很多核饭很好奇这核磁共振怎么这么牛掰,要求这么严格,费用这么高?来,这一次,我们聊聊核磁共振。
感谢知乎小伙伴:秦朗偶吧、一本正经、俞越、倪大业
核磁共振的原理
[一本正经]:这主要是讲给非影像学的了解成像原理,专业术语不那么严谨。
首先要明白几点事情,人体都是由原子构成的。每个原子都有自己的震动频率,即,可认为它们都是在哆嗦着。每个原子由于电子环绕,故都可看成个小磁铁。人体内水的含量最多,水含有氢原子。磁共振主要依靠氢原子来成像。
平常,人体氢原子都是杂乱无序的哆嗦着,由于各方向磁性抵消,人体整体不体现磁性。如同跳舞场大妈,在开始前热身运动,各干各的,朝向四面八方,没啥规律。当把人体置于一个强的外磁场中,氢原子仍按自己频率震动,但方向为与外界磁场保持一致,整体上体现磁性。如同,音乐一响,大妈们立即面朝音响站好,这时整体方向是面向音响那里的。此时大妈仍旧按自己的情况哆嗦着,呃,跳着舞。
此时我们加入一个射频脉冲,那么与射频脉冲频率相同的氢原子就产生共振,那么它可能震动幅度大了,方向变了,其它氢原子因为没有共振所以改变很小。当这个射频脉冲消失后,这些共振的氢原子会慢慢再恢复到原来方向和幅度。这个恢复复过程就会有信号发射出来。我们检测这个信号,就可以画出人体图像。
搁大妈身上,该这么形容:你站在大妈方阵的前面大喊:“ ×××!你给我跳起来!”于是听到的大妈一下蹦起来!在大妈蹦起的这一瞬间,你就得到了这个大妈的信息,长相,衣服......你挨个叫大妈跳一边就得到全部的信息了,广场大妈信息图你终于得到了。对,你就是那个射频脉冲!对!那个噪音的产生,有你的一份力量。
核磁共振有没有辐射
先说答案:没有,一点也没有“所谓的辐射”
CT和X光这两种设备基本的原理都是利用X光对准人体照相,因为身体内组织对X光阻挡的程度不一样,形成明暗对比度,得出图像。 CT就是一种高速旋转的X光拍片机,经过后处理形成图像。
MRI本身是通过磁场对原子核成像的,不涉及电离辐射。电磁辐射倒是有一些,根据主磁场不同,频率在~10-120Mhz左右. 电台广播的频段。
结论:MRI就像听广播,但CT可是真心凶猛啊,一次1-10mSv,普通民众的一年上限才5mSv,一次就废了...
核磁共振为啥这么贵
[俞越]:强磁场,尤其是高度稳定并且高度均匀的强磁场非常难获得。
1)首先这要求低温技术,液氦温度-269°C;要让大量液氦老老实实待在仪器内,常用的方法是在外部加一个液氮(-196°C)夹套。
2)零部件加工精度需要保证磁场强度在放置样品的区域恒定,因为这事关分辨率。
3)电子系统稳定性要求极高,电压的波动等需要被压制,否则破坏灵敏度甚至准确度。
另外,信号检测器需要能够探测原子核产生的宏观磁矩,这是极弱的,弱到连线圈的热噪声都可以影响其灵敏度,所以会出现用液氮冷却的低温探头(cryo-probe)这样的东西。
由于以上原因,核磁共振仪器的制造属于高精尖的技术,所以全世界也没几个制造商。
1)仪器本身贵。
一台核磁共振成像仪耗资50万-100万美元,因此折旧也就贵,分摊到测试费用里也就贵。
2)核磁共振维护费用高。
核磁共振仪需要液氮与液氦维持超导磁体产生的强磁场,即使在停机状态也需要消耗液氮与液氦。液氮虽然是白菜价(通常低于10人民币每升),但是每小时0.4升的消耗速度也是很坑爹的,液氦就贵了,一般在200人民币每升,每3、4个月添加一次液氦,每次花费1万多人民币。
那么高价就显得不是那么费解了。
被轮椅砸,这不是最新鲜的
[秦朗偶吧]:所有的磁共振病人,在进入之前都会被医生询问身上有没有金属物品,因为里面有强磁场,带金属物品进去不仅容易损坏机器,而且对医生和病人的生命安全是个威胁,尤其是心脏起搏器的病人,进去就真的是完了,所以磁共振申请单和磁共振大门上,会明确标注,医生也会再三强调。
然而,事实上,在中国,病人才是大爷,怎么玩的都有
案例一:
医院磁共振室有两个箱子,进去之前都会让病人做准备,把东西取了放进去,然后之前有个病人,准备的时候就让他取东西,取完了进门前问了他两次,身上还有没有硬币打火机啊之类和金属有关的,一口咬定没有,进去了就看他衬衫里明显有东西被吸起来了,衣服已经扯变形了,赶紧一把给他拉住问他是不是带金属物品了,人家还说没有,问他确定吗,他说确定,又问他有没有觉得什么在拽他,他说有,然后人家嘻嘻一笑,从衣服里掏了一塑料袋硬币出来了…
案例二:
医生低头在那安线圈,然后一个硬币像子弹一样飞过来,贴着脸砸上去,都感觉到它蹭到眼睫毛了,然后砸在机器上,当时真的是吓一跳,当时扭个头,估计硬币就打我眼睛里去了,然后问他为什么没取,他说他想试一下,看看会怎么样,没想到这么厉害。
组图:来看看那些年被摧残的核磁共振仪器吧
核磁共振仪:
人艰不拆,谁让我吸引力这么大