核磁共振成像仪

核磁共振成像仪_6分词条

核磁共振成像仪核磁共振成像仪
核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。核磁共振成像仪就是因这项技术而产生的仪器。它是继CT后医学影像学的又一重大进步。自80年代应用以来,它以极快的速度得到发展。核磁共振是一种物理现象,作为一种分析手段广泛应用于物理、化学、生物等领域,到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆,把它称为核磁共振成像术(MRI)。

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核磁共振成像仪 简介

       

核磁共振成像仪核磁共振仪
MRI是一种生物磁自旋成像技术,它是利用原子核自旋运动的特点,在外加磁场内,经射频脉冲激后产生信号,用探测器检测并输入计算机,经过处理转换在屏幕上显示图像。   

MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术,而且不同于已有的成像术,因此,它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像,不会产生CT检测中的伪影;不需注射造影剂;无电离辐射,对机体没有不良影响。MRI对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效,同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。   

MRI也存在不足之处。它的空间分辨率不及CT,带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MRI的检查,另外价格比较昂贵。

核磁共振成像仪 基本原理

       

其基本原理:是将人体置于特殊的磁场中,用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核,引起氢原子核共振,并吸收能量。在停止射频脉冲后,氢原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收的能量释放出来,被体外的接受器收录,经电子计算机处理获得图像,这就叫做核磁共振成像。

核磁共振成像仪 技术成就

       
核磁共振成像仪保罗·劳特布尔

保罗·劳特布尔

保罗·劳特布尔(Paul Lauterbur),美国科学家。他致力于核磁共振光谱学及其应用的研究。劳特布尔还把核磁共振成像技术推广应用到生物化学和生物物理学领域。1985年至今,他担任美国伊利诺伊大学生物医学核磁共振实验室主任。因在核磁共振成像技术领域的突破性成就,而和英国科学家彼得·曼斯菲尔德(Peter Mansfield)共同获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖。于2007年3月27日在美国伊利诺伊州乌尔班纳市逝世,享年77岁。

劳特布尔1929年生于美国俄亥俄州小城悉尼,1951年获凯斯理工学院理学士,1962年获费城匹兹堡大学化学博士。1963年至1984年间,劳特布尔作为化学和放射学系教授执教于纽约州立大学石溪分校。在此期间,他致力于核磁共振光谱学及其应用的研究。劳特布尔还把核磁共振成像技术推广应用到生物化学和生物物理学领域。

彼得·曼斯菲尔德

核磁共振成像仪彼得·曼斯菲尔德
彼得· 曼斯菲尔德1933年出生于英国伦敦,1959年获伦敦大学玛丽女王学院理学士,1962年获伦敦大学物理学博士学位。1962年到1964年担任美国伊利诺伊大学物理系助理研究员,1964年到英国诺丁汉大学物理系担任讲师,现为该大学物理系教授。除物理学之外,曼斯菲尔德还对语言学、阅读和飞行感兴趣,并拥有飞机和直升机两用的飞行员执照。他进一步发展了有关在稳定磁场中使用附加的梯度磁场的理论,为核磁共振成像技术从理论到应用奠定了基础。  

瑞典卡罗林斯卡医学院6日宣布,2003年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家保罗·劳特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德,以表彰他们在核磁共振成像技术领域的突破性成就。他们的成就是医学诊断和研究领域的重大成果。

研究者成就

在这两位科学家成果的基础上,第一台医用核磁共振成像仪于20世纪80年代初问世。后来,为了避免人们把这种技术误解为核技术,一些科学家把核磁共振成像技术的“核”字去掉,称为其为“磁共振成像技术”,英文缩写即MRI。

核磁共振成像技术的最大优点是能够在对身体没有损害的前提下,快速地获得患者身体内部结构的高精确度立体图像。利用这种技术,可以诊断以前无法诊断的疾病,特别是脑和脊髓部位的病变;可以为患者需要手术的部位准确定位,特别是脑手术更离不开这种定位手段;可以更准确地跟踪患者体内的癌变情况,为更好地治疗癌症奠定基础。此外,由于使用这种技术时不直接接触被诊断者的身体,因而还可以减轻患者的痛苦。

目前核磁共振成像仪在全世界得到初步普及,已成为最重要的诊断工具之一。2002年,全世界使用的核磁共振成像仪共有2.2万台,利用它们共进行了约6000万人次的检查。

核磁共振成像仪 现代发展

       

核磁共振成像仪核磁共振成像仪
开发出世界扫描能力最强医用核磁共振成像仪

美国伊利诺伊大学芝加哥分校2007月12月4日宣布,该校研制的高强度的核磁共振成像仪已经完成了安全测试,即将投入临床使用。这将是世界上扫描能力最强的医用核磁共振成像设备。   

根据美国食品和药物管理局的规定,此类设备投入使用前必须进行严格的人体安全测试。

研究人员在《核磁共振杂志》上报告说,测试证明,这种强度高达9.4特斯拉的扫描仪对于人体是安全的。与目前核磁共振成像仪利用水分子追踪扫描不同,这一高强度的仪器借助的是钠离子。   

研究人员说,在兼顾安全性的前提下,这种高强度的核磁共振成像仪的扫描能力将大大提高,能帮助医生更早地检测疾病,更好地监测疾病进程。医生将可以实时地观测人脑内的新陈代谢等生物过程,有助于针对不同患者制定“个性化”治疗方案。   

例如,将来医生可以利用高强度的扫描仪,实时观察患者大脑内肿瘤对治疗方案的响应情况,随时调整放疗剂量等。而目前,医生通常要等好几个星期才能观察到肿瘤在治疗方案作用下是否开始缩减。医生将来甚至可能观测到,在整个肿瘤缩减之前内部的单个细胞是否已开始死亡。

华人科学家开发的氦气弥散核磁共振成像技术

美国弗吉尼亚大学华人科学家王成波领导的研究小组开发出一种新型氦气弥散核磁共振成像技术,在2008年5月17日前于加拿大举行的第16届国际核磁共振学会年会上获得青年科学家临床医学奖。与会专家认为,这种新技术有望推进肺部疾病的研究和治疗,具有应用前景。

核磁共振成像仪核磁共振仪
长期以来,医学研究人员推测哮喘病可能会引起肺部深层组织病变,但由于技术障碍,这个推测始终难以得到证实。 王成波17日接受新华社记者采访时说,与普通核磁共振成像不同,在氦气核磁共振成像中,患者吸入一种特殊氦气——氦的同位素气体。通过测量这种氦气分子的弥散距离,科学家们可以探测到包括肺部微小气管在内的深层组织损害。

王成波的研究小组发现,氦气核磁共振成像探测到的肺部深层组织损害与已知的哮喘病中普通的气管紧缩完全不同。

此外,这种肺部深层组织病变对最强力的哮喘激素药物没有反应,他们怀疑这可能揭示了哮喘频繁发作的深层原因。 王成波说,他们使用的特殊氦气对人体安全,其独特之处在于可以通过激光激化的方法大大增强核磁共振信号。目前这种氦气弥散核磁共振成像技术仍处于试验研究阶段,基本成像成本稍高于普通的核磁共振成像。

王成波等研究人员正计划改进试验设计,同时还将使用计算机X射线断层摄影等其他成像技术进行类似的对比试验。 近年来,哮喘病正逐渐成为一种公众健康威胁。目前,这种病威胁着世界约1.5亿人的健康,其中儿童患者达5000万。研究哮喘病的发病机理和病程进展正成为临床医学领域的重要课题。

韩国开发出高清晰磁共振成像技术

核磁共振成像仪核磁共振仪
据韩国媒体2008年7月10日报道韩国一科研小组成功开发出高清晰磁共振成像技术,可获得脑细胞的清晰影像。

据韩国首尔大学教授玄泽焕和成均馆大学教授李贞姬共同负责的科研小组介绍,他们利用纳米单位的氧化锰粒子制成的造影剂,成功拍到一般磁共振成像技术无法确认的脑细胞清晰影像。

玄泽焕表示,这项技术可望用于发现早期脑癌细胞,以及确认被检测者是否已患上老年痴呆症、帕金森氏症、癫痫症等疾病。

科研小组称,他们目前已完成这项技术的动物实验,并准备下一步进行人体临床实验。相关研究成果已刊登在德国 《应用化学》杂志网络版上。

 

附图

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