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背景介绍 诺奖季刚过，你可知道获得诺奖次数最多的专题是什么吗，没错就是横跨三大学科六获诺奖的核磁共振了[1]，然而随着医用核磁共振成像技术的普及，大家对于核磁共振的安全性问题愈发的担忧，毕竟名字里带着“核”啊，它会有辐射吗？截止2016.9.20日数据，在百度关于核磁共振有辐射吗的搜索信息多达242000条，在各类论坛里对于核磁共振是否有辐射的提问层出不穷，可见公众对于核磁这一技术安全的关注与迷惑。 什么是辐射 辐射指的是能量以波或粒子移动的型态，在真空或介质中传送[2]。 图 1辐射的物理含义 任何高于绝对零度的物体都会向外辐射能量，依照辐射粒子是否能够引起传播介质的电离，辐射可分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射所携带的能量大于10电子伏特(eV)，可以将原子或分子电离、打断化学键，比如一些有重要意义的生物大分子（DNA，RNA）断裂对人体造成伤害，但是非电离辐射则不会。 图 2电离辐射与非电离辐射 电离辐射主要来源为放射性物质放射出α、β或γ射线，在我们生活中常见的比如医院的X光、CT检查、有夜光功能的手表、核反应堆泄露以及地壳中存在的放射性核素等，当然有电离辐射并不等于有危险，毕竟脱离了剂量谈伤害就是耍流氓。 那么核磁共振有电离辐射吗？让我们从核磁共振成像的原理说起。 核磁共振成像原理 原子核带正电荷并有自旋，产生核磁矩，在恒定的磁场中，核磁矩绕磁场旋转产生电磁感应信号，并被记录下来转换为图像信息[3]。让我们用初中学过的一个小实验类比一下。在一个小磁针旁边放一个线圈，当线圈里通电时会产生磁场使得小磁针转动。当线圈断电后，小磁针的转动又会在线圈里产生感应电流，将这个电流的频率、强度等信息记录下来后数字化处理得到成像的信息。 图3原理类比 让我们来具体了解一下核磁共振是怎样工作的，常见的医用核磁共振成像仪包括磁体、射频线圈，梯度线圈三个功能部分。 因为人体含水量高达70%富含氢原子，常见的核磁共振成像都是检测的氢原子的信号。通常情况下我们身体内的氢原子产生的磁矩是杂乱无章排列的，当处在一个强的外加磁场中的时候情况就发生变化了，磁矩趋向与磁场方平行排列，产生和外磁场方向相同的宏观磁化强度，或称宏观磁化矢量。磁体的功能就是让人体的氢原子处在强大的静磁场中，产生宏观磁化矢量。 图 4有无外加磁场的不同 这个磁化矢在射频线圈发射的相同频率电磁波作用下发生翻转，产生垂直于外磁场方向的磁化矢量分量。电磁波作用结束后，磁化矢量以外加磁场的方向为轴转动，同时向着初始方向恢复，垂直于磁场的磁化矢量逐渐变为零，平行于磁场方向的此磁化矢量逐渐恢复到原来的强度；而这样的转动会产生感应电流并被射频线圈记录下来。 图 5磁化强度翻转 图6磁化强度的恢复与信号检测 梯度线圈使得外磁场的强度在某个方向梯度变化变磁场，不同的磁场强度下磁化矢量旋转的速率（频率）不同，这就可以区分不同位置的氢原子信号，实现空间定位；体内不同组织中氢原子密度是不同的，以及被电磁波翻转后恢复到初始状态的时间长度是不一样的，可以提供不同组织的区分信息。这些信息用不同的颜色灰度表现出来就是我们常见的成像图片了。 图 7核磁成像举例 根据以上原理我们不难了解到核磁共振检测只涉及到磁场和无线电波，并没有产生电离辐射。而这电磁波的频率为3-100MHz与我们日常收音机的频率相当[4]，是不会产生对身体有伤害的电离辐射的。而公众对于核磁共振的辐射担忧大多来自同样作为成像用的X射线成像有辐射，而且核磁共振名字里带了个核，不禁让人联想，考虑到患者对“核”的恐惧心理，故常将这门技术也常称为“磁共振成像”。美国食品及药物管理局（FDA）官方网站专门强调了磁共振成像没有电离辐射，患者不用担心成像中受到电离辐射[5]。 参考资料 81%E5%85%B1%E6%8C%AF%E6%88%90%E5%83%8F RadiationEmittingProductsandProcedures/MedicalImaging/MRI/ucm482765.htm |
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