简介
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,由头顶开始, 一直到基部。
正确而及时的诊断对于患者而言至关重要。 核磁共振成像技术的普及 挽救了很多患者的生命。这种方法精确度高,可以获得患者身体内部结构的 立体图像。根据现有实验结果,它对身体没有损害。2003年 诺贝尔生理学或医学奖表彰的就是这一领域的 奠基性成果。保罗·劳特布尔和 彼得·曼斯菲尔德在如何用
核磁共振技术拍摄不同结构的图像上获得了关键性发现,这些发现导致了在临床诊断和 医学研究上获得突破的 核磁共振成像仪的出现。 原子是由 电子和 原子核组成的。原子核带正电,它们可以在 磁场中旋转。磁场的强度和方向决定原子核旋转的频率和方向。在磁场中旋转的原子核有一个特点,即可以
吸收频率与其旋转频率相同的 电磁波,使原子核的能量增加,当原子核恢复原状时,就会把多余的能量以电磁波的形式释放出来。这一现象如同拉 小提琴时琴弓与 琴弦的共振一样,因而被称为核磁共振。1946年美国 科学家
费利克斯·布洛赫和爱德华·珀塞尔首先发现了核磁共振现象,他们因此获得了1952年的
诺贝尔物理学奖。
核磁共振现象为成像技术提供了一种新思路。物质是由原子组成的,而原子的主要部分是原子核。如果把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射它,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。如果把这种技术用于人体内部结构的成像,就可获得一种非常重要的诊断工具。
然而从原理到实际应用往往有漫长的距离。20世纪70年代初期, 核磁共振成像技术研究才取得了突破。1973年,美国科学家保罗·劳特布尔发现,把物体放置在一个稳定的磁场中,然后再加上一个不均匀的磁场(即有梯度的磁场),再用适当的电磁波照射这一物体,这样根据物体释放出的电磁波就可以绘制成物体某个截面的内部图像。随后,英国科学家彼得·曼斯菲尔德又进一步验证和改进了这种方法,并发现不均匀磁场的快速变化可以使上述方法能更快地绘制成物体内部结构图像。此外,他还证明了可以用 数学方法分析这种方法获得的数据,为利用计算机快速绘制图像奠定了基础。
人脑 纵切面的
核磁共振成像
在这两位科学家成果的基础上,第一台医用核磁共振成像仪于20世纪80年代初问世。后来,为了避免人们把这种技术误解为 核技术,一些科学家把核磁共振成像技术的“核”字去掉,称为其为“磁共振成像技术”,英文缩写即MRT。 核磁共振成像技术的最大优点是能够在对身体没有损害的前提下,快速地获得患者身体内部结构的高精确度立体图像。利用这种技术,可以诊断以前无法诊断的疾病,特别是脑和 脊髓部位的病变;可以为患者需要 手术的部位准确定位,特别是脑手术更离不开这种定位手段;可以更准确地跟踪患者体内的癌变情况,为更好地治疗 癌症奠定基础。此外,由于使用这种技术时不直接接触被诊断者的身体,因而还可以减轻患者的痛苦。
目前核磁共振成像仪在全世界得到初步普及,已成为最重要的诊断工具之一。2002年,全世界使用的核磁共振成像仪共有2.2万台,利用它们共进行了约6000万人次的检查。
磁共振成像的优点
300兆赫(针对氢核)的磁振
频谱仪
与1901年获得诺贝尔物理学奖的普通X射线或1979年获得
诺贝尔医学奖的
计算机层析成像(computerizedtomography,CT)相比,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:对人体没有
游离辐射损伤。
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;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。能获得脑和脊髓的立体图像,不像CT(只能获取与人体长轴垂直的 剖面图)那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位。
3:能诊断 心脏病变,CT因扫描速度慢而难以胜任。
4:对软组织有极好的
分辨力。对 膀胱、直肠、 子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT。
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(1H)、碳(13C)、氮(14N和15N)、磷(31P)等。
适应症
神经系统的病变包括肿瘤、梗塞、出血、变性、 先天畸形、感染等几乎成为确诊的手段。特别是脊髓脊椎的病变如脊椎的肿瘤、萎缩、变性、外伤椎间盘病变,成为首选的检查方法。心脏 大血管的病变;肺内 纵膈的病变。腹部盆腔脏器的检查; 胆道系统、 泌尿系统等明显优于CT。对关节软组织病变;对骨髓、骨的
无菌性坏死十分敏感,病变的发现早于X线和CT。
300兆赫(针对氢核)的磁振频谱仪
诺贝尔奖 奖章
遗嘱 瑞典 挪威 物理学 生理学
瑞典银行
斯德哥尔摩
瑞典皇家科学院
生理学或医学奖
瑞典文学院
奥斯陆
挪威议会 经济学
诺贝尔基金会
章程
哈马舍尔德 卡尔弗尔特
诺贝尔奖获得者 希特勒
第一次世界大战
第二次世界大战
遗嘱执行人 弗里希 丁伯根
计量经济学 经济活动分析