大家好，今天來為大家分享ct和核磁共振儀器設(shè)備的一些知識(shí)點(diǎn)，和CT與核磁共振有何分別的問題解析，大家要是都明白，那么可以忽略，如果不太清楚的話可以看看本篇文章，相信很大概率可以解決您的問題，接下來我們就一起來看看吧！

本文目錄

1. 什么是核磁共振CT
2. CT與核磁共振有何分別
3. CT跟核磁共振有什么區(qū)別

一、什么是核磁共振CT

核磁共振CT，又稱為“核磁共振成像”即MRI(magnetic reso-nance imaging)，常被人們簡(jiǎn)稱為“磁共振”。MRI和XCT相比，不是利用電離輻射成像，用于醫(yī)學(xué)診斷的時(shí)候，比XCT更好：不殺傷人體細(xì)胞；不僅可以得到密度圖，還可以得到密度、T1、T2三幅圖；更能分辨軟組織；能穿透骨骼；分辨率優(yōu)于0．3毫米。當(dāng)然，MRI也有局限：體內(nèi)有金屬或起搏器的病人不適于這種檢查，患幽閉癥的人也難以經(jīng)受這項(xiàng)檢查。

二、CT與核磁共振有何分別

我先說幾句,CT成像是在X射線的基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),使平面重疊的X像可以清晰一個(gè)平面一個(gè)平面的掃描.磁共振是原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)中共振所得到的信號(hào),然后經(jīng)過圖象重建得到的,它可以在人體的各個(gè)平面成像.說白了,它的成像和掃描部位質(zhì)子的多少有關(guān).他們的區(qū)別主要是原理,設(shè)備,其成像特點(diǎn),檢查技術(shù),圖象的分析與診斷,及他們?cè)谂R床的應(yīng)用.

CT的基本原理一、CT成像過程

X線成像是利用人體對(duì)X線的選擇性吸收原理，當(dāng)X線透過人體后在熒光屏上或膠片上形成組織和器官的圖像，CT的成像也與之相仿。

CT掃描的過程是由高度準(zhǔn)直的X線束環(huán)繞人體某一檢查部位作360度的橫斷面掃描的過程。檢查床平移時(shí)，X線從不同方向照射病人，穿過人體的X線束因有部分光子被人體吸收而發(fā)生衰減，未被吸收的光子穿透人體再經(jīng)后準(zhǔn)直由探測(cè)器接收。探測(cè)器接受了穿過人體以后的強(qiáng)弱不同的X線，轉(zhuǎn)換為自信號(hào)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(data acquisition system，DAS)進(jìn)行采集。大量接收到模擬信號(hào)信息通過模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理運(yùn)算。經(jīng)過初步處理的成為采集的原始數(shù)據(jù)(raw data)，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過卷曲、濾過處理，其后稱為濾過后的原始數(shù)據(jù)(6lteredrawdata)。由數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器通過不同的灰階在顯示屏上顯像從而獲得該部位橫斷面的解剖結(jié)構(gòu)圖象，即CT橫斷面圖象。

因此，CT檢查得到的是反應(yīng)人體組織結(jié)構(gòu)分布的數(shù)字影象，從根本上克服了常規(guī)X線檢查圖像前后重疊的缺陷，使醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)檢查有了質(zhì)的飛躍。

二、CT成像的基本原理

通常，探測(cè)器所接受到的射線信號(hào)的強(qiáng)弱，取決于該部位的人體截面內(nèi)組織的密度。密度高的組織，例如骨骼吸收X線較多，探測(cè)器接收到的信號(hào)較弱；密度較低的組織，例如脂肪、空腔臟器等吸收X線較少，探測(cè)器獲得的信號(hào)較強(qiáng)。這種不同組織對(duì)X線吸收值不同的性質(zhì)可用組織的吸收系數(shù)μ來表示，所以探測(cè)器所接收到的信號(hào)強(qiáng)弱所反映的是人體組織不同的μ值。而CT正是利用X線穿透人體后的衰減特性作為其診斷疾病的依據(jù)。

X線穿透人體后的衰減遵守指數(shù)衰減規(guī)律I=I0e-μd。

式中：I為通過人體吸收后衰減的X線強(qiáng)度；I0為入射X線強(qiáng)度；μ為接收X線照射組織的線性吸收系數(shù)；d為受檢部位人體組織的厚度。

通過電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算列出人體組織受檢層面的吸收系數(shù)，并將之分布在合成圖象的柵狀陣列即矩陣的方格（陣元）內(nèi)。矩陣上每個(gè)陣元相當(dāng)于重建圖象上的一個(gè)圖象點(diǎn)，稱為像素（pixel）。CT的成像過程就是求出每個(gè)像素的衰減系數(shù)的過程。如果像素越小、探測(cè)器數(shù)目越多，計(jì)算機(jī)所測(cè)出的衰減系數(shù)就越多、越精確，重建出的圖象也就越清晰。目前，CT機(jī)的矩陣多為256×256，512×512，其乘積即為每個(gè)矩陣所包含的像素?cái)?shù)

核磁共振成像

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人腦縱切面的核磁共振成像核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，簡(jiǎn)稱NMRI），又稱自旋成像（spin imaging），也稱磁共振成像、磁振造影（Magnetic Resonance Imaging，簡(jiǎn)稱MRI），是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance，簡(jiǎn)稱NMR）原理，依據(jù)所釋放的能量在物質(zhì)內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)環(huán)境中不同的衰減，通過外加梯度磁場(chǎng)檢測(cè)所發(fā)射出的電磁波，即可得知構(gòu)成這一物體原子核的位置和種類，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像。

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。快速變化的梯度磁場(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。

目錄 [隱藏]

1物理原理

1.1原理概述

1.2數(shù)學(xué)運(yùn)算

2系統(tǒng)組成

2.1 NMR實(shí)驗(yàn)裝置

2.2 MRI系統(tǒng)的組成

2.2.1磁鐵系統(tǒng)

2.2.2射頻系統(tǒng)

2.2.3計(jì)算機(jī)圖像重建系統(tǒng)

2.3 MRI的基本方法

3技術(shù)應(yīng)用

3.1 MRI在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

3.1.1原理概述

3.1.2磁共振成像的優(yōu)點(diǎn)

3.1.3 MRI的缺點(diǎn)及可能存在的危害

3.2 MRI在化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

3.3磁共振成像的其他進(jìn)展

4諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)叩呢暙I(xiàn)

5未來展望

6相關(guān)條目

6.1磁化準(zhǔn)備

6.2取像方法

6.3醫(yī)學(xué)生理性應(yīng)用

7參考文獻(xiàn)

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物理原理

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。[編輯]

原理概述

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)。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)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怪舱瘢缓蠓治鏊尫诺碾姶挪ǎ涂梢缘弥獦?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。

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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雍耍绻姶泡椛涔庾幽芰縣ν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。可見，通過測(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。

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系統(tǒng)組成

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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。

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MRI系統(tǒng)的組成

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磁鐵系統(tǒng)

靜磁場(chǎng)：當(dāng)前臨床所用超導(dǎo)磁鐵，磁場(chǎng)強(qiáng)度有0.5到4.0T，常見的為1.5T和3.0T，另有勻磁線圈（shim coil）協(xié)助達(dá)到高均勻度。

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)。

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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)。

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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)學(xué)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。

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MRI的基本方法

選片梯度場(chǎng)Gz

相編碼和頻率編碼

圖像重建

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技術(shù)應(yīng)用

3D MRI[編輯]

MRI在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

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原理概述

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衔铮詺浜说暮舜殴舱耢`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。

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磁共振成像的優(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)人體沒有游離輻射損傷；

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。能獲得腦和脊髓的立體圖像，不像CT（只能獲取與人體長(zhǎng)軸垂直的剖面圖）那樣一層一層地掃描而有可能漏掉病變部位；

能診斷心臟病變，CT因掃描速度慢而難以勝任；

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)、肌肉等部位的檢查優(yōu)于CT；

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[編輯]

MRI的缺點(diǎn)及可能存在的危害

雖然MRI對(duì)患者沒有致命性的損傷，但還是給患者帶來了一些不適感。在MRI診斷前應(yīng)當(dāng)采取必要的措施，把這種負(fù)面影響降到最低限度。其缺點(diǎn)主要有：

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；

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CT優(yōu)越，但費(fèi)用要高昂得多；

對(duì)胃腸道的病變不如內(nèi)窺鏡檢查；

掃描時(shí)間長(zhǎng)，空間分辨力不夠理想；

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。

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)（RF）的致熱效應(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，臨床掃瞄儀對(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%。

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MRI在化學(xué)領(lǐng)域的應(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。

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磁共振成像的其他進(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。

磁共振顯微術(shù)（MR microscopy, MRM/μMRI）是MRI技術(shù)中稍微晚一些發(fā)展起來的技術(shù)，MRM最高空間分辨率是4μm，已經(jīng)可以接近一般光學(xué)顯微鏡像的水平。MRM已經(jīng)非常普遍地用作疾病和藥物的動(dòng)物模型研究。

活體磁共振能譜（in vivo MR spectroscopy, MRS）能夠測(cè)定動(dòng)物或人體某一指定部位的NMR譜，從而直接辨認(rèn)和分析其中的化學(xué)成分。

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諾貝爾獲獎(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(guó)化學(xué)家保羅·勞特布爾（Paul C. Lauterbur）和英國(guó)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。

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)。”指責(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。

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未來展望

人腦是如何思維的，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。

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相關(guān)條目

核磁共振

射頻

射頻線圈

梯度磁場(chǎng)

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磁化準(zhǔn)備

反轉(zhuǎn)回復(fù)（inversion recovery）

飽和回覆（saturation recovery）

驅(qū)動(dòng)平衡（driven equilibrium）

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取像方法

自旋回波（spin echo）

梯度回波（gradient echo）

平行成像（parallel imaging）

面回波成像（echo-planar imaging, EPI）

定常態(tài)自由進(jìn)動(dòng)成像（steady-state free precession imaging, SSFP）

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醫(yī)學(xué)生理性應(yīng)用

磁振血管攝影（MR angiography）

磁振膽胰攝影（MR cholangiopancreatogram, MRCP）

擴(kuò)散權(quán)重影像（diffusion-weighted image）

擴(kuò)散張量影像（diffusion tensor image）

灌流權(quán)重影像（perfusion-weighted image）

功能性磁共振成像（functional MRI, fMRI）

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參考文獻(xiàn)

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三、CT跟核磁共振有什么區(qū)別

CT與核磁共振（MRI）是兩種截然不同的檢查方法。MRI是Magnetic Resnane Iamge的簡(jiǎn)稱，中文為磁共振成像。MRI是把人體放置在一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng)中，通過射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫質(zhì)子，發(fā)生核磁共振，然后接受質(zhì)子發(fā)出的核磁共振信號(hào)，經(jīng)過梯度場(chǎng)三個(gè)方向的定位，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，構(gòu)成各方位的圖像。

CT由于X線球管和探測(cè)器是環(huán)繞人體某一部位旋轉(zhuǎn)，所以只能做人體橫斷面的掃描成像，而MRI可做橫斷、矢狀、冠狀和任意切面的成像。

核磁共振(MRl)與CT都屬于技術(shù)含量非常高的影像學(xué)檢查手段，兩者相比，核磁共振主要具有以下優(yōu)點(diǎn)。

核磁共振能敏感地檢查出組織成分中水含量的變化，能顯示功能和新陳代謝過程等生理生化信息的變化，它使機(jī)體組織從單純的解剖顯像發(fā)展為解剖學(xué)與組織生化和物理學(xué)特性變化相結(jié)合的“化學(xué)性圖像”，為一些早期病變提供了診斷依據(jù)，常常比CT能更有效和更早地發(fā)現(xiàn)病變。它能非常清晰地顯示腦和脊髓的灰質(zhì)和白質(zhì)，故在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷方面優(yōu)于CT，對(duì)顱腦、脊柱和脊髓疾病的顯示優(yōu)于CT，這是CT所無法比擬的；

核磁共振可根據(jù)需要直接顯示人體任意角度的切面像，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；而CT只能顯示與身體長(zhǎng)軸相垂直的橫斷層像；

核磁共振有高于CT數(shù)倍的軟組織分辨能力，圖像中對(duì)于軟組織的對(duì)比度可以提高1—3個(gè)等級(jí)度，大功率的核磁共振機(jī)器拍攝的照片非常清晰，甚至可以看到組織內(nèi)的細(xì)小血管；

核磁共振在儀器結(jié)構(gòu)上不需要像CT那樣有較大的機(jī)械口轉(zhuǎn)動(dòng)部件和一系列高精度的探測(cè)器，只要通過電子方法調(diào)節(jié)磁場(chǎng)梯度即可實(shí)現(xiàn)掃描；

核磁共振不會(huì)像CT那樣產(chǎn)生對(duì)人體有損傷的電離輻射，對(duì)機(jī)體沒有不良影響，甚至孕婦接受核磁共振檢查時(shí)對(duì)胎兒也無任何不良影響；

核磁共振有3個(gè)特性參數(shù)，而CT只有X射線束穿過生物組織的衰減一個(gè)物理參數(shù)，故核磁共振漏診率比CT低；

核磁共振不用造影劑就可得到很好的軟組織對(duì)比度，能顯示血管的結(jié)構(gòu)，故對(duì)血管、腫塊、淋巴結(jié)和血管結(jié)構(gòu)之間的相互鑒別有其獨(dú)到之處，而且還避免了造影劑可能引起的過敏反應(yīng)；

核磁共振不會(huì)產(chǎn)生CT檢測(cè)中的骨性偽影，能使脊柱中的脊髓及神經(jīng)根顯像清晰，還有可能檢查出由于缺血引起的組織損傷等等。

核磁共振幾乎適用于全身各系統(tǒng)的不同疾病，如腫瘤、炎癥、創(chuàng)傷、退行性病變以及各種先天性疾病的檢查，在脊柱外科更有其廣泛的適應(yīng)證，應(yīng)用范圍大大超過CT檢查，診斷價(jià)值明顯優(yōu)于CT。

核磁共振也存在不足之處，與CT相比主要其不足之處包括：成像時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)前，全身成像15個(gè)斷層面需要13分鐘；空間分辨率低，僅為2毫米，活動(dòng)使分辨率更低，故診斷心臟等活動(dòng)性器官效果較差；顯示骨組織的能力比CT要差，在觀察頸椎骨刺、韌帶鈣化及椎管狹窄等骨組織的退變情況時(shí)，不如CT清楚，但在顯示這些骨組織退變后的改變對(duì)脊髓神經(jīng)根的壓迫方面優(yōu)于CT；由于鐵金屬的磁場(chǎng)反應(yīng)，使帶有心臟起搏器的患者或體內(nèi)有某些金屬的部位不能作核磁共振的檢查，如脊柱及其他部位內(nèi)固定術(shù)后、人工關(guān)節(jié)術(shù)后、外科．手術(shù)使用縫合器以后、帶有金屬避孕環(huán)的婦女以及安裝有假牙等，以及其他體內(nèi)存有金屬異物等情況者。不過，由于鈦金屬?zèng)]有磁場(chǎng)反應(yīng)，目前在骨科內(nèi)固定手術(shù)中正在逐步推廣的鈦金屬內(nèi)固定物可以接受核磁共振檢查；安裝核磁共振須有特殊房間，必須防磁、防電干擾，對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度和冷卻系統(tǒng)也有特殊要求，要求溫度在20—25℃，上下相差不能超過1℃等；價(jià)格昂貴，現(xiàn)在一臺(tái)應(yīng)用抗磁系統(tǒng)的核磁共振機(jī)，價(jià)值近100萬美元，而一臺(tái)超導(dǎo)磁系統(tǒng)的核磁共振機(jī)高達(dá)200萬美元左右；檢查費(fèi)用昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CT檢查的費(fèi)用，一個(gè)部位的核磁共振檢查費(fèi)在800—1300元，而CT僅180—600元；運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用高，一年約耗電40萬度，僅電費(fèi)一項(xiàng)即需幾萬元人民幣，還需要液氦、液氮、重水和其他材料等。

綜上所述，盡管核磁共振檢查有不少優(yōu)點(diǎn)，但也存在著程度不同的局限性。因此，不應(yīng)對(duì)核磁共振檢查過分地依賴和迷信，應(yīng)根據(jù)核磁共振的檢查特點(diǎn)、臨床要求及病人的不同情況合理選用，對(duì)每一幅核磁共振的圖像，都應(yīng)仔細(xì)地聯(lián)系解剖病理和臨床，作客觀全面的分析。

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