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2024年6月29日发(作者：)

核磁共振成像技术原理及国内外发展

核磁共振成像

(Nuclear Magnetic Resonance Imaging

?、

简称

NMRI ?),

又称自旋成

像

(

spin imaging ?)

，

也称磁共振成像

(

Magnetic Resonance Imaging ?

，简称

MRI ?)

，

是利用核磁共振

(nuclear magnetic resonnance ?

，

简称

NMR?)

原理，依据所释放的能

量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通 过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，

即可得知构成这一物体原子核的位置和种 类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。

将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快 速

变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊 断、科

学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的 迅速发展。

核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发 展

起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进 动的

氢核(即

H+)

发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像的。原子核在进 动中，吸收

与原子核进动频率相同的射频脉冲， 即外加交变磁场的频率等

于拉莫频率

，

原子核就发生共振吸收

，

去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把所吸收 的

能量中的一部分以电磁波的形式发射出来， 称为共振发射。共振吸收和共振

发射的过程叫做“核磁共振”。核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体 的

约

70%

是由水组成的，

MRI

即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中，用适当 的电

磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体 的原子

核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。通过一个磁共 振成像扫

描人类大脑获得的一个连续切片的动画，

到基部。

由头顶开始，一直

核磁共振成像是随着电脑技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展 起

来的一种生物磁学核自旋成像技术。医生考虑到患者对“核”的恐惧心理，故常

将这门技术称为磁共振成像。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核

（即

H+

）发生章动产生射频信号，经电脑处理而成像的。

原子核在进动中，吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲，即外加交变磁场的 频

率等于拉莫频率

，

原子核就发生共振吸收，去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把 所吸

收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来，称为共振发射。共振吸 收和共 振发

射的过程叫做“核磁共振”。

采用调节频率的方法来达到核磁共振。由线圈向样品发射电磁波，调制振荡器 的

作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。当频率正好与核磁共 振频

率吻合时，射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰，这可以在示波器上显示出 来，同

时由频率计即刻读出这时的共振频率值。核磁共振谱仪是专门用于观测核磁 共振的仪

器，主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。磁铁的功用是产 生一个恒定 的磁场；

探头置于磁极之间，用于探测核磁共振信号；谱仪是将共振信号放大处理 并显示和记

录下来。

磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、 准

确的临床诊断方法。如今全球每年至少有

6000

万病例利用核磁共振成像 技术进 行检

查。具体说来有以下几点：

1

・

对软组织有极好的分辨力。对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、尖节、 肌

肉等部位的检查优于

CT

；

2.

各种参数都可以用来成像，多个成像参数能提供丰富的诊断信息，这 使

得医疗诊断和对人体内代谢和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的

T1

值变大，

而肝癌的

T1

值更大，作

T1

加权图像，可区别肝部良性肿瘤与恶性肿 瘤；

3

•通过调节磁场可自由选择所需剖面。能得到其它成像技术所不能接近或

难以接近部位的图像。对于椎间盘和脊髓，可作矢状面、冠状面、横断面成像，可 以

看到神经根、脊髓和神经节等。不像

CT

只能获取与人体长轴垂直的横断面；

4.

对人体没有对人体没有电离辐射损伤；

5.

原则上所有自旋不为零的核元素都可以用以成像，例如氢（

H）

、碳

（C）

、氮

（

N

和

N

）、磷

（

P）

等。

快速扫描技术的研究与应用，将使经典

MRI

成像方法扫描病人的时间由几

本文标签： 成像技术射频人体发射

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