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为何磁共振(MRI)检查时间长

2023-05-17 15:25:49 成都西区医院 伍早俊

  在医院放射科的各项检查中,磁共振(MRI)检查大多需要排队很长时间,有些医院甚至要预约到两周或更长时间。所以经常会有患者或家属提出疑问,做个CT检查分分钟就好了,怎么做磁共振检查要那么长的时间呢?

  磁共振(MRI)检查作为放射科的常规检查之一,有着非常明显的优势,比如无电离辐射,软组织对比度高,多参数、多方位成像,可以无需对比剂进行血管成像、灌注扫描等,在这众多的优点中,磁共振检查有两个至今无法避免的缺点:噪音与检查时间长。

  今天我们就一起来谈谈磁共振检查为何时间较长。

  磁共振成像一般都是利用氢质子成像,那么为什么选择氢质子而不是其他呢?因为原子核中的质子并非静止状态,以自身的旋转轴作自旋运动,是原子核的一种特性。自旋与质子数目有关。质子和中子只有在奇数和偶数不一样的情况下它核才有自旋(如果质子和中子都是偶数这个原子核就可能是没有自旋,如果是奇数可能有也可能没有)。我们需要的是质子和中子不一样的情况下才是有价值的。只有奇数质子元素具备了磁共振研究条件的碳13、磷31、钠23、氟19、氢1。氢质子只有一个质子,即角动量最强,而且在人体中占的比例最高达65%以上,因此医学磁共振成像主要利用1H氢质子来完成的。

  当人体进入磁场以后,体内的氢质子因具有角动能而具有磁性,被磁化后的氢质子沿主磁场纵轴方向排列的磁化矢量称纵向磁化矢量。因与磁场平行处于同一方向的纵向磁化矢量不能直接探测到(因为主磁场的强度太大,微弱的纵向磁化矢量不能被磁共振线圈探测到)。然而横向磁化矢量与主磁场垂直,其发生弛豫时可以切割线圈产生微弱的电信号(类似于发电机原理),这个微弱的电信号是可以被探测和记录的。那么,又如何产生横向磁化矢量呢?这时就需要射频脉冲(RF)来激励氢质子使其产生共振(当RF的频率与氢质子的进动频率一致时,氢质子将产生共振吸收能量,发生能级跃迁),从而使纵向磁化矢量发生偏转,这样就产生了横向磁化矢量。停止发射射频脉冲RF后,则被激励的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来,其相位和能级都恢复到激发前的状态,这个过程就被称为弛豫。以90°射频脉冲为例,弛豫过程分为横向弛豫(横向磁化矢量的衰减)和纵向弛豫(纵向磁化矢量的恢复)。在弛豫过程中采集信号就是磁共振信号,我们把纵向弛豫过程中纵向磁化矢量从0恢复至63%的这段时间称为纵向弛豫时间(T1);把横向弛豫过程中横向磁化矢量从最大衰减至37%的这段时间称为横向弛豫时间(T2)。

  通过了解磁共振的原理,我们发现磁共振成像主要的物质对象是人体水分子中的氢原子。然而氢原子的质量约为1.674×10⁻²⁷千克,当磁共振成像时,射频脉冲激励氢质子使其发生能量的跃迁,然后(射频脉冲停止后)发生弛豫现象,并在此过程中采集信号。前面已经说过了,氢质子的质量非常非常的小(约为1.674×10⁻²⁷千克),所以说这么小的质量产生的信号也是非常非常的微弱,为了图像质量能够达到诊断的要求,磁共振扫描时就需要多次采集,比如矩阵为256X256的一幅图像就需要采集256次,这就是磁共振检查时间较长的主要原因之一。

  另外磁共振是多参数、多方位成像,这是磁共振检查时间较长的另两个因素。多参数:磁共振图像对比常见的有T1加权成像(T1WI)、T2加权成像(T2WI)、质子密度加权成像(PDWI)、扩散加权成像(DWI)、磁敏感加权成像(SWI)、灌注加权成像(PWI)等等,此外,磁共振成像还有多种序列及成像技术,比如:自旋回波序列,梯度回波序列,脂肪抑制技术,水抑制技术等。多方位:磁共振的优势之一就是可以任意方位成像,同时这也是磁共振检查较长的原因之一。磁共振检查一般要求三个方位(横轴位、冠状位、矢状位)的扫描,所以这样也会增加磁共振检查的检查时间。关于磁共振检查多参数及多方位扫描,我们以磁共振颅脑常规扫描为例来看看,一般颅脑常规扫描的序列有:t2_tse_tra,t1_f2d_tra,t2_tirm_tra_dark_fluid,ep2d_diff_3scan_trace_p2,t1_fi2d_sag_p2,t2_tirm_cor_dark_fluid等六个序列,约7-10分钟左右的时间。

  最后总结一下,磁共振(MRI)检查时间较长的主要因素有:①氢质子质量非常低,需要多次采集;②磁共振(MRI)检查是多参数成像;③磁共振(MRI)检查是多方位成像。

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