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文檔簡介

談?wù)労舜殴舱窈舜殴舱裢耆煌趥鹘y(tǒng)的X線和CT,它是一種生物磁自旋成像技術(shù),利用人體中的遍布全身的氫原子在外加的強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)受到射頻脈沖的激發(fā),產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象,經(jīng)過空間編碼技術(shù),用探測(cè)器檢測(cè)并接受以電磁形式放出的核磁共振信號(hào),輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換,最后將人體各組織的形態(tài)形成圖像,以作診斷。核磁共振(NuclearMagneticResonance即NMR)核磁共振成像(NuclearMagneticResonanceImaging,NMRI),又稱磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI),核磁共振全名是核磁共振成像(MRI),是磁矩不為零的原子核,在外磁場(chǎng)作用下自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂,共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振波譜學(xué)是光譜學(xué)的一個(gè)分支,其共振頻率在射頻波段,相應(yīng)的躍遷是核自旋在核塞曼能級(jí)上的躍遷。核磁共振是處于靜磁場(chǎng)中的原子核在另一交變磁場(chǎng)作用下發(fā)生的物理現(xiàn)象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現(xiàn)象獲取分子結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。并不是是所有原子核都能產(chǎn)生這種現(xiàn)象,原子核能產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象是因?yàn)榫哂泻俗孕?。原子核自旋產(chǎn)生磁矩,當(dāng)核磁矩處于靜止外磁場(chǎng)中時(shí)產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)核和能級(jí)分裂。在交變磁場(chǎng)作用下,自旋核會(huì)吸收特定頻率的電磁波,從較低的能級(jí)躍遷到較高能級(jí)。這種過程就是核磁共振。核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術(shù)。是后繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步。自80年代應(yīng)用以來,它以極快的速度得到發(fā)展。其基本原理:是將人體置于特殊的磁場(chǎng)中,用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號(hào),并將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。核磁共振是一種物理現(xiàn)象,作為一種分析手段廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)生物等領(lǐng)域,到1973年才將它用于醫(yī)學(xué)臨床檢測(cè)。為了避免與核醫(yī)學(xué)中放射成像混淆,把它稱為核磁共振成像術(shù)(MRI)。MRI是一種生物磁自旋成像技術(shù),它是利用原子核自旋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在外加磁場(chǎng)內(nèi),經(jīng)射頻脈沖激后產(chǎn)生信號(hào),用探測(cè)器檢測(cè)并輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換在屏幕上顯示圖像。MRI提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的其他許多成像術(shù),而且不同于已有的成像術(shù),因此,它對(duì)疾病的診斷具有很大的潛在優(yōu)越性。它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,不會(huì)產(chǎn)生CT檢測(cè)中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對(duì)機(jī)體沒有不良影響。MRI對(duì)檢測(cè)腦內(nèi)血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內(nèi)腫瘤、脊髓空洞癥和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時(shí)對(duì)腰椎椎間盤后突、原發(fā)性肝癌等疾病的診斷也很有效。MRI也存在不足之處。它的空間分辨率不及CT,帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MRI的檢查,另外價(jià)格比較昂貴。核磁共振技術(shù)的歷史1930年代,物理學(xué)家伊西多?拉比發(fā)現(xiàn)在磁場(chǎng)中的原子核會(huì)沿磁場(chǎng)方向呈正向或反向有序平行排列,而施加無線電波之后,原子核的自旋方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這是人類關(guān)于原子核與磁場(chǎng)以及外加射頻場(chǎng)相互作用的最早認(rèn)識(shí)。由于這項(xiàng)研究,拉比于1944年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1946年兩位美國科學(xué)家布洛赫和珀塞爾發(fā)現(xiàn),將具有奇數(shù)個(gè)核子(包括質(zhì)子和中子)的原子核置于磁場(chǎng)中,再施加以特定頻率的射頻場(chǎng),就會(huì)發(fā)生原子核吸收射頻場(chǎng)能量的現(xiàn)象,這就是人們最初對(duì)核磁共振現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。為此他們兩人獲得了1952年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。人們?cè)诎l(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象之后很快就產(chǎn)生了實(shí)際用途,化學(xué)家利用分子結(jié)構(gòu)對(duì)氫原子周圍磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響,發(fā)展出了核磁共振譜,用于解析分子結(jié)構(gòu),隨著時(shí)間的推移,核磁共振譜技術(shù)不斷發(fā)展,從最初的一維氫譜發(fā)展到13C譜、二維核磁共振譜等高級(jí)譜圖,核磁共振技術(shù)解析分子結(jié)構(gòu)的能力也越來越強(qiáng),進(jìn)入1990年代以后,人們甚至發(fā)展出了依靠核磁共振信息確定蛋白質(zhì)分子三級(jí)結(jié)構(gòu)的技術(shù),使得溶液相蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的精確測(cè)定成為可能。1946年,美國哈佛大學(xué)的珀塞爾和斯坦福大學(xué)的布洛赫宣布,他們發(fā)現(xiàn)了核磁共振NMR。兩人因此獲得了1952年諾貝爾獎(jiǎng)。核磁共振是原子核的磁矩在恒定磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)(處在無線電波波段)同時(shí)作用下,當(dāng)滿足一定條件時(shí),會(huì)產(chǎn)生共振吸收現(xiàn)象。核磁共振很快成為一種探索、研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的高新技術(shù)。目前,核磁共振已在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。原子核由質(zhì)子和中子組成,它們均存在固有磁矩??赏ㄋ椎睦斫鉃樗鼈?cè)诖艌?chǎng)中的行為就像一根根小磁針。原子核在外加磁場(chǎng)作用下,核磁矩與磁場(chǎng)相互作用導(dǎo)致能級(jí)分裂,能級(jí)差與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。如果再同時(shí)加一個(gè)與能級(jí)間隔相應(yīng)的交變電磁場(chǎng),就可以引起原子核的能級(jí)躍遷,產(chǎn)生核磁共振??梢?,它的基本原理與原子的共振吸收現(xiàn)象類似。早期核磁共振主要用于對(duì)核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究,如測(cè)量核磁矩、電四極距、及核自旋等,后來廣泛應(yīng)用于分子組成和結(jié)構(gòu)分析,生物組織與活體組織分析,病理分析、醫(yī)療診斷、產(chǎn)品無損監(jiān)測(cè)等方面。對(duì)于孤立的氫原子核(也就是質(zhì)子),當(dāng)磁場(chǎng)為1.4T時(shí),共振頻率為59.6MHz,相應(yīng)的電磁波為波長5米的無線電波。但在化合物分子中,這個(gè)共振頻率還與氫核所處的化學(xué)環(huán)境有關(guān),處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫核有不同的共振頻率,稱為化學(xué)位移。這是由核外電子云對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽作用、誘導(dǎo)效應(yīng)、共厄效應(yīng)等原因引起的。同時(shí)由于分子間各原子的相互作用,還會(huì)產(chǎn)生自旋-耦合裂分。利用化學(xué)位移與裂分?jǐn)?shù)目,就可以推測(cè)化合物尤其是有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)。這就是核磁共振的波譜分析。20世紀(jì)70年代,脈沖傅里葉變換核磁共振儀出現(xiàn)了,它使C13譜的應(yīng)用也日益增多。用核磁共振法進(jìn)行材料成分和結(jié)構(gòu)分析有精度高、對(duì)樣品限制少、不破壞樣品等優(yōu)點(diǎn)。最早的核磁共振成像實(shí)驗(yàn)是由1973年勞特伯發(fā)表的,并立刻引起了廣泛重視,短短10年間就進(jìn)入了臨床應(yīng)用階段。作用在樣品上有一穩(wěn)定磁場(chǎng)和一個(gè)交變電磁場(chǎng),去掉電磁場(chǎng)后,處在激發(fā)態(tài)的核可以躍遷到低能級(jí),輻射出電磁波,同時(shí)可以在線圈中感應(yīng)出電壓信號(hào),稱為核磁共振信號(hào)。人體組織中由于存在大量水和碳?xì)浠衔锒写罅康臍浜?,一般用氫核得到的信?hào)比其他核大1000倍以上。正常組織與病變組織的電壓信號(hào)不同,結(jié)合CT技術(shù),即電子計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù),可以得到人體組織的任意斷面圖像,尤其對(duì)軟組織的病變?cè)\斷,更顯示了它的優(yōu)點(diǎn),而且對(duì)病變部位非常敏感,圖像也很清晰。核磁共振成像研究中,一個(gè)前沿課題是對(duì)人腦的功能和高級(jí)思維活動(dòng)進(jìn)行研究的功能性核磁共振成像。人們對(duì)大腦組織已經(jīng)很了解,但對(duì)大腦如何工作以及為何有如此高級(jí)的功能卻知之甚少。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室于1988年開始了這方面的研究,美國政府還將20世紀(jì)90年代確定為“腦的十年”。用核磁共振技術(shù)可以直接對(duì)生物活體進(jìn)行觀測(cè),而且被測(cè)對(duì)象意識(shí)清醒,還具有無輻射損傷、成像速度快、時(shí)空分辨率高(可分別達(dá)到100〃m和幾十ms)、可檢測(cè)多種核素、化學(xué)位移有選擇性等優(yōu)點(diǎn)。美國威斯康星醫(yī)院已拍攝了數(shù)千張人腦工作時(shí)的實(shí)況圖像,有望在不久的將來揭開人腦工作的奧秘。若將核磁共振的頻率變數(shù)增加到兩個(gè)或多個(gè),可以實(shí)現(xiàn)二維或多維核磁共振,從而獲得比一維核磁共振更多的信息。目前核磁共振成像應(yīng)用僅限于氫核,但從實(shí)際應(yīng)用的需要,還要求可以對(duì)其他一些核如:C13、N14、P31、S33、Na23、I127等進(jìn)行核磁共振成像。C13已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段,但仍需要進(jìn)一步擴(kuò)大和深入。核磁共振與其他物理效應(yīng)如穆斯堡爾效應(yīng)(Y射線的無反沖共振吸收效應(yīng))、電子自旋共振等的結(jié)合可以獲得更多有價(jià)值的信息,無論在理論上還是在實(shí)際應(yīng)用中都有重要意義。核磁共振擁有廣泛的應(yīng)用前景,伴隨著脈沖傅里葉技術(shù)已經(jīng)取得了一次突破,使C13譜進(jìn)入應(yīng)用階段,有理由相信,其它核的譜圖進(jìn)入應(yīng)用階段應(yīng)為期不遠(yuǎn)。另一方面,醫(yī)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)水分子中的氫原子可以產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象,利用這一現(xiàn)象可以獲取人體內(nèi)水分子分布的信息,從而精確繪制人體內(nèi)部結(jié)構(gòu),在這一理論基礎(chǔ)上1969年,紐約州立大學(xué)南部醫(yī)學(xué)中心的醫(yī)學(xué)博士達(dá)馬迪安通過測(cè)核磁共振的弛豫時(shí)間成功的將小鼠的癌細(xì)胞與正常組織細(xì)胞區(qū)分開來,在達(dá)馬迪安新技術(shù)的啟發(fā)下紐約州立大學(xué)石溪分校的物理學(xué)家保羅?勞特伯爾于1973年開發(fā)出了基于核磁共振現(xiàn)象的成像技術(shù)(MRI),并且應(yīng)用他的設(shè)備成功地繪制出了一個(gè)活體蛤蜊地內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。勞特伯爾之后,MRI技術(shù)日趨成熟,應(yīng)用范圍日益廣泛,成為一項(xiàng)常規(guī)的醫(yī)學(xué)檢測(cè)手段,廣泛應(yīng)用于帕金森氏癥、多發(fā)性硬化癥等腦部與脊椎病變以及癌癥的治療和診斷。2003年,保羅?勞特伯爾和英國諾丁漢大學(xué)教授彼得?曼斯菲爾因?yàn)樗麄冊(cè)诤舜殴舱癯上窦夹g(shù)方面的貢獻(xiàn)獲得了當(dāng)年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。其基本原理:是將人體置于特殊的磁場(chǎng)中,用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號(hào),并將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。核磁共振的原理核磁共振現(xiàn)象來源于原子核的自旋角動(dòng)量在外加磁場(chǎng)作用下的進(jìn)動(dòng)。根據(jù)量子力學(xué)原理,原子核與電子一樣,也具有自旋角動(dòng)量,其自旋角動(dòng)量的具體數(shù)值由原子核的自旋量子數(shù)決定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,不同類型的原子核自旋量子數(shù)也不同:質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)均為偶數(shù)的原子核,自旋量子數(shù)為0質(zhì)量數(shù)為奇數(shù)的原子核,自旋量子數(shù)為半整數(shù)質(zhì)量數(shù)為偶數(shù),質(zhì)子數(shù)為奇數(shù)的原子核,自旋量子數(shù)為整數(shù)迄今為止,只有自旋量子數(shù)等于1/2的原子核,其核磁共振信號(hào)才能夠被人們利用,經(jīng)常為人們所利用的原子核有:1H、11B、13C、170、19F、31P由于原子核攜帶電荷,當(dāng)原子核自旋時(shí),會(huì)由自旋產(chǎn)生一個(gè)磁矩,這一磁矩的方向與原子核的自旋方向相同,大小與原子核的自旋角動(dòng)量成正比。將原子核置于外加磁場(chǎng)中,若原子核磁矩與外加磁場(chǎng)方向不同,則原子核磁矩會(huì)繞外磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn),這一現(xiàn)象類似陀螺在旋轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)動(dòng)軸的擺動(dòng),稱為進(jìn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)具有能量也具有一定的頻率。原子核進(jìn)動(dòng)的頻率由外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度和原子核本身的性質(zhì)決定,也就是說,對(duì)于某一特定原子,在一定強(qiáng)度的的外加磁場(chǎng)中,其原子核自旋進(jìn)動(dòng)的頻率是固定不變的。原子核發(fā)生進(jìn)動(dòng)的能量與磁場(chǎng)、原子核磁矩、以及磁矩與磁場(chǎng)的夾角相關(guān),根據(jù)量子力學(xué)原理,原子核磁矩與外加磁場(chǎng)之間的夾角并不是連續(xù)分布的,而是由原子核的磁量子數(shù)決定的,原子核磁矩的方向只能在這些磁量子數(shù)之間跳躍,而不能平滑的變化,這樣就形成了一系列的能級(jí)。當(dāng)原子核在外加磁場(chǎng)中接受其他來源的能量輸入后,就會(huì)發(fā)生能級(jí)躍遷,也就是原子核磁矩與外加磁場(chǎng)的夾角會(huì)發(fā)生變化。這種能級(jí)躍遷是獲取核磁共振信號(hào)的基礎(chǔ)。為了讓原子核自旋的進(jìn)動(dòng)發(fā)生能級(jí)躍遷,需要為原子核提供躍遷所需要的能量,這一能量通常是通過外加射頻場(chǎng)來提供的。根據(jù)物理學(xué)原理當(dāng)外加射頻場(chǎng)的頻率與原子核自旋進(jìn)動(dòng)的頻率相同的時(shí)候,射頻場(chǎng)的能量才能夠有效地被原子核吸收,為能級(jí)躍遷提供助力。因此某種特定的原子核,在給定的外加磁場(chǎng)中,只吸收某一特定頻率射頻場(chǎng)提供的能量,這樣就形成了一個(gè)核磁共振信號(hào).核磁共振的應(yīng)用NMR技術(shù)核磁共振頻譜學(xué)NMR技術(shù)即核磁共振譜技術(shù),是將核磁共振現(xiàn)象應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)測(cè)定的一項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于有機(jī)分子結(jié)構(gòu)測(cè)定來說,核磁共振譜扮演了非常重要的角色,核磁共振譜與紫外光譜、紅外光譜和質(zhì)譜一起被有機(jī)化學(xué)家們稱為“四大名譜”。目前對(duì)核磁共振譜的研究主要集中在1H和13C兩類原子核的圖譜。對(duì)于孤立原子核而言,同一種原子核在同樣強(qiáng)度的外磁場(chǎng)中,只對(duì)某一特定頻率的射頻場(chǎng)敏感。但是處于分子結(jié)構(gòu)中的原子核,由于分子中電子云分布等因素的影響,實(shí)際感受到的外磁場(chǎng)強(qiáng)度往往會(huì)發(fā)生一定程度的變化,而且處于分子結(jié)構(gòu)中不同位置的原子核,所感受到的外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度也各不相同,這種分子中電子云對(duì)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響,會(huì)導(dǎo)致分子中不同位置原子核對(duì)不同頻率的射頻場(chǎng)敏感,從而導(dǎo)致核磁共振信號(hào)的差異,這種差異便是通過核磁共振解析分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。原子核附近化學(xué)鍵和電子云的分布狀況稱為該原子核的化學(xué)環(huán)境,由于化學(xué)環(huán)境影響導(dǎo)致的核磁共振信號(hào)頻率位置的變化稱為該原子核的化學(xué)位移。耦合常數(shù)是化學(xué)位移之外核磁共振譜提供的的另一個(gè)重要信息,所謂耦合指的是臨近原子核自旋角動(dòng)量的相互影響,這種原子核自旋角動(dòng)量的相互作用會(huì)改變?cè)雍俗孕谕獯艌?chǎng)中進(jìn)動(dòng)的能級(jí)分布狀況,造成能級(jí)的裂分,進(jìn)而造成NMR譜圖中的信號(hào)峰形狀發(fā)生變化,通過解析這些峰形的變化,可以推測(cè)出分子結(jié)構(gòu)中各原子之間的連接關(guān)系。最后,信號(hào)強(qiáng)度是核磁共振譜的第三個(gè)重要信息,處于相同化學(xué)環(huán)境的原子核在核磁共振譜中會(huì)顯示為同一個(gè)信號(hào)峰,通過解析信號(hào)峰的強(qiáng)度可以獲知這些原子核的數(shù)量,從而為分子結(jié)構(gòu)的解析提供重要信息。表征信號(hào)峰強(qiáng)度的是信號(hào)峰的曲線下面積積分,這一信息對(duì)于1H-NMR譜尤為重要,而對(duì)于13C-NMR譜而言,由于峰強(qiáng)度和原子核數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不顯著,因而峰強(qiáng)度并不非常重要。早期的核磁共振譜主要集中于氫譜,這是由于能夠產(chǎn)生核磁共振信號(hào)的1H原子在自然界豐度極高,由其產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)很強(qiáng),容易檢測(cè)。隨著傅立葉變換技術(shù)的發(fā)展,核磁共振儀可以在很短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)發(fā)出不同頻率的射頻場(chǎng),這樣就可以對(duì)樣品重復(fù)掃描,從而將微弱的核磁共振信號(hào)從背景噪音中區(qū)分出來,這使得人們可以收集13C核磁共振信號(hào)。近年來,人們發(fā)展了二維核磁共振譜技術(shù),這使得人們能夠獲得更多關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的信息,目前二維核磁共振譜已經(jīng)可以解析分子量較小的蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)。MRI技術(shù)核磁共振成像核磁共振成像技術(shù)是核磁共振在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。人體內(nèi)含有非常豐富的水,不同的組織,水的含量也各不相同,如果能夠探測(cè)到這些水的分布信息,就能夠繪制出一幅比較完整的人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像,核磁共振成像技術(shù)就是通過識(shí)別水分子中氫原子信號(hào)的分布來推測(cè)水分子在人體內(nèi)的分布,進(jìn)而探測(cè)人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)。與用于鑒定分子結(jié)構(gòu)的核磁共振譜技術(shù)不同,核磁共振成像技術(shù)改編的是外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度,而非射頻場(chǎng)的頻率。核磁共振成像儀在垂直于主磁場(chǎng)方向會(huì)提供兩個(gè)相互垂直的梯度磁場(chǎng),這樣在人體內(nèi)磁場(chǎng)的分布就會(huì)隨著空間位置的變化而變化,每一個(gè)位置都會(huì)有一個(gè)強(qiáng)度不同、方向不同的磁場(chǎng),這樣,位于人體不同部位的氫原子就會(huì)對(duì)不同的射頻場(chǎng)信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng),通過記錄這一反應(yīng),并加以計(jì)算處理,可以獲得水分子在空間中分布的信息,從而獲得人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。核磁共振成像技術(shù)還可以與X射線斷層成像技術(shù)(CT)結(jié)合為臨床診斷和生理學(xué)、醫(yī)學(xué)研究提供重要數(shù)據(jù)。核磁共振成像技術(shù)是一種非介入探測(cè)技術(shù),相對(duì)于X-射線透視技術(shù)和放射造影技術(shù),MRI對(duì)人體沒有輻射影響,相對(duì)于超聲探測(cè)技術(shù),核磁共振成像更加清晰,能夠顯示更多細(xì)節(jié),此外相對(duì)于其他成像技術(shù),核磁共振成像不僅僅能夠顯示有形的實(shí)體病變,而且還能夠?qū)δX、心、肝等功能性反應(yīng)進(jìn)行精確的判定。在帕金森氏癥、阿爾茨海默氏癥、癌癥等疾病的診斷方面,MRI技術(shù)都發(fā)揮了非常重要的作用。MRS技術(shù)核磁共振測(cè)深核磁共振探測(cè)是MRI技術(shù)在地質(zhì)勘探領(lǐng)域的延伸,通過對(duì)地層中水分布信息的探測(cè),可以確定某一地層下是否有地下水存在,地下水位的高度、含水層的含水量和孔隙率等地層結(jié)構(gòu)信息。目前核磁共振探測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為傳統(tǒng)的鉆探探測(cè)技術(shù)的補(bǔ)充手段,并且應(yīng)用于滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作中,但是相對(duì)于傳統(tǒng)的鉆探探測(cè),核磁共振探測(cè)設(shè)備購買、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用非常高昂,這嚴(yán)重地限制了MRS技術(shù)在地質(zhì)科學(xué)中的應(yīng)用。核磁共振的特點(diǎn)①共振頻率決定于核外電子結(jié)構(gòu)和核近鄰組態(tài);②共振峰的強(qiáng)弱決定于該組態(tài)在合金中所占的比例;③譜線的分辨率極高。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(computerizedtomography,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。臨床意義:適應(yīng)癥:神經(jīng)系統(tǒng)的病變包括腫瘤、梗塞、出血、變性、先天畸形、感染等幾乎成為確診的手段。特別是脊髓脊椎的病變?nèi)缂棺档哪[瘤、萎縮、變性、外傷椎間盤病變,成為首選的檢查方法。心臟大血管的病變;肺內(nèi)縱膈的病變。腹部盆腔臟器的檢查;膽道系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等明顯優(yōu)

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