醫用磁共振設備

醫用磁共振設備是一種利用原子核自旋運動的特點，在外加磁場內，經射頻脈衝激發後產生信號，用探測器檢測並輸入計算機，經過處理轉換在螢幕上顯示圖像的醫學影像設備。

基本介紹

• 中文名：醫用磁共振設備
• 外文名：MRI
• 管理類別：Ⅲ類醫療器械
• 分類名稱：醫用磁共振成像設備(MRI)

磁共振設備發展歷史

1930年代，物理學家伊西多·拉比發現在磁場中的原子核會沿磁場方向呈正向或反向有序平行排列，而施加無線電波之後，原子核的自旋方向發生翻轉。這是人類關於原子核與磁場以及外加射頻場相互作用的最早認識。

1946年，美國哈佛大學的珀塞爾和史丹福大學的布洛赫發現，將具有奇數個核子的原子核置於磁場中，再施加以特定頻率的射頻場，就會發生原子核吸收射頻場能量的現象，這就是人們最初對核磁共振現象的認識。

20世紀70年代，科學家羅伯.洛赫爾和他的同事在荷蘭的中心實驗室開始最初的磁共振研究，並得到著名的核磁共振圖像“諾丁漢橘子”；80年代該實驗室得到了第一幅人類頭部核磁共振圖像以及世界第一張二維傅立葉變換後的圖像。從而使脈衝傅立葉變換核磁共振的套用更加廣泛，尤其在對很多疾病的診斷上具有潛在的優越性。

21世紀以來，隨著科技水平的提高，全球開發核磁共振的各種關鍵部件，研製各種磁共振成像系統（MRI）等高性能診療設備。使醫用磁共振設備得以迅猛的發展。

磁共振設備的工作原理

用特定頻率的射頻脈衝激發氫質子，吸收一定量的能量而發生共振，即發生了磁共振現象。停止發射射頻脈衝，則被激發的氫原子核把所吸收的能量逐步釋放出來，其相位和能級都恢復到激發前的狀態。這一恢復過程稱為弛豫過程，而恢復到原來平衡狀態所需的時間則稱之為弛豫時間。

有兩種弛豫時間，一種是自旋-晶格弛豫時間，反映自旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時間，也是90°射頻脈衝質子由縱向磁化轉到橫向磁化之後再恢復到縱向磁化激發前狀態所需時間，稱T1。另一種是自旋-自旋弛豫時間，反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時間，稱T2。人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此。這種組織間弛豫時間上的差別，是MRI的成像基礎。

磁共振成像主要包含三個方面：1）激發產生磁共振現象並測量磁共振信號的射頻（RF）脈衝序列；2）確定信號位置的空間編碼；3）將所測量的磁共振信號及其位置信息重建成磁共振影像。

磁共振設備檢查的適應證

1. 診斷腦部早期的缺血性病變，顱內出血及頭部骨折，以及其他病變如腫瘤、炎症、血管性病變、感染等。

2. 檢查顱內移行區病變，不產生偽影，避免了CT檢查顱底病變因骨骼的影響。

3. 頸部病變可清晰顯示咽、喉、甲狀腺、淋巴結、血管及肌肉等。

4. 胸部由於縱隔內血管的“流空效應”及脂肪的高信號，對肺門淋巴結及占位病變具有特別診斷價值。

5. 施加門控技術可以對心肌、心包病變及先天性病變作出準確診斷，對心臟功能進行定量分析。

6. 檢查肝臟病變，通過T1加權、T2加權鑑別肝囊腫、海綿狀血管瘤、肝癌。

7. 檢查腎及輸尿管，由於腎周圍的脂肪使磁共振圖像形成良好對比，腎實質與尿液形成良好對比，對輸尿管狹窄梗阻顯示效果良好。

8. 檢查盆腔病變，是盆腔內血管與淋巴、腫瘤、炎症、轉移瘤等病變的最佳的影像學檢查方法。

9. 檢查四肢關節，關節軟組織、骨髓炎、軟組織內腫瘤及血管畸形有良好顯示效果。

磁共振成像設備的組成

磁共振成像設備有產生磁場的磁體和磁體電源、梯度場線圈和梯度場電源、射頻發射/接收機、系統控制和數據處理計算機、成像操作和影像分析工作檯、活動檢查床等部分組成。

醫院常用設備比較

醫院常用檢查設備有磁共振成像設備、CT機、CR和DR的X射線檢查以及超聲檢查儀器等，其主要區別見表1。

表1 醫院常用設備比較

常用設備	技術原理	儀器使用特點
MRI	核磁共振	可以獲得橫斷面、矢狀面和冠狀面的影像，空間分辯率好。
CT	X射線	可以獲得橫斷面影像，密度解析度高。
CR和DR	X射線	CR 是IP板，DR是通過PACS來完成，圖像獲取比CT機高級，但診斷範圍差別不明顯。
DSA	X射線	介入手術時候使用，血管造影、手術剪影、圖像顯示血管走向，方便介入手術的進行。
B型超聲檢查	超音波	廣泛套用於心內科、消化內科、泌尿科和婦產科疾病的診斷。

醫用磁共振設備分類

產生磁場的磁體是MR成像系統的核心。根據磁體性質的不同，醫用磁共振成像設備分為永磁型磁共振成像系統、常導型磁共振成像系統、超導型磁共振成像系統三類。

下面從製造工藝、磁場特性、能源和其他消耗以及價格方面進行比較，介紹3種類型的磁體的優點和缺點,見表2。

表2 三種磁體比較

磁體類型	優點	缺點
常導磁體	易製造、價格低、磁場可關閉	磁場均勻度有限、場強有限、功率消耗大、需高穩定度電源、磁場進出口受限制
超導磁體	場強可達4T、磁場均勻度高、瞬時穩定性好	價格高、需要低溫環境、邊緣場範圍大、有失超可能、進出口受限制
永久磁體	不要磁場電源、不消耗電功率、邊緣場有限、橫向磁場、價格低、進出口方便	磁場均勻度有限、場強有限、對環境溫度敏感、重量大

磁共振設備的優缺點

優點：具有非射線成像、無創、無害；可以創建軸面圖像、矢狀面圖像、冠狀面圖像或者中間任何角度的圖像，而無需患者移動分毫；在心血管和腦脊髓成像時無需注入對比劑，安全、無痛苦，同時可作功能分析等優點。

缺點：價格昂貴、費時，尚難滿足廣泛套用；空間解析度不及CT；不適於某些急危病人；裝有心臟起搏器的病人不能套用，以免引起起搏器失靈，造成生命危險。

使用的注意事項

1. 病人必須去除一切金屬物品，最好更衣。

2. 掃拍過程中病人身體不要直接觸碰磁體內壁及各種導線，防止病人灼傷。

3. 紋身、化妝品、染髮等應事先去掉，因其可能會引起灼傷。

4. 病人應帶耳塞，以防聽力損傷。

5. 身體內裝有心臟起搏器及神經刺激器者嚴禁掃描。

6. 如體內的金屬異物(假牙、避孕環、金屬植入物、術後金屬夾等)位於掃描範圍內時，應慎重掃拍，以防止金屬物運動或產熱造成病人損傷，金屬物亦可產生偽影而妨礙診斷。

7. 體記憶體有動脈瘤夾，眼球內有金屬異物者應禁止掃描。

8. 孕婦和嬰兒應徵得醫生同意再行掃描。

擴展閱讀

[1] 武傑,袁航英,嚴峻等.醫用核磁共振成像設備的風險因素分析與管理[J].中國醫學物理學雜誌,2014,31(03):4918-4919+4928.

[2] 邵東寧.低磁場醫用診斷磁共振設備運行中應注意問題[J].中華放射醫學與防護雜誌,2003(06):63.