核磁共振检查是否有“核”辐射

核磁共振检查是否有“核”辐射

伍早俊

成都西区医院  四川  成都  610000

磁共振(MRI)检查现已经是医院放射科常见的检查方式之一，然后早期磁共振被称为核磁共振(NMRI)，所以部分医务工作者及很多老百姓“听‘核’色变”，总觉得磁共振检查有很强的“核”辐射。哪磁共振检查到底有没“核”辐射呢？

接下来，我们就来了解一下磁共振成像的原理。

    磁共振成像定义：人体进入磁场被磁化，通过射频脉冲RF去激发氢质子，射频脉冲停止之后就发生核磁弛豫，从而产生磁共振信号，然后经过线圈去接收磁共振信号。并利用梯度场进行空间编码实现对信号的定位，通过计算机的重建处理，从而得到图像。

    磁共振MRI基本成像过程：人体未进入磁场时,体内氢质子群自然无规律排列，当进入静磁场后,所有自旋的氢质子重新排列定向(磁矩指向N极或S极)，且顺磁场方向的排列的氢质子略多于逆磁场方向的，通过射频线圈和静磁场垂直方向施加射频脉冲，受检部位氢质子吸收能量并向一个方向偏转和自旋，当射频脉冲停止后氢质子弛豫开始，氢质子释放吸收的能量重新回到原来自旋的方向，释放的电磁能转化为磁共振信号，经梯度磁场做层面选择和相位编码及频率编码，经傅立叶转换和计算机处理形成图像。

    原子核的自旋：原子核是由质子和中子组成。质子带正电荷，通常与原子核外的电子数相等，以保持原子的电中性，原子核中的质子和中子个数可有不同，质子和中子决定原子的质量，原子核是主要决定该原子物理特特性的。质子中子如不成对,将使质子在旋转产生角动量(自旋）一个质子的角动量具备了“磁性原子核”根据原子核的基本特性质子和中子统称为核子，具有自旋的特性，犹如一个小磁体，它们像地球一样在不停地绕地心轴旋转。

    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是静止状态，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。质子和中子只有在基数和偶数不一样的情况下它核才有自旋（如果质子中子都是偶数这个原子核就可能是没有自旋，如果是基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、H1。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H1氢质子来完成的。

    自然状态下，小磁体自旋轴的排列杂乱无章无一定规律，并随时发生变化。当外加一个强磁场后，则小磁体的自旋轴将按磁场南北极两个方向重新平行排列。

    两种不同排列表明其处于两种不同能级状态，低能级与主磁场方向相同，高能级和主磁场方向相反。与主磁场方向一致的低能态的质子磁化矢量略多于与主磁场方向相反的高能态的磁化矢量，形成两个方向相反的角动量差，就是组织结构的宏观磁化矢量，称之为纵向磁化矢量。

    处于强磁场中的质子并非静止的像两个方向平行，而进行“陀螺样的摇摆样运动”质子磁矩这种动态旋转过程称为进动，其旋转频率（拉摩Larmor频率）也就是我们经常说的进动频率。

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，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)。

当然，磁共振信号的采集这只是磁共振检查中的一个重要环节，还需要经梯度场的层面、层厚、层间距的选择，相位方向编码及频率方向的编码，并通过傅里叶转换及复杂的数学运算，最后通过计算机才能重建出一幅完整的磁共振图像。

综上所述，磁共振检查是没有 “核”辐射的，“核磁共振”里的“核”不是核武器的“核”，也不是福岛核电站泄漏出来的那个“核”，而是氢质子核,也就是咱们体内水分子的主要组成成份。核磁共振就是利用人体内水的比例大,氢质子核含量多的特点进行成像的。

核磁共振的命名可以这样解释：“核”-氢原子核、“磁”-磁场、“共振”-发射射频脉冲使位于磁场里的氢质子核产生共振，射频脉冲停止后，被激发的氢质子发生弛豫，然后利用专用的线圈采集“弛豫”过程中的信号，这就是磁共振信号，因为氢质子质量非常非常低，所以这种信号也非常非常的微弱，故需要多次采集，比如相位编码为256X256的图像就需要采集256次，这也是磁共振检查时间比较长的主要原因。

参考文献：郭静，华夏影像诊断中心，基础篇-磁共振原理(上)，2018.11.30. 杨正汉，冯逢，王霄英，等 磁共振成像技术指南，人民军医出版社，2007.6.