磁共振成像---方兴未艾的影像诊断术.doc

磁共振成像 方兴未艾的影像诊断术 关键词：核磁共振成像 磁矩 共振吸收 病变诊断 摘 要：磁共振成像术，是利用人体组织中某种原子核的核磁共振现象所得射频信号，经电子计算机处理，重建出人体某一层面的图像，并据此作出诊断．这一技术于20世纪80年代初用于临床，它是一种非常有前途的非创伤性影像诊断手段． Magnetic Resonance Imaging Developing diagnosis technique Keywords：nuclear magnetic resonance imaging， magnetic moment， resonance absorption， pathological changes diagnosis Abstract：The signal from the nuclear magnetic resonance of atoms in human body can be handled and re-establish come out some coat facial images with computer，This is the magnetic resonance imaging to diseases are made and have no any harm to body．The technology began to be used in clinic in the 80s of the 20 th century and is thought to have a splendid future． 核磁共振成像（Nuclear magnetic resonance imaging，NMRI）术，从理论提出到临床应用经历了漫长的历史．早在1915年质子—电子核模型时期，艾伦（Allen）就曾预言：若核内带电成分处于某种转动状态，它们将具有磁矩．1924年，在德国汉堡大学任教的泡利（Pauli）为了解释原子光谱的某些结构，提出原子核具有角动量（即自旋）的假说．1933年，斯特恩（Stern）、依斯特曼（Estermann）、弗里施（O．Frisch）首先用分子束方法由实验测得氢核（质子）的磁矩（μ）．1946年布洛赫（Bloch）和珀塞尔（Purcell）分别发现，在静磁场中某些原子核可吸收一定频率的射频电磁波能量，并产生共振，这一现象称为核磁共振（Nuclear magnetic resonance，简称NMR）．为此两人获得了1952年诺贝尔物理学奖．此后，核磁共振波谱学一直广泛应用于物理、化学、生物学、地质学，成为研究物质结构、化学分析的有力工具．1967年，杰克逊（Jackson）首次在活体中得到核磁共振信号．1971年，美国纽约州立大学达马地安（Damadian）观察到肿瘤组织弛豫时间延长．提出NMR可能成为诊断肿瘤的工具．60年代末电子计算机断层成像技术（CT）发明后，立即有人研究NMR成像．1972年，达马地安的同事劳特伯（Lauterber）用梯度磁场法得到一个水模型的质子NMR二维图像，这成为世界上第一个NMR图像．1976年，英国诺丁汉大学的欣肖（Hinshaw）首先实现了人体手部成像，并于1980年推出世界上首台NMR成像商品机．此后，相继得到植物、动物和人体的图像，技术日趋成熟；1983年美国放射协会建议，为了与放射性核素检查相区别，使用“磁共振成像（Magnetic resonance imaging，简称MRI）”命名这项技术．1983年8月，我国广州医学院医学教授谢楠柱，利用赴美国参加AAPM第25届年会之机，参观了宾州大学医院的MRI装置，成为最早介绍这一技术的学者之一；［1］1985年，由我国第一军医大学南方医院从美国引进了第一台磁共振成像机；1989年国内开始生产MRI机并投入临床应用，图像质量及扫描速度都达到了较好的水平． 1 核磁共振的基本原理 我们知道原子核是由质子、中子组成的，它们也像原子中兰姆（Lamb）发现的电子一样处于分裂的能级上；实验指出，电子、质子和中子除了轨道运动外还量子化地自旋运动，可用自旋量子数I来描写．每个粒子都具有大小一定的自旋角动量LI，LI=，其中为自旋角动量磁量子数，是角动量单位．电子、质子和中子的自旋量子数都为I=1／2．原子核中质子或中子的自旋磁矩互相叠加，表现为原子核的自旋总磁矩，也称净自旋，其大小为：M=g，其中g为朗德（Landé）因子．自然界中大约有105种同位素的核，其自旋为整数或半整数，具有不为零的角动量和磁矩，从而可观察到MR信号．人体组织中这类原子核有1H、13C、23Na、31P等，其中