去醫(yī)院看病時,有時醫(yī)生會讓做個磁共振檢查,我們會發(fā)現(xiàn),磁共振檢查室門前都有十分醒目的警告:禁止攜帶金屬類物品進入,有的醫(yī)院甚至會要求先到更衣室換衣服,并取掉所有金屬物品,還有一些醫(yī)院在磁共振檢查室設置了金屬探測器,類似機場的安檢設備,用來檢查金屬物品是不是完全摘除。等好不容易一躺在檢查床上接受檢查時,醫(yī)生通常會在我們身上放一個“架子”之類的東西,緊接著我們被送入一個圓柱體狀中空的“檢查倉”內,檢查的噪聲比較大,檢查時間也比較長,可能會讓人感覺有點壓抑。
這個時候你也許會感到困惑,為什么磁共振檢查對金屬的檢查這么嚴格?我身上那個“架子”是做什么的?1.5T和3.0T核磁有什么區(qū)別?“核磁”真的沒有輻射么?XX疾病非要做MR,做CT不行么?
問題還不少,好吧,這期我們就來聊聊什么是MRI。
一、什么是MRI
MRI是Magnetic Resonance Imaging的簡寫,中文名叫磁共振成像,也是人們口中的“核磁檢查”。MRI是利用核磁共振的原理進行成像,它既能顯示組織器官的形態(tài)學結構,又可以顯示某些器官的功能狀況及生化信息。MRI是一種安全的影像學檢查,沒有電離輻射,為了避免與核醫(yī)學放射成像混淆,才把它從之前的“核磁共振成像”,統(tǒng)一命名為“磁共振成像”。
二、MRI成像原理
MRI既然是利用核磁共振原理進行成像的,那么我們就首先了解下什么是“核磁共振”。
人體百分之70以上由水組成,水分子包含一個氧原子和兩個氫原子,每個氫原子的原子核就是一個質子(帶正電),帶電的質子無時無刻不在自旋,進而產生一個微弱的磁場,就好比每個質子都是一個小磁針,我們把這樣一個自旋質子所貢獻的磁場稱為一個“小核磁”。
通常情況下,人體內“小核磁”排布是隨機的,然而把人體放置在一個強大的外加磁場中時,人體內的所有“小核磁”都會趨向于磁場方向排布。
此時,向人體發(fā)射某一頻率的射頻脈沖,體內的“小核磁”由于共振而吸收能量,從而改變排列方式,當外界射頻脈沖消失時,被改變的“小核磁”會再次回到初始位置,同時釋放能量也就是發(fā)出一個電磁信號,這個過程就被稱為核磁共振。MR設備接收此時核磁共振所釋放的電磁信號,并經過計算機計算,最終得到的就是MR圖像。
看不懂?我們簡單點說,人體內有許多由氫質子自旋產生的“小核磁”,原本的他們排布雜亂無章,如果把他們放置在一個強大的磁場中時,他們的位置就會得到“相對固定”,這個時候,持續(xù)給他們能量,他們會吸收能量,并且位置發(fā)生改變,當停止能量供給后,他們會再次回到固定位置,并發(fā)出能量,設備接收此時發(fā)出的能量信號,經過計算機計算后,就得到了磁共振圖像。
依然看不懂?我們再打個形象的比喻:核磁共振就是通過外加強大的磁場,把人體變成一張琴弦繃緊的樂器,而外加的射頻信號就好比一雙無形的手,用于彈奏這張琴,手指撥動琴弦(施加能量使琴弦變形),琴弦振動產生聲音(琴弦恢復形狀釋放能量),通過彈奏發(fā)出的“音樂”就可以分析人體內部構造了。
三、MRI設備構成
核磁共振成像設備構成包括:
1. 主磁體:提供外加磁場,分為永磁型和電磁體,其中電磁體又分為超導型和常導型。
2. 梯度系統(tǒng):主要作用是為磁共振成像提供三維空間定位,一般由由X、Y、Z三路梯度線圈組成。
3. 射頻系統(tǒng):激發(fā)檢測部位發(fā)生磁共振并收集磁共振信號,由射頻線圈、射頻發(fā)生器和接收器組成,套在我們身體上的“架子”就是射頻線圈。
4. 譜儀系統(tǒng):磁共振設備的中心控制系統(tǒng),負責產生、控制序列的各個環(huán)節(jié)并協(xié)調運行,信號采集、數(shù)據處理和圖像重建主要由譜儀系統(tǒng)完成。
5. 計算機及輔助設施等:包括主控計算機、圖像顯示、檢查床及射頻屏蔽、磁屏蔽、UPS電源、冷卻系統(tǒng)等,其作用是保證自檢查開始到獲得MR圖像的過程能井然有序、精確無誤地進行。
這里我們重點介紹下主磁體。我們常聽到的MR有1.5T和3.0T,其中的1.5T和3.0T指的就是主磁體的場強,他們都屬于超導型。一般來說,主磁體的磁場強度越高,掃描時間和圖像質量越好。
很多人可能對“T”這個單位沒有概念,做個對比吧,3.0T的磁場強度大約是地球磁場的6萬倍!在磁共振檢查室里,一枚小小的硬幣都能像“子彈”一樣飛起來,“啪”的一聲打到人身上導致人體受傷;如果是輪椅,那沖擊力堪比車禍現(xiàn)場;更不用說心臟起搏器了這類絕對禁忌癥了。有文獻報道,全球每年因攜帶金屬物品進入磁共振機房而導致死亡的情況不下10例。所以,做磁共振檢查時一定要配合醫(yī)生,禁止攜帶的物品一定不要帶。
四、MRI特點
與CT相比MRI的優(yōu)點:
1. 無電離輻射。
我們常說的X線有輻射會危害人體健康,是因為X線的波長大約在10-10次方m,波長很短能量很大,可以與人體作用產生電離輻射甚至能量更大時可以直接破壞DNA結構。
而MR用到的射頻電磁波波長很長,強度接近于我們生活中的無線電電波,這樣的射頻電磁波對人體是沒有電離輻射的。
2.軟組織的分辨率極佳。
MRI是利用氫質子成像的,或者說是利用水成像的,因此含水較多的軟組織就是MR最好的成像對象,反之骨骼、鈣化等含水極少的組織,MR成像效果則不如CT。
比如下面三張圖中,MR對于腦組織的呈現(xiàn)更接近于實際腦組織解剖,但是顱骨顯示為黑幾乎無法顯示,而CT對于腦組織的鑒別要比MR差很多,但是顱骨是可以顯示的。
3.多方位成像。
我們知道CT是斷層成像,CT的原始圖像就是人體的橫軸面成像,可以通過后處理技術,對其他平面進行重建顯示。而MRI則是可以直接進行任意角度任意平面直接掃描成像。
4.多參數(shù)成像。
查閱MR片子或者報告時,我們經常會看的T2WI、T2WI、STIR、DWI、MRA等等之類的參數(shù),它們統(tǒng)稱為“掃描序列”,應用不同的描序列可以得到不同側重點的磁共振圖像,比如通過弛豫率顯示組織結構和病理變化的T1、T2、PD等;以水脂抑制突出病理變化的STIR、FLAIR等;反應水分子活動程度的DWI;顯示動靜脈血管的MRA、MRV等;顯示代謝產物的MRS等等。
與CT相比MRI的缺點:
1. 掃描時間長。
MR掃描時間偏長,且掃描部位全程不能移動,對于不能長時間保持姿勢的,比如嬰幼兒,必要時需要使用鎮(zhèn)靜劑。
2. 對于骨骼和鈣化組織顯示效果不如CT。
骨質結構和鈣化成分內氫質子的含量很低,在MRI通常為低信號,顯示細節(jié)不如CT,但是對骨髓病變顯示效果優(yōu)于CT。
3.絕對禁忌癥和相對禁忌癥相對較多。
在MRI檢查時,任何外部的氧氣瓶、輪椅、床等金屬裝置,受檢者身上的鐵磁性物品,如手表、手機、磁卡、金屬飾品、假牙等均不能進入檢查室。對于體內有金屬植入物的、有幽閉恐懼癥的同樣需要注意并提前與檢查醫(yī)生或護士溝通,對于裝有心臟起搏器者,嚴禁做MRI檢查(詳情見檢查注意事項)。
五、MRI的臨床應用
1. 神經系統(tǒng)病變:MRI是當今最有效的神經系統(tǒng)病變影像診斷方法,可早期發(fā)現(xiàn)腦梗死、腦出血、腦腫瘤、炎癥、先天畸形、外傷等。
2. 心血管系統(tǒng)病變:可用于動脈粥樣硬化、血管閉塞、心臟病、心肌病、心包腫瘤、心包積液以及附壁血栓、動脈夾層等診斷。
3. 胸部病變:可用于縱隔內的腫物、淋巴結以及胸膜病變等的診斷。
4. 腹部病變:可用于顯示腹腔內臟器和腹膜后病變的診斷,如肝癌、肝血管瘤、腎癌、胰腺癌、腎上腺癌等。
5. 盆腔病變:可用于子宮肌瘤、子宮內膜癌、宮頸癌、卵巢腫瘤、盆腔內包塊的定性、定位,以及直腸、前列腺和膀胱腫物等的診斷,
6. 骨與關節(jié)病變:骨感染性病變、骨腫瘤、外傷的診斷,對關節(jié)軟骨、韌帶、半月板、滑膜、滑液囊等異常及骨髓病變等有較高的診斷價值。
7. 全身軟組織病變:無論來源于神經、血管、淋巴管、肌肉、結締組織的腫瘤、感染、變性病變等,皆可做出準確的定位、定性診斷。
六、MRI檢查的注意事項
MRI檢查因其高磁場及成像方式的特殊性,檢查時間長且存在禁忌癥,需要受檢者充分配合。
1. 確保體內沒有安裝心臟起搏器、助聽器、鐵磁性血管夾、義眼、義肢及其他體內金屬植入物。
2. 確保沒有金屬物外傷史,如子彈、鐵釘及金屬碎片等。
3. 檢查前必須出去身上攜帶的任何金屬物品及電子產品,包括項鏈、耳環(huán)、戒指、發(fā)夾、文胸、拉鏈、眼鏡、硬幣、鑰匙、手表、磁卡、手機、耳機等。
4. 妊娠期婦女請在檢查前告知醫(yī)生、技師。
5. 嬰幼兒、幽閉恐懼癥者,應提前進行評估能否順利完成檢查,必要時采取鎮(zhèn)靜措施。
6. 帶節(jié)育環(huán)婦女進行盆腔檢查時,建議取環(huán)后做本項檢查。