型、色、體、徵(永康堂‧張老師)

　核磁共振﹝NMR﹞成像：

核磁共振﹝NMR﹞成像是利用原子核在磁場內共振所產生信號經重建成像的一種成像技術。

核磁共振﹝NMR﹞是一種核子物理現象。早在1946年Block與Purcell就報導了這種現象並應用於波譜學。Lauterbur1973年發表了MR成象技術，使核磁共振﹝NMR﹞不僅用於物理學和化學。也應用於臨床醫學領域。近年來，核磁共振﹝NMR﹞成像技術發展十分迅速，已日臻成熟完善。檢查範圍基本上覆蓋了全身各系統，並在世界範圍內推廣應用。為了準確反映其成像基礎，避免與核素成像混淆，現改稱為核磁共振﹝NMR﹞成象。參與MRi_成像的因素較多，信息量大而且不同于現有各種影像學成像，在診斷疾病中有很大優越性和應用潛力

　MRI的成像基本原理與設備：

一、核磁共振﹝NMR﹞現象與MRI：

含單數質子的原子核，例如人體內廣泛存在的氫原子核，其質子有自旋運動，帶正電，產生磁矩，有如一個小磁體。小磁體自旋軸的排列無一定規律。但如在均勻的強磁場中，則小磁體的自旋軸將按磁場磁力線的方向重新排列﹝圖1-5-2﹞。在這種狀態下，用特定頻率的射頻脈衝﹝radionfrequency，RF﹞進行激發，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發生了核磁共振﹝NMR﹞現象。停止發射射頻脈衝，則被激發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到激發前的狀態。這一恢復過程稱為弛豫過程﹝relaxation_process﹞，而恢復到原來平衡狀態所需的時間則稱之為弛豫時間﹝relaxation_time﹞。有兩種弛豫時間，一種是自旋-晶格弛豫時間﹝spin-lattice_relaxationtime﹞又稱縱向弛豫時間﹝longitudinal_relaxation_time﹞反映自旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時間，也是90°射頻脈衝質子由縱向磁化轉到橫向磁化之後再恢復到縱向磁化激發前狀態所需時間，稱T1。另一種是自旋-自旋弛豫時間﹝spin-spin_relaxation_time﹞，又稱橫向弛豫時間﹝transverse_relaxation_time﹞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衰減是由共振質子之間相互磁化作用所引起，與T1不同，它引起相位的變化。

質子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉，並有自己的磁場

正常情況下，質子處於雜亂無章的排列狀態。當把它們放入一個強外磁場中，就會發生改變。它們僅在平行或反平行於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﹝表1-5-1a、b﹞。這種組織間弛豫時間上的差別，是MRI的成像基礎。有如CT時，組織間吸收係數﹝CT值﹞差別是CT成像基礎的道理。但MRI不像CT只有一個參數，即吸收係數，而是有T1、T2和自旋核密度﹝P﹞等幾個參數，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。

MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成Nx，Ny，Nz……一定數量的小體積，即體素，用接收器收集資訊，數位化後輸入電腦處理，獲得每個體素的T1值﹝或T2值﹞，進行空間編碼。用轉換器將每個T值轉為類比灰度，而重建圖像。

人體正常與病變組織的T1值﹝ms﹞：

表1-5-1b　正常顱腦的T1與T2值﹝ms﹞：

二、MRI設備：

MRI的成像系統包括MR信號產生和資料獲取與處理及圖像顯示兩部分。MR信號的產生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MR波譜儀，而資料處理及圖像顯示部分，則與CT掃描裝置相似。

MRI設備：包括磁體、梯度﹝gradient﹞線圈、供電部分、射頻發射器及MR信號接收器，這些部分負責MR信號產生、探測與編碼；類比轉換器、電腦、磁片與磁帶機等，則負責資料處理、圖像重建、顯示與存儲。

磁體：有常導型、超導型和永磁型三種，直接關係到磁場強度、均勻度和穩定性，並影響MRI的圖像品質。因此，非常重要。通常用磁體類型來說明MRI設備的類型。常導型的線圈用銅、鋁線繞成，磁場強度最高可達0.15～0.3T*，超導型的線圈用鈮-鈦合金線繞成，磁場強度一般為0.35～2.0T，用液氦及液氮冷卻；永磁型的磁體由用磁性物質製成的磁磚所組成，較重，磁場強度偏低，最高達0.3T。

梯度﹝gradient﹞線圈，修改主磁場，產生梯度﹝gradient﹞磁場。其磁場強度雖只有主磁場的幾百分之一。但梯度﹝gradient﹞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﹝gradient﹞場由X、Y、Z三個梯度﹝gradient﹞磁場線圈組成，並有驅動器以便在掃描過程中快速改變磁場的方向與強度，迅速完成三維編碼。

MRI設備基本結構

射頻發射器與MR信號接收器為射頻系統，射頻發射器是為了產生臨床檢查目的不同的脈衝序列，以激發人體內氫原子核產生MR信號。射頻發射器及射頻線圈很象一個短波發射台及發射天線，向人體發射脈衝，人體內氫原子核相當一台收音機接收脈衝。脈衝停止發射後，人體氫原子核變成一個短波發射台，而MR信號接受器則成為一台收音機接收MR信號。脈衝序列發射完全在電腦控制之下。

MRI設備中的資料獲取、處理和圖像顯示，除圖像重建由Fourier變換代替了反投影以外，與CT設備非常相似。