在醫學(xué)上的應用
檢查目的
?偵測及診斷心臟疾病、腦血管意外及血管疾病
?胸腔及腹腔的器官疾病的偵測與診斷
?診斷及評價(jià)、追蹤腫瘤的情況及功能上的障礙
MRI被廣泛運用在運動(dòng)相關(guān)傷害的診斷上,對近骨骼和骨骼周?chē)能浗M織,包括韌帶與肌肉,可呈現清晰影像,因此在脊椎及關(guān)節問(wèn)題上,是極具敏感的檢查。 因MRI沒(méi)有輻射暴露的危險,因此經(jīng)常被使用在生殖系統、乳房、骨盆及膀胱病的偵測及診斷上。 原理概述
氫核是人體成像的首選核種:人體各種組織含有大量的水和碳氫化合物,所以氫核的核磁共振靈活度高、信號強,這是人們首選氫核作為人體成像元素的原因。NMR信號強度與樣品中氫核密度有關(guān),人體中各種組織間含水比例不同,即含氫核數的多少不同,則NMR信號強度有差異,利用這種差異作為特征量,把各種組織分開(kāi),這就是氫核密度的核磁共振圖像。人體不同組織之間、正常組織與該組織中的病變組織之間氫核密度、弛豫時(shí)間T1、T2三個(gè)參數的差異,是MRI用于臨床診斷最主要的物理基礎。 當施加一射頻脈沖信號時(shí),氫核能態(tài)發(fā)生變化,射頻過(guò)后,氫核返回初始能態(tài),共振產(chǎn)生的電磁波便發(fā)射出來(lái)。原子核振動(dòng)的微小差別可以被精確地檢測到,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的計算機處理,即可能獲得反應組織化學(xué)結構組成的三維圖像,從中我們可以獲得包括組織中水分差異以及水分子運動(dòng)的信息。這樣,病理變化就能被記錄下來(lái)。 人體2/3的重量為水分,如此高的比例正是磁共振成像技術(shù)能被廣泛應用于醫學(xué)診斷的基礎。人體內器官和組織中的水分并不相同,很多疾病的病理過(guò)程會(huì )導致水分形態(tài)的變化,即可由磁共振圖像反應出來(lái)。
MRI所獲得的圖像非常清晰精細,大大提高了醫生的診斷效率,避免了剖胸或剖腹探查診斷的手術(shù)。由于MRI不使用對人體有害的X射線(xiàn)和易引起過(guò)敏反應的造影劑,因此對人體沒(méi)有損害。MRI可對人體各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客觀(guān)更具體地顯示人體內的解剖組織及相鄰關(guān)系,對病灶能更好地進(jìn)行定位定性。對全身各系統疾病的診斷,尤其是早期腫瘤的診斷有很大的價(jià)值。 磁共振成像的優(yōu)點(diǎn)
與1901年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的普通X射線(xiàn)或1979年獲得諾貝爾醫學(xué)獎的計算機層析成像(computerized tomography,CT)相比,磁共振成像的最大優(yōu)點(diǎn)是它是當前少有的對人體沒(méi)有任何傷害的安全、快速、準確的臨床診斷方法。如今全球每年至少有6000萬(wàn)病例利用核磁共振成像技術(shù)進(jìn)行檢查。具體說(shuō)來(lái)有以下幾點(diǎn): 1.對軟組織有很好的分辨力。對膀胱、直腸、子宮、陰道、骨、關(guān)節、肌肉等部位的檢查比CT優(yōu)勝;
2.各種參數都可以用來(lái)成像,多個(gè)成像參數能提供豐富的診斷信息,這使得醫療診斷和對人體內代謝和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值變大,而肝癌的T1值更大,作T1加權圖像,可區別肝部良性腫瘤與惡性腫瘤; 3.通過(guò)調節磁場(chǎng)可自由選擇所需剖面。能得到其它成像技術(shù)所不能接近或難以接近部位的圖像。對于椎間盤(pán)和脊髓,可作矢狀面、冠狀面、橫斷面成像,可以看到神經(jīng)根、脊髓和神經(jīng)節等。不像CT只能獲取與人體長(cháng)軸垂直的橫斷面; 4.對人體沒(méi)有電離輻射損傷;
5.原則上所有自旋不為零的核元素都可以用以成像,例如氫(H)、碳(C)、氮(N和N)、磷(P)等。
MRI的缺點(diǎn)及可能存在的危害
雖然MRI對患者沒(méi)有致命性的損傷,但還是給患者帶來(lái)了一些不適感。在MRI診斷前應當采取必要的措施,把這種負面影響降到最低限度。其缺點(diǎn)主要有:
1.和CT一樣,MRI也是解剖性影像診斷,很多病變單憑核磁共振檢查仍難以確診,不像內窺鏡可同時(shí)獲得影像和病理兩方面的診斷; 2.對肺部的檢查不優(yōu)于X射線(xiàn)或CT檢查,對肝臟、胰腺、腎上腺、前列腺的檢查不比CT優(yōu)越,但費用要高昂得多; 4.掃描時(shí)間長(cháng),空間分辨力不夠理想;
5.由于強磁場(chǎng)的原因,MRI對諸如體內有磁金屬或起搏器的特殊病人不能適用。
MRI系統可能對人體造成傷害的因素主要包括以下方面:
1.強靜磁場(chǎng):在有鐵磁性物質(zhì)存在的情況下,不論是埋植在患者體內還是在磁場(chǎng)范圍內,都可能是危險因素; 2.隨時(shí)間變化的梯度場(chǎng):可在受試者體內誘導產(chǎn)生電場(chǎng)而興奮神經(jīng)或肌肉。外周神經(jīng)興奮是梯度場(chǎng)安全的上限指標。在足夠強度下,可以產(chǎn)生外周神經(jīng)興奮(如刺痛或叩擊感),甚至引起心臟興奮或心室振顫;
3.射頻場(chǎng)(RF)的致熱效應:在MRI聚焦或測量過(guò)程中所用到的大角度射頻場(chǎng)發(fā)射,其電磁能量在患者組織內轉化成熱能,使組織溫度升高。RF的致熱效應需要進(jìn)一步探討,臨床掃描儀對于射頻能量有所謂“特定吸收率”(specific absorption rate, SAR)的限制;
4.噪聲:MRI運行過(guò)程中產(chǎn)生的各種噪聲,可能使某些患者的聽(tīng)力受到損傷;