很大,C的天然豐度 只有12C的1.108%。由于被檢靈敏度小,豐度又低,因此檢測13C比檢測1H在技術上有更多的困難。下表是幾個自旋量子數為1/2的原子核的天然豐度和相對靈敏度。
核磁共振儀原理
將人體置于特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核按特定頻率發出射電信號,并將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經電子計算機處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。
核磁共振是一種物理現象,作為一種分析手段廣泛應用于物理、化學生物等領域,到1973年才將它用于醫學臨床檢測。為了避免與核醫學中放射成像混淆,把它稱為核磁共振成像術(MR)。
MR是一種生物磁自旋成像技術,它是利用原子核自旋運動的特點,在外加磁場內,經射頻脈沖激后產生信號,用探測器檢測并輸入計算機,經過處理轉換在屏幕上顯示圖像。
MR提供的信息量不但大于醫學影像學中的其他許多成像術,而且不同于已有的成像術,因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像,不會產生CT檢測中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對機體沒有不良影響。MR對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞癥和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時對腰椎椎間盤后突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。
(責任編輯:付子顏 )
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