概念

MRI：磁共振成像，英文全稱是:Magnetic Resonance Imaging

原理

核磁共振是一種物理現象，作為一種分析手段廣泛應用於物理、化學生物等領域，到1973年才將它用於醫學臨床檢測。為了避免與核醫學中放射成像混淆，把它稱為磁共振成像術(MR)。

MR是一種生物磁自旋成像技術，它是利用原子核自旋運動的特點，在外加磁場內，經射頻脈衝激後產生訊號，用探測器檢測並輸入計算機，經過計算機處理轉換後在螢幕上顯示影象。

成像原理 描述1：

核磁共振成像原理：原子核帶有正電，許多元素的原子核，如1H、19FT和31P等進行自旋運動。通常情況下，原子核自旋軸的排列是無規律的，但將其置於外加磁場

中時，核自旋空間取向從無序向有序過渡。這樣一來，自旋的核同時也以自旋軸和外加磁場的向量方向的夾角繞外加磁場向量旋進，這種旋進叫做拉莫爾旋進，就像旋轉的陀螺在地球的重力下的轉動。自旋系統的磁化向量由零逐漸增長，當系統達到平衡時，磁化強度達到穩定值。如果此時核自旋系統受到外界作用，如一定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應。這樣，自旋核還要在射頻方向上旋進，這種疊加的旋進狀態叫做章動。在射頻脈衝停止後，自旋系統已激化的原子核，不能維持這種狀態，將回復到磁場中原來的排列狀態，同時釋放出微弱的能量，成為射電訊號，把這許多訊號檢出，並使之能進行空間分辨，就得到運動中原子核分佈圖像。原子核從激化的狀態回覆到平衡排列狀態的過程叫弛豫過程。它所需的時間叫弛豫時間。弛豫時間有兩種即T1和T2，T1為自旋-點陣或縱向馳豫時間，T2為自旋-自旋或橫向弛豫時間。

總結成像原理：

1. 元素的原子核進行自旋運動，無規律；
2. 外加磁場，核自旋從無序變為有序，拉莫爾旋進；系統達到平衡；
3. 一定頻率的射頻激發原子核，共振效應，射頻方向旋進，章動；
4. 射頻脈衝停止，原子核回覆到磁場中原來排列狀態，釋放微弱的能量，射電訊號，檢出這些訊號，進行空間分辨，就得到運動中原子核分佈圖像。

成像原理 描述2：

“共振成像(MRI)又叫核磁共振成像技術。是繼CT後醫學影像學的又一重大進步。自80年代應用以來，它以極快的速度得到發展。其基本原理：是將人體置於特殊的磁場中，用無線電射頻脈衝激發人體內氫原子核，引起氫原子核共振，並吸收能量。在停止射頻脈衝後，氫原子核按特定頻率發出射電訊號

，並將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經電子計算機處理獲得影象，這就叫做核磁共振成像。

梯度磁場

基梯度磁場是位於磁體腔內的幾組線圈通過電流而產生，附加在主磁場上，可以增加或減弱主磁場強度，使沿梯度方向的自旋質子具有不同的磁場強度，因而有不同型別的共振頻率。

主磁場的產生依賴磁體，可以有永磁，常導，超導;目前高場強的都是超導。超導其實就是一個大磁鐵，一旦電流匯入，就無需再提供電流，電流在超低溫下幾乎不會損耗，強大的電流產生強磁場，平時主要是補充液氦。

梯度磁場是在主磁場上附加的梯度磁場，可以單梯度，可以雙梯度，可以在X，Y，Z軸上設立。雙梯度就是梯度轉換更快。梯度磁場的用處主要在空間定位，包括相位編碼及頻率編碼，可以通過梯度場明確空間上的任意位置。

而RF射頻主要是發射訊號及採集訊號，通過回波訊號來了解組織的特性，主要是T1，T2，質子，及流動訊號。

綜合上述，大磁場就是靜態磁場，它的用處是磁化組織，讓其有序；梯度場是人為新增，用於空間定位。

通電線圈可以產生磁場，在主磁場上再附加小的磁場，讓其形成某個梯度排列的磁場，此時質子的進動頻率改變，在Z軸上可以分層，在XY軸上進行平面空間定位。

MRI系統可能對人體造成傷害的因素：

1. 強靜磁場：在有鐵磁性物質存在的情況下，不論是埋植在患者體內還是在磁場範圍內，都可能是危險因素；
2. 隨時間變化的梯度場：可在受試者體內誘導產生電場而興奮神經或肌肉。外周神經興奮是梯度場安全的上限指標。在足夠強度下，可以產生外周神經興奮（如刺痛或叩擊感），甚至引起心臟興奮或心室振顫；
3. 射頻場（RF）的致熱效應：在MRI聚焦或測量過程中所用到的大角度射頻場發射，其電磁能量在患者組織內轉化成熱能，使組織溫度升高。RF的致熱效應需要進一步探討，臨床掃瞄儀對於射頻能量有所謂“特定吸收率”（specific absorption rate, SAR）的限制；
4. 噪聲：MRI執行過程中產生的各種噪聲，可能使某些患者的聽力受到損傷。“