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            磁共振檢查有什么注意事項?

            2014-08-27 07:20:54      家庭醫生在線

            磁共振指的是自旋磁共振(spin magnetic resonance)現象。其意義上較廣,包含核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)、電子順磁共振(electron paramagnetic resonance, EPR)或稱電子自旋共振(electron spin resonance, ESR)。下面和家庭醫生在線小編一起來了解一下具體的情況吧。

            磁共振是在固體微觀量子理論和無線電微波電子學技術發展的基礎上被發現的。1945年首先在順磁性Mn鹽的水溶液中觀測到順磁共振,第二年,又分別用吸收和感應的方法發現了石蠟和水中質子的核磁共振;用波導諧振腔方法發現了Fe、Co和Ni薄片的鐵磁共振。1950年在室溫附近觀測到固體Cr2O3的反鐵磁共振。1953年在半導體硅和鍺中觀測到電子和空穴的回旋共振。1953年和1955年先后從理論上預言和實驗上觀測到亞鐵磁共振。隨后又發現了磁有序系統中高次模式的靜磁型共振(1957)和自旋波共振(1958)。1956年開始研究兩種磁共振耦合的磁雙共振現象。這些磁共振被發現后,便在物理、化學、生物等基礎學科和微波技術、量子電子學等新技術中得到了廣泛的應用。例如順磁固體量子放大器,各種鐵氧體微波器件,核磁共振譜分析技術和核磁共振成像技術及利用磁共振方法對順磁晶體的晶場和能級結構、半導體的能帶結構和生物分子結構等的研究。原子核和基本粒子的自旋、磁矩參數的測定也是以各種磁共振原理為基礎發展起來的。

            用核磁共振現象制成的MR成像設備

            磁共振成像技術由于其無輻射、分辨率高等優點被廣泛的應用于臨床醫學與醫學研究。一些先進的設備制造商與研究人員一起,不斷優化磁共振掃描儀的性能、開發新的組件。例如:德國西門子公司的1.5T超導磁共振掃描儀具有神經成像組件、血管成像組件、心臟成像組件、體部成像組件、腫瘤程序組件、骨關節及兒童成像組件等。其具有高分辨率、磁場均勻、掃描速度快、噪聲相對較小、多方位成像等優點。

            基本原理

            磁共振(回旋共振除外)其經典唯象描述是:原子、電子及核都具有角動量,其磁矩與相應的角動量之比稱為磁旋比γ。磁矩M 在磁場B中受到轉矩MBsinθ(θ為M與B間夾角)的作用。此轉矩使磁矩繞磁場作進動運動,進動的角頻率ω=γB,ωo稱為拉莫爾頻率。由于阻尼作用,這一進動運動會很快衰減掉,即M達到與B平行,進動就停止。但是,若在磁場B的垂直方向再加一高頻磁場b(ω)(角頻率為ω),則b(ω)作用產生的轉矩使M離開B,與阻尼的作用相反。如果高頻磁場的角頻率與磁矩進動的拉莫爾(角)頻率相等ω =ωo,則b(ω)的作用最強,磁矩M的進動角(M與B角的夾角)也最大。這一現象即為磁共振。

            磁共振也可用量子力學描述:恒定磁場B使磁自旋系統的基態能級劈裂,劈裂的能級稱為塞曼能級(見塞曼效應),當自旋量子數S=1/2時,其裂距墹E=gμBB,g為朗德因子,

            為玻爾磁子,e和me為電子的電荷和質量。外加垂直于B的高頻磁場b(ω)時,其光量子能量為啚ω。如果等于塞曼能級裂距,啚ω=gμBB=啚γB,即ω=γB(啚=h/2π,h為普朗克常數),則自旋系統將吸收這能量從低能級狀態躍遷到高能級狀態(激發態),這稱為磁塞曼能級間的共振躍遷。量子描述的磁共振條件ω=γB,與唯象描述的結果相同。

            當M是順磁體中的原子(離子)磁矩時,這種磁共振就是順磁共振。當M是鐵磁體中的磁化強度(單位體積中的磁矩)時,這種磁共振就是鐵磁共振。當M=Mi是亞鐵磁體或反鐵磁體中第i個磁亞點陣的磁化強度時,這種磁共振就是由 i個耦合的磁亞點陣系統產生的亞鐵磁共振或反鐵磁共振。當M是物質中的核磁矩時,就是核磁共振。這幾種磁共振都是由自旋磁矩產生的,可以統一地用經典唯象的旋磁方程dM/dt=γMBsinθ[相應的矢量方程為d M/dt=γ( M×B]來描述。

            回旋共振帶電粒子在恒定磁場中產生的共振現象。設電荷為q、質量為m的帶電粒子在恒定磁場B中運動,其運動速度為v。當磁場B與速度v相互垂直時,則帶電粒子會受到磁場產生的洛倫茲力作用,使帶電粒子以速度v繞著磁場B旋轉,旋轉的角頻率稱為回旋角頻率。如果在垂直B的平面內加上高頻電場E(ω)(ω為電場的角頻率),并且ω=ωc,則這帶電粒子將周期性地受到電場E(ω)的加速作用。因為這與回旋加速器的作用相似,故稱回旋共振。又因為不加高頻電場時,這與抗磁性相類似,故亦稱抗磁共振。當v垂直于B時,描述這種共振運動的方程是d(mv)/dt=q(vB),若用量子力學圖像描述,可以把回旋共振看作是高頻電場引起帶電粒子運動狀態在磁場中產生的朗道能級間的躍遷,滿足共振躍遷的條件是:磁共振ω=ωc。

            各種固體磁共振在恒定磁場作用下的平衡狀態,與在恒定磁場和高頻磁場(回旋共振時為高頻電場)同時作用下的平衡狀態之間,一般存在著固體內部自旋(磁矩)系統(回旋共振時為載流子系統)本身及其與點陣系統間的能量轉移和重新分布的過程,稱為磁共振弛豫過程,簡稱磁弛豫。在自旋磁共振的情形,磁弛豫包括自旋(磁矩)系統內的自旋-自旋(S-S)弛豫和自旋系統與點陣系統間的自旋-點陣(S-L)弛豫。從一種平衡態到另一種平衡態的弛豫過程所經歷的時間稱為弛豫時間,它是能量轉移速率或損耗速率的量度。共振線寬表示能級寬度,弛豫時間表示該能態壽命。磁共振線寬與磁弛豫過程(時間)有密切的聯系,按照測不準原理,能級寬度與能態壽命的乘積為常數,即共振線寬與弛豫時間(能量轉移速度)成反比。因此,磁共振是研究磁弛豫過程和磁損耗機制的一種重要方法。

            鐵磁共振

            鐵磁體中原子磁矩間的交換作用使這些原子磁矩在每個磁疇中自發地平行排列。一般,在鐵磁共振情況下,外加恒定磁場已使鐵磁體飽和磁化,即參與鐵磁共振進動運動的是彼此平行的原子磁矩(飽和磁化強度Ms)。鐵磁共振的這一特點引起的主要效應是:鐵磁體的退磁場成為影響共振的一項重要因素,因此必須考慮共振樣品形狀的影響;鐵磁體內交換作用場與磁矩平行,磁轉矩為零,故對共振無影響;鐵磁體內磁晶各向異性對共振有影響,可看作在磁矩附近的易磁化方向存在磁晶各向異性有效場。在特殊情況下,例如當高頻磁場不均勻時,會激發鐵磁耦合磁矩系統的多種進動模式,即各原子磁矩的進動幅度和相位不相同的非一致進動模式,稱為非一致(鐵磁)共振。當非一致進動的相鄰原子磁矩間的交換作用可忽略,樣品線度又小到使傳播效應可忽略時,這樣的非一致共振稱為靜磁型共振。當非一致進動的相鄰原子磁矩間的交換作用不能忽略(如金屬薄膜中)時,這樣的非一致共振稱為自旋波共振;當高頻磁場強度超過閾值,使共振曲線和參數與高頻磁場強度有關時,稱為非線性鐵磁共振。鐵磁共振是研究鐵磁體中動態過程和測量磁性參量的重要方法,也是微波磁器件(如鐵氧體的隔離器、環行器和相移器)的物理基礎。

            亞鐵磁共振

            亞鐵磁體是包含有兩個或更多個不等效的磁亞點陣的磁有序材料,亞鐵磁共振是亞鐵磁體在居里點以下的磁共振。在宏觀磁性上,通常亞鐵磁體與鐵磁體有許多相似的地方,亞鐵磁共振與鐵磁共振也有許多相似的地方。因此,習慣上常把一般亞鐵磁共振也稱為鐵磁共振。但在微觀結構上,含有多個磁亞點陣的亞鐵磁體與只有一個磁點陣的鐵磁體有顯著的差別。這差別會反映到亞鐵磁共振的一些特點上。這些特點是由多個交換作用強耦合的磁亞點陣中磁矩的復雜進動運動產生的,主要表現在:有兩種類型的磁共振,即共振不受交換作用影響的鐵磁型共振和共振主要由交換作用決定的交換型共振,在兩個磁亞點陣的磁矩互相抵消或動量矩相互抵消的抵消點附近,共振參量(如g因子共振線寬等)出現反常的變化,在磁矩和動量矩兩抵消點之間,法拉第旋轉反向。這些特點都已在實驗上觀測到。亞鐵磁共振的應用基本同鐵磁共振的一樣,其差別僅在應用上述亞鐵磁共振的特點(如g因子的反常增大或減小,法拉第旋轉反向等)時才表現出來。

            做磁共振檢查幾點注意

            磁共振檢查具有安全、無輻射、精確等優點,確保以下幾點才可以進行磁共振檢查:

            1、體內有磁鐵類物質者,如裝有心臟起搏器、人工瓣膜,重要器官旁有金屬異物殘留等,均不能做此檢查,但體內植入物經手術醫生確認為非磁性物體者可行磁共振檢查。

            2、要向技術人員說明以下情況:有無手術史;有無任何金屬或磁性物質植入體內包括金屬節育環等;有無假牙、電子耳、義眼等;有無藥物過敏;有無金屬異物濺入體內。

            3、不要穿著帶有金屬物質的內衣褲,檢查頭、頸部的病人應在檢查前一天洗頭,不要擦任何護發用品。

            4、檢查前需脫去除內衣外的全部衣服,換上磁共振室的檢查專用衣服。去除所配帶的金屬品如項鏈、耳環、手表和戒指等。除去臉上的化妝品和假牙、義眼、眼鏡等物品。

            5、檢查前要向醫生提供全部病史、檢查資料及所有的X線片、CT片、以前的磁共振片等。

            6、腹部(肝、脾、腎、胰腺、膽道、輸尿管等)檢查者檢查前禁食4小時,并于檢查前注射654-2一支。

            7、磁共振泌尿系造影(MRU)者檢查前口服速尿20mg。

            8、做磁共振檢查要有思想準備,不要急躁、害怕,要聽從醫師的指導,耐心配合。

            (責任編輯:吳任飛 )

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