磁共振成像(MRI)

出处：按学科分类—医药、卫生 上海科学技术文献出版社《急诊影像诊断手册》第14页（2633字）

磁共振成像简称MRI(Magnetic Resonance Imaging)，它是利用人体内氢原子在特定磁场环境下可被射频脉冲(RF)激发而发生共振和吸收能量的物理现象而发展起来的一种医学影像新技术，近年来发展极其迅速，由于其无创伤性和对病变的高度敏感性，大受医患双方的欢迎，应用范围和诊断作用不断扩大，在急诊影像诊断中亦有重要的地位。

【磁共振成像基本原理】

1．核磁共振物理现象 人体内含有大量氢原子核，亦称质子，质子由于原子核外的带电电子和核内质子的环绕高速运动而成为一个微小的磁性体，其磁性大小以磁矩表示，磁矩具有方向性，是一个空间矢量，在无外加磁场时，众多随机运动的质子的净磁矩为零。然而当给予一个较强大而均匀的外加磁场时，质子原子核的旋轴会趋于平行或反平行于这个磁场方向，并以一种特殊的方式绕磁场方向旋转。这种旋转动作称进动，很象旋转中发生摇晃的陀螺，如以投影方式看即很象单摆的左右摆动，此摆动频率即称进动频率，与主磁场强度成直接正比关系，可用公式进行测算，频率实际值即称为Larmor频率。病人被送入主磁体内后不久，其身体各部位的质子即按一定的频率进行旋进运动和发生磁化。

用一个频率与Larmor频率一致的射频(RF)激发处于相同频率旋进的质子，将发生核磁共振现象，RF的能量被吸收，质子则跃迁到较高能态，磁矩总量的方向发生改变。90°的RF能使纵向磁矩从Z轴转到XY平面，而180°RF则从Z轴旋转180°至负Z轴方向。

当RF激发停止后，有关的质子的能级和相位都在一定时间后恢复到激发前的状态，这个过程称为弛豫，所需的时间称为弛豫时间，在弛豫过程中的能级变化和总磁矩的相位变化均能被MRI接收装置测得，并按信号强弱进行图像的重建。弛豫时间有两种，即T₁和T₂，T₁弛豫时间又称为纵向弛豫时间，反映被90°RF激发而处于横向磁化的质子从RF停止时至恢复到纵向平衡状态所需的时间，一个单位时间T₁为恢复纵向磁化最大值的63%。T₂弛豫时间亦称为横向弛豫时间，指90°RF激发后处于横向磁化状态的质子在RF停止后横向磁化丧失所需的时间，横向磁化丧失其原有水平的37%时为一个单位时间T₂，因它不涉及能量的传递，只指相位变化导致的相干性丧失，故时间远较T₁为短。

2．磁共振成像技术 根据以上物理学原理，首先MRI需要一个主磁场，目前产生主磁场的磁体有超导型、阻抗型和永磁型，一般超导型的主磁场强度及均匀度均较另两型为好，MRI图像质量较高。磁体中常有匀场装备以使主磁场更均匀。而射频发生器、线圈和MR信号采集系统均与被检器官的MRI图像中的信号获得有关，一般人体组织的MR信号强度与它的质子密度、T₁时间、T₂时间及血流等有关，但成像时选择的参数如TR、TE及脉冲序列等也影响MRI图像中的信号组成。脉冲序列指成像时采用的组合RF形式，以一个TR时间为单位重复进行，有SE、FSE、GR、IR、EPI等。MRI图像每个象素信号获得的空间定位由梯度线圈完成，梯度线圈有三组，即X、Y、Z轴方向上均按规律递增或递减，使不同空间位置上的组织产生的信号的频率、相位和出现时间均有微小差别而被计算机测出。另外，MRI机均配有计算机、操作软件、数据存储装置及照相设备等。

【磁共振成像的临床应用特点】

1．MRI图像特点 MRI作为一种影像诊断新技术，具有自身的特殊性：①图像中的信号强度(即亮度)与各种组织中的氢原子的含量及所处状态有关，与组织密度无关。②所采用的成像参数不同对图像影响很大，故有T₁加权、T₂加权及质子密度加权等不同图像。③MRI图像为断层图像，疾病诊断既要有病理解剖学上形态学改变的基础知识，又要充分掌握MRI成像时的技术条件。

2．MRI检查的优点 ①无辐射损伤。②具有很高的病变检出率。③直接三维切面成像，定位准确。④无骨骼伪影，特别适用于后颅凹、脊椎、关节等部位。⑤不用造影剂可使血管直接显影。⑥对软组织病变的显示效果优良。⑦可进行心脏、关节等活动器官的动态成像和功能检测。⑧MRI造影剂无过敏反应。⑨图像的计算机数字化处理，使资料存储及其他后处理极为方便。

3．MRI检查的局限性和注意事项 尽管MRI具有许多优点和先进性，但目前在我国尚未普及使用，其局限性主要有以下几点：①设备昂贵，检查费用高，技术要求高，维修困难。②目前其诊断仍主要依赖病变形态学特征，定性作用仍有限。③对消化道病变效果不良。④检查时间较长，儿童或烦躁不合作病人不适宜。⑤主磁体内腔较小，病人易产生恐惧感。

在病人进入机房前亦应注意：①有心脏起搏器、动脉瘤术后留有金属夹的病人禁止行MRI检查。②被检查区域不能有金属物，如有节育环病人不宜进行盆腔及腰骶部MRI检查。③金属物品或磁卡、磁带等不许带入。④作腹部MRI检查者应先口服甘露醇等造影剂。

【MRI检查在急诊患者中的应用选择】

由于MRI检查费时较长，扫描时要求病人静卧不动，且不允许监护仪器带入机房及不便随时观察病情变化等因素，MRI检查一般不适宜做危重病人。但MRI本身有许多其他检查不能达到的显示效果，只要病情相对稳定，在做好急救准备的条件下仍可进行。检查时注意动作轻巧，参数选择上注意适当减少激励次数、扫描矩阵大小及TR值等，选择一或两种切面即可。MRI对以下急诊病人具有重要的价值：①脊椎或脊髓损伤。②脑梗塞早期。③轻度或特殊部位脑挫伤。④颅内或椎管内感染。⑤急性后期或亚急性少量的蛛网膜下腔出血或硬膜下出血。⑥动脉瘤或AVM等伴发的出血。⑦急性夹层动脉瘤形成或动脉瘤破裂。⑧半月板损伤或关节内韧带的损伤。⑨肌肉或软组织挫伤及血肿。⑩早期骨软骨炎或股骨头无菌性坏死等。