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核磁共振成像的基本原理

2025年12月23日 22:49:35
病情描述:

核磁共振成像的基本原理

医生回答(1)
  • 师自刚
    师自刚副主任医师

    临汾市人民医院 向他提问

    人体内富含氢原子核无外磁场时磁矩呈随机无序排列,置于均匀外磁场中质子沿外磁场方向有序排列并做拉莫尔进动,施加特定频率射频脉冲且频率与拉莫尔进动频率匹配时质子发生磁共振跃迁,射频脉冲停止后高能态质子释放能量成含人体不同组织氢原子核弛豫信息的磁共振信号,计算机对信号处理重建图像,儿童检查需尽量保持安静不动,体内有金属植入物者需详细评估金属植入物对磁场的影响。

    一、原子核的自旋特性

    人体内富含氢原子核,氢原子核(质子)具有自旋特性,其自旋会产生磁矩。在无外磁场作用时,质子的磁矩呈随机无序排列状态。

    二、外磁场的作用

    当人体被置于均匀的外磁场中时,质子的磁矩会沿外磁场方向进行有序排列,此时质子会绕外磁场方向做拉莫尔进动,进动频率与外磁场强度成正比,这是核磁共振现象发生的基础条件。

    三、射频脉冲的激发

    施加特定频率的射频脉冲,当射频脉冲的频率与质子的拉莫尔进动频率相匹配时,质子会吸收射频脉冲的能量,发生磁共振跃迁,即从低能态跃迁到高能态。

    四、信号的产生与检测

    射频脉冲停止后,处于高能态的质子会逐渐恢复到低能态,此过程中会释放出吸收的能量,以电磁波形式发射出来,即磁共振信号。通过专门的接收线圈可检测到这些微弱的磁共振信号。

    五、图像的重建

    检测到的磁共振信号包含了人体不同组织中氢原子核的弛豫信息(包括纵向弛豫时间T和横向弛豫时间T)。计算机对这些信号进行处理和重建,根据不同组织间T、T的差异,形成具有不同灰度的核磁共振图像,从而能够清晰显示人体内部结构。

    特殊人群注意事项

    儿童:儿童进行核磁共振检查时需尽量保持安静不动,以确保图像质量。由于儿童对检查环境的适应能力相对较弱,检查前应做好安抚工作,避免因哭闹等导致检查中断。同时,要严格遵循医疗操作规范,确保检查过程安全。

    体内有金属植入物者:体内植入金属假体、心脏起搏器等金属装置的人群,进行核磁共振检查前需详细评估金属植入物对磁场的影响。某些金属植入物可能在磁场中发生移位或产生过热等风险,因此必须由专业医生判断是否适合进行核磁共振检查。

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