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明天资讯 | 磁共振成像——你了解多少?

 zskyteacher 2019-10-09


1978年,第一台头颅磁共振在英国实现了临床使用;1980年,全身的磁共振扫描仪研发成功,投入临床。随着近代医学科学技术的不断进步,我们已经能够实现全身从头到脚各组织和器官的可视化,这靠的是磁共振成像的扫描技术。磁共振成像技术有很好的对比度,可以让我们鉴别正常和异常的组织,为疾病的诊断和治疗提供影像学的依据。
现在的磁共振设备除了能对全身各个组织器官实现成像外,对肿瘤组织和全身的血管成像也可以很好地进行定位和定性,以及治疗以后的随访。
那么我们很想知道,
磁共振成像的原理到底是什么?
磁共振是怎么实现成像的?
磁共振成像有辐射吗?
磁共振成像有什么用途?
磁共振检查要注意什么?
 
带着这些疑问,本集我们将邀请上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科主任,上海市医学会第十届放射专科分会副主任委员严福华教授来给我们科普“磁共振成像-你了解多少?

什么是磁共振成像 ?


磁共振实际上是英文Magnetic Resonance Imaging的中文翻译,也叫核磁共振成像(简称MRI)。

随着技术的进步,我们从头到脚都能够完成磁共振成像的扫描,它能够实现全身组织和器官的可视化另外,它有很好的对比度,可以让我们鉴别正常和异常的组织,从而为疾病的诊断和治疗提供影像学的依据。

磁共振是怎么实现成像的?


磁共振成像的基本原理:物质是由原子组成,原子里面有质子、电子,质子本身可以转动,在它转动的过程中,会形成一个小的磁场,就像我们在初中物理就学会的,磁铁它会产生一个磁矩。由于它有这样一个特性,所以我们人体就存在很多很多的小磁体,但是它们的方向是杂乱无章的,这种磁力是没有任何意义的。就像行人在街上行走,大家有不同的方向,每个人都不知道别人要到哪里去,但这个时候,如果有人吹了一声哨声,所有的人可能都会停下来,朝着哨声的方向或者哨声的反方向进行排队,我们把这样的一个过程叫纵向磁化(原子核沿着外加磁场的方向排列)。美国古伦比亚大学伊西多·拉比教授发现了该现象,并因此获得1944年度诺贝尔物理学奖。

就像我们排队,到底哪些人向前,哪些人向后呢?这取决于原子核的能量状态。能量低的,和外加磁场成正向,能量高的,和外加磁场成反方向。这时,它是一个不稳定的状态,如果我们再给它加射频脉冲,即发射无线电波,如果电波的频率和质子的频率相同,就会产生共振的现象,就是我们磁共振所说的共振。也可以用我们初中物理学过的音叉共鸣现象来解释,实际上它们有相同的原理,因为它们有共同的频率。美国哈佛大学爱德华·珀塞尔和美国斯坦福大学费利克斯·布洛赫教授发现了这一现场,并因此发现获得了1952年度诺贝尔物理学奖。

图像又是怎么产生的呢?我们知道原子核在能量跃迁的过程中,从高能量向低能量恢复的时候,会释放能量出来。这个能量实际上就是磁共振的信号。但是这些信号我们是没有办法识别的,所以我们通过一个外加的设备,把这些能量收集起来,经过一系列的转换,成为可视化的一些信号强度。在我们日常的工作当中,比如说我们看到脂肪组织是白的,骨头是黑的,肌肉是灰色的,就是通过这些不同的灰度,来鉴别正常组织和异常组织的。

事实上,很早以前就发现了磁共振的现象,但直到1978年,才在英国实现了第一台头部MRI扫描仪投入临床使用。1980年,全身MRI扫描仪研制成功,投入临床使用。2003年,又有两位著名的教授保罗·劳特布尔和彼得·曼斯菲尔德因磁共振获得了诺贝尔的生理学或医学奖,从此磁共振走上了飞速发展的道路。

磁共振有辐射吗?


我可以明确地告诉大家,磁共振是没有射线的。X线和CT检查,是通过X线成像的设备所实现的,核磁共振使用的是无线电波,所以它对人体是非常安全的,没有辐射的风险。

磁共振有什么用途?


目前为止,除了肺组织以外,从头到脚都能通过磁共振实现组织器官的成像,鉴别正常还是异常。比如老百姓通常讲的脑中风,到底是脑梗死,还是脑出血?它们的治疗方法完全不一样。通过磁共振检查,可以很好地明确到底是脑梗死还是脑出血,出血的部位,出血的情况;梗死的话,梗死的面积,梗死区是不是再灌注,是不是需要血管的再通等,这些治疗都要依据我们磁共振上的影像征象来做进一步的分析。

另外,通过磁共振,我们对肿瘤组织也可以进行很好的定位和定性,以及治疗后的随访。

比如比较常见的脑肿瘤,到底是脑内的,还是脑外的。它的范围、区域影响了哪些功能区,手术到底怎么做,用磁共振也能够给予很好的指导。

比如乳腺癌,我们都知道钼靶,但是我们中国人大部分是致密型的乳腺,在钼靶上面的对比不是很好,有的时候会遗漏掉病灶。而磁共振有很好的对比,通过动态增强以后,可以反映病灶的血供特征,还可以进行良恶性的鉴别。

比如对于肝脏、胰腺这些实质脏器来讲,磁共振也发挥了重要的作用。特别是早期肝癌的检出,在良性的再生结节,像恶性的肝肿瘤发展变化的过程当中,我们通过磁共振的成像就能够很早地检出很小的病灶,从而早期诊断,早期治疗,使病人的愈后非常好。

比如老年男性比较常见的前列腺增生,甚至是前列腺癌,在磁共振上都能给予很好的定位和诊断。女性的子宫,子宫体癌、子宫颈癌,它的分期,术前的准确分期也是依据我们磁共振上面的一些特征性的征象。

此外,磁共振检查在骨关节的应用也非常广泛,比如说骨头、骨皮质、骨髓质有没有受影响,韧带和软组织的成分有没有病灶,在磁共振上也都有很好的鉴别。

心脏磁共振是最复杂的磁共振检查技术,检查的时间也非常长,但对心脏来说,心功能评价的金标准目前是核磁共振。我们除了看心脏的结构、形态之外,还可以显示血流的特征,从而综合地用于疾病的诊断。

除了对软组织的对比度非常好之外,磁共振还可以实现全身的血管成像,不仅是动脉系统,还有静脉系统,因为血管性的疾病也非常多,除了看血管的形态有没有狭窄之外,我们还可以实现管壁成像。因为在有些急病的时候,管壁会增高,动脉内壁不光泽,不光整,这些都对我们的诊断是非常有帮助的,所以我们还可以实现管壁的成像。

怎么通过磁共振检查来诊断疾病呢?首先我们要掌握影像病理的正常解剖结构,因为影像学反映的是病理的改变。其次我们在磁共振图像上,还能进行识别。最后就是根据磁共振上不同的信号特征,鉴别不同的组织成分,比如最常见的出血、坏死、液化等。此外,我们还可以注射对比剂,通俗地讲就是造影剂。通过造影剂,我们还可以了解组织器官的血供状态。特别是肿瘤,它的生长需要有血液的供应,有营养的供应,所以这个时候,它和正常组织之间就有一定的差异,所以通过血供的特点,我们也可以进行鉴别诊断。

所以在磁共振上,我们从形态学,从它的血供特征可以进行诊断和鉴别。比如肝癌,我国是一个原发型肝癌的大国,肝癌主要是肝动脉供血的,所以动脉期的成,比正常的肝实质血供丰富,很容易识别,从而给我们提供了很好的鉴别诊断的基础。除此之外,对肝脏来说,还有肝胆细胞特异性对比剂,也就是说经过肝细胞吸收,胆道排泄,那些不含肝组织的成分,它就不吸收,所以我们对病灶也有一个很好的鉴别诊断的工具。所以磁共振除了设备的技术之外,还有强大的对比剂,综合起来,给我们的诊断和鉴别,提供了一个良好的手段。

磁共振检查要注意什么?


医生在开单子的时候,会问病人很多问题。比如有没有放过起搏器,因为常规的起搏器是不能进入磁场的,随着技术的进步,目前也有磁共振兼容的起搏器,但是要在心脏科医生的指导和陪同下进行磁共振的检查。医生也会问有没有放过支架,目前来讲所有的支架都是可以进入磁场的,但它是有时间限定的,一般都在3周以外。稳妥一点,医生会建议病人在3个月之后,需要的话,再进入磁场进行检查。有没有换过人工关节,这也是医生常问的问题。因为金属的关节是不能进入磁场的。但目前,大多数的人工关节都是合金成分,可以安全地进入磁场。当然,还有其他的一些植入物,如电子耳窝、义眼等,在医生询问的时候,都要如实地回答,一切都是从病人安全的角度出发考虑的。

此外,我们还要注意的就是一些外在的金属,比如钥匙、硬币、手表、银行卡、手机等,都不能进入磁场。一般情况下,它们会使设备消磁或者是不能正常地使用,严重情况下,这些含金属的物质进入磁场后,会伤害到人体,特别像大一点的金属物体,还会伤害到机器,造成机器的故障,所以这些也是我们在进入磁场时,要特别注意的。

作为家属也要了解,哪些东西是不能够靠近磁体间,更加不能进入磁场的,以更好地保护病人的安全。另外,我们还要了解这三种标识的含义:绿色的MR标志,提示安全;黄色的三角形MR标志,提示在某些条件下是安全的,需要在咨询专业人士的情况下,才能够进入磁场;红色打一个横杠的MR标识,提示严禁进入磁场。

总结


今天我给大家简单地介绍了磁共振成像的原理,什么是磁共振成像,磁共振成像到底有没有危害,磁共振成像在疾病诊断和鉴别当中的作用,以及在做磁共振检查时应如何跟医生交流,同时注意磁共振机房外面的安全标识,以保障患者的安全。

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