核磁共振成像儀就是利用核磁共振成像而產(chǎn)生的儀器。它是繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步，廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域。為了避免與核醫(yī)學(xué)中放射成像混淆，把它稱為核磁共振成像術(shù)。

核磁共振成像

　　核磁共振成像是利用原子核在磁場內(nèi)共振所產(chǎn)生信號經(jīng)重建成像的一種成像技術(shù)。近年來，核磁共振成像儀發(fā)展十分迅速，已日臻成熟完善。檢查范圍基本上覆蓋了全身各系統(tǒng)，并在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。參與核磁共振成像的因素較多，信息量大而且不同于現(xiàn)有各種影像學(xué)成像，在診斷疾病中有很大優(yōu)越性和應(yīng)用潛力。

核磁共振成像儀工作原理

　　含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子有白旋運(yùn)動，帶正電，產(chǎn)生磁矩，有如一個小磁體。小磁體自旋軸的排列無一定規(guī)律，但如果在均勻的強(qiáng)磁場中，則小磁體的自旋軸將按磁場磁力線的方向重新排列，在這種狀態(tài)下，質(zhì)子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉(zhuǎn)，并有自己的磁場。用特定頻率的射頻脈沖進(jìn)行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。

　　停止發(fā)射射頻脈沖，則被激發(fā)的氫原子核把所吸收的能逐步釋放出來，其相位和能級都恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)。這一恢復(fù)過程稱為弛豫過程，而恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)所需的時間則稱之為弛豫時間。

　　有兩種弛豫時間，一種是自旋-晶格弛豫時間又稱縱向弛豫時間，反映白旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時間，也是90°射頻脈沖質(zhì)子由縱向磁化轉(zhuǎn)到橫向磁化之后再恢復(fù)到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)所需時間，稱T1。另一種是自旋一自旋弛豫時間，又稱橫向弛豫時間，反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時間，稱T2。T2衰減是由共振質(zhì)子之間相互磁化作用所引起，與T1不同，它引起相位的變化。

　　正常情況下，質(zhì)子處于雜亂無章的排列狀態(tài)。當(dāng)把它們放人一個強(qiáng)外磁場中，就會發(fā)生改變。它們僅在平行或反平行于外磁場兩個方向上排列。人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此。這種組織間弛豫時間上的差別，是核磁共振成像儀的成像基礎(chǔ)，有如cT時，組織間吸收系數(shù)(CT值)差別是CT成像基礎(chǔ)的道理。

　　但核磁共振成像儀不像CT只有一個參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T1、T2和自旋核密度(P)等幾個參數(shù)，其中T1與T2尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的T1(或T2)值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。

　　核磁共振成像儀的成像方法也與CT相似，有如把檢查層面分成一定數(shù)量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數(shù)字化后輸人計算機(jī)處理，獲得每個體素的T1值(或T2值)，進(jìn)行空間編碼。用轉(zhuǎn)換器將每個T值轉(zhuǎn)為模擬灰度，而重建圖像。

核磁共振成像儀的結(jié)構(gòu)

　　核磁共振成像儀的成像系統(tǒng)包括MR信號產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集與處理及圖像顯示兩部分。MR信號的產(chǎn)生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MR波譜儀，而數(shù)據(jù)處理及圖像顯示部分，則與CT掃描裝置相似。

　　核磁共振成像儀包括磁體、梯度線圈、供電部分、射頻發(fā)射器及MR信號接收器，這些部分負(fù)責(zé)MR信號產(chǎn)生、探測與編碼;模擬轉(zhuǎn)換器、計算機(jī)等，則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲。

　　核磁共振成像儀的磁體有常導(dǎo)型、超導(dǎo)型和永磁型三種，直接關(guān)系到磁場強(qiáng)度、均勻度和穩(wěn)定性，并影響核磁共振成像儀的圖像質(zhì)量。因此，非常重要。通常用磁體類型來說明核磁共振成像儀的類型。常導(dǎo)型的線圈用銅、鋁線繞成，磁場強(qiáng)度Zgao可達(dá)0.15～0.3T，超導(dǎo)型的線圈用鈮一鈦合金線繞成，磁場強(qiáng)度一般為0.35-2.0T，用液氦及液氮冷卻;永磁型的磁體由用磁性物質(zhì)制成的磁磚所組成，較重，磁場強(qiáng)度偏低，Zgao達(dá)0.3T。

　　核磁共振成像儀的梯度線圈，是用來修改主磁場，產(chǎn)生梯度磁場。其磁場強(qiáng)度雖只有主磁場的幾百分之一。但梯度磁場為人體MR信號提供了空間定位的三維編碼的可能，梯度場由X、Y、Z三個梯度磁場線圈組成，并有驅(qū)動器以便在掃描過程中快速改變磁場的方向與強(qiáng)度，迅速完成三維編碼。

　　核磁共振成像儀的射頻發(fā)射器與MR信號接收器為射頻系統(tǒng)，射頻發(fā)射器是為了產(chǎn)生臨床檢查目的不同的脈沖序列，以激發(fā)人體內(nèi)氫原子核產(chǎn)生MR信號。射頻發(fā)射器及射頻線圈很像一個短波發(fā)射臺及發(fā)射天線，向人體發(fā)射脈沖，人體內(nèi)氫原子核相當(dāng)于一臺收音機(jī)接收脈沖。脈沖停止發(fā)射后，人體氫原子核變成一個短波發(fā)射臺。

　　核磁共振成像儀的MR信號接收器則成為一臺收音機(jī)接收MR信號。脈沖序列發(fā)射完全在計算機(jī)控制之下。核磁共振成像儀中的數(shù)據(jù)采集、處理和圖像顯示，與CT設(shè)備非常相似。