了解核磁共振，让您不再谈“核”色变

了解核磁共振，让您不再谈“核”色变

刘义平

成都全景德康医学影像诊断中心610000

核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象。通常人们所说的核磁共振指的是利用核磁共振现象获取人体内部结构及组织信息的技术，即核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）。核磁共振的“核”字，特别容易让人联想到核素、辐射，因此会对受检者造成一定的情绪紧张和不安，后来逐渐取消了核字，称为磁共振。实际上，MRI与核辐射并不相关。本文将带您深入了解MRI，让您对这项检查有一个全面的认识，不再谈“核”色变。

一、MRI系统的成像原理

目前MRI主要采用的是水分子中的氢原子来成像。人体内最多的分子是水分子（H20），水约占人体重量的65%，氢原子是人体含量最多的原子。氢原子类似地球一样围绕着一个轴做自旋运动，称为自旋。人体在MRI设备强磁场的作用下，组织的氢原子核产生磁化，原子核自身旋转的同时，又以MRI主磁场方向为轴做旋转运动，磁矩方向与主磁场方向一致。这时施加一个与氢原子自旋频率相同的另一个射频脉冲，那么氢原子就会吸收射频脉冲的能量而产生共振，磁矩旋进的角度偏离主磁场的方向，处于较高的能量状态中。当这个射频脉冲消失后，氢原子的磁矩将迅速恢复到原来的状态。从外加的射频脉冲消失开始，到氢原子磁矩恢复到磁共振前的状态，这个变化的过程叫做驰豫过程。驰豫过程中氢原子吸收的能量将通过发射与射频脉冲频率相同的电磁波来释放。这个氢原子驰豫释放的电磁波就是MRI信号的来源。MRI系统采集到这个电磁波后，经过计算机重建，就生产了MRI图像。MRI信号强度与组织的驰豫时间、氢质子密度、血液或脑脊液流动，化学位移及磁化率等有关，是多种组织特征性参数的可变函数。它反映的病理、生理基础较CT更广泛。具有较高的软组织分辨率，对实质性脏器、肌肉软组织、神经、脊髓的解剖结构及病理改变的显示，较CT更为清晰。

二、MRI系统的构成

MRI设备主要由磁体系统、梯度磁场系统、射频系统、计算机及图像处理系统、氦压缩机及冷水系统等构成。

1、磁体系统：是MRI设备产生主磁场的关键设备，随着超导磁体技术的日益成熟，主磁场场强不断提高，目前医院的MRI设备场强通常为0.2~7.0T（特斯拉，tesla，为磁场强度单位，1特斯拉=10000高斯），绝大部分的MRI设备场强在3.0T及以下。场强越大，可获得的的图像信噪比和对比度就越高，分辨率越高，可以更清晰的显示微小解剖结构及病理组织。

2、梯度系统主要由三个相互正交的梯度磁场构成，作为图像重建的层面选择和空间定位，这三个方向的梯度场联合使用可获得任意切面的MRI图像。

3、射频系统：是发射MRI激励脉冲的线圈，也是接收MRI信号的探测器。用于发射射频磁场的线圈称为发射线圈。用于接收MRI信号的线圈，称为接收线圈。

4、计算机及图像处理系统：构成了MRI系统的控制网络，MRI的信号采集、计算、处理、重建、显示及储存都需要计算机来完成。包括主控计算机、控制台、图像显示器、影像后处理工作站等等。

5、氦压缩机及冷水系统：超导型磁体是由电流通过超导线产生磁场的，超导线置于液氦中，工作温度在绝对零度（-273℃）。为了保障主磁体的超导状态，需要持续不间断地冷却超导磁体，配备了氦压缩机制冷系统、冷头及冷水机。

三、MRI系统对人体的影响

1、主磁场的生物效应

1静态血磁效应：在静磁场环境中，血液中的红细胞沉降速度加快。但由于血液的流动可以完全阻止红细胞的沉降，因此在静磁场中，静态血磁效应可以忽略不计。

⑵动态血磁效应：心血管系统在静磁场中出现生物电位的现象，这可能是超高场MRI（大于2.0T）设备检查过程中受检者容易出现心率降低、心率不齐的原因。

⑶心电图改变：主要表现为T波的抬高及其他无特异性的波形改变，一般认为没有风险。但对于有心脏病的患者，需在检查过程中全程检测心电图的变化。

⑷中枢神经系统效应：研究表明，在大于4.0T的超高场MRI设备中，大多数志愿者会出现眩晕、头痛、恶心、口中异味等感受。表明在超高场环境中可导致某种显著的神经电生理变化。

2、射频场的生物效应

⑴射频量的特殊吸收率：MRI检查中，组织吸收的射频脉冲能量大部分转换为热能释放出来，可引起受检者皮肤温度升高。取决于照射时间、环境温度和受检者的体温调节能力。对于发热、糖尿病等体温调节机能不健全的患者，接受高特殊吸收率的MRI扫描前需要认真评价。人体散热不好的部位如眼、睾丸等对温度升高敏感，要避免对其长时间、高特殊吸收率的MRI扫描。

2周围神经刺激效应：变化的射频脉冲在导体中会感应出电流，当机体外周组织感应电流达到神经活动电流时，皮肤感觉神经或外周骨骼肌受到刺激，就有可能会发生不自足的收缩或抽搐。

3心血管效应：梯度磁场产生的感应电流可能会引患者在检查中心率不齐。

4磁致光幻视：梯度磁场作用下患者眼前出现闪光或色环的假象，梯度场停止后消失。

⑸梯度噪音：梯度线圈转换时会产生剧烈的机械振动，产生噪音。通常在MRI检查前会采取一定的防噪音措施，例如给患者佩戴防噪音耳塞。

四、MRI检查的安全性

1、投射效应：由于主磁场具有强大的磁性吸引，铁磁性物质如：外科手术器械、小刀、工具箱、轮椅、担架会受到主磁体的吸引，向主磁体投射。可能会损坏MRI设备，以及对患者、家属、医务人员造成损伤。因此要求进入MRI检查室前必须去除铁磁性物品。通过严格的管理，投射物伤害事故是可以避免的。

2、体内植入物：

⑴颅内安有强铁磁性的动脉瘤夹者，禁止行MRI检查。安有非铁磁性或弱磁性的颅内动脉瘤夹者可在1.5T或以下的MRI设备上检查。

⑵心脏起搏器植入是MRI检查的绝对禁忌症，不能进行MRI检查。

⑶人工耳蜗在MRI的强磁场下可能会发生翻转，需谨慎评估风险。

⑷患糖尿病安有胰岛素泵的患者，检查前应去除胰岛素泵，因为强磁场可能会破坏胰岛素泵的功能。

5眼内有铁磁性异物的患者，在MRI检查时，铁磁性异物可能会发生移位，不宜行MRI检查。

⑹骨科的植入物（如钢板、螺钉、人工关节等），大多数都是非铁磁性或弱磁性材料，且牢固固定在骨骼上，不会移动，可进行MRI检查，但金属植入物会对主磁场的均匀性造成干扰，形成金属伪影，干扰MRI图像，影响医生的诊断。

⑺牙科的种植牙已牢固固定在牙槽骨上，不会发生移位，可以进行磁共振检查，但金属植入物会影响MRI图像的质量。

⑻体内安有节育器的女性患者，可在3.0T以下MRI检查，但金属节育器会影响MRI图像的质量。

⑼乳腺假体植入对MRI检查没有影响，因为植入物通常不含铁磁性物质。

⑽冠脉支架植入、人工心脏瓣膜的患者在3.0T及以下MRI设备检查是安全的。

3、高热患者的MRI检查：由于MRI检查可引起受检者皮肤温度升高，所以高热患者不宜行MRI检查。

4、孕妇的MRI检查：MRI检查一直被认为是一种安全的检查方法，目前没有足够的证据证明MRI检查对胎儿存在不良的影响。但从理论上分析，MRI检查的磁场可从多种途径对发育中的胎儿产生生物效应，而3个月内的胎儿正好处于这种敏感阶段。所以非早孕期的孕妇，因病情确有进行MRI检查的必要，可在1.5T及以下的MRI设备上进行检查。

5、幽闭恐惧症：在MRI检查中由于患者处于磁体的狭小空间内，加上梯度场噪音的影响，有的患者会出现焦虑、恐慌的情绪。重者诱发幽闭恐惧症，表现为患者在MRI检查时出现严重的焦虑、呼吸急促、心跳加快、出汗、四肢无力、晕厥等表现。一旦离开MRI检查封闭的环境，症状可缓解。

总之，MRI检查具有较高的软组织分辨率，对实质性脏器、肌肉软组织、神经、脊髓解剖结构及病理组织的显示，较CT更清晰。且MRI检查没有电离辐射，对人体的影响及安全性在可控范围之内，被认为是一种安全的检查方法。