核磁共振成像的临床化,本质上是氢质子成像从物理现象走向医学工具的过程。其原理是利用人体中氢原子的信号反应来确定水分子在生物体内的分布结构,从而探测人体生理结构的完整性;这项技术在上个世纪80年代才正式应用于临床,学术界针对核磁共振的研究曾6次获得诺贝尔奖。此后,场强从1.5T向3.0T乃至更高演进,构成医学影像行业最重要的技术拐点之一。
从物理现象到临床工具
人体约三分之二由水构成,水又由氢原子和氧原子构成。当人体暴露在核磁共振仪下,会引起氢原子的共振反应,通过聚合磁场,人体内部的水分子呈现出一定梯度,从而形成人体内部结构的影像。
需要厘清的是,核磁共振是物理学反应,其中的“核”并非核电的核,而是“氢质子核”,在磁场作用下发散的是电磁波,没有核辐射。相比CT,核磁共振能够避免辐射,软组织成像精度高,纹理边界也更为清晰,已成为现代化医院不可或缺的专业设备。
场强演进:从1.5T到超高场
这里的T指tesla,即场强大小,地球磁场约为0.00005 T。T越大通常意味着可以提供更高的分辨率,以及能更快地对人体成像。全球市场中,超导MR逐渐成为主流产品,其中1.5T MR系统目前保有量最多,主流产品为1.5T和3.0T。
| 场强 | 代表进展 | 成像能力 |
|---|---|---|
| 1.5T | 目前保有量最多 | 主流临床配置 |
| 3.0T | 逐步取代1.5T | 可分辨小至1mm的细节 |
| 5.0T | 联影自主研发超高场MR | —— |
| 7.0T | 西门子和GE推出超高场MR | 可达0.5mm,分辨脑部皮层内部功能 |
在7T磁共振上,人类首次看到了信息是如何在人类的大脑中神经元之间传导。但超高场产品的安全性还需要进一步验证,同时价格也不是普通三甲医院能够承受的。所以在一段时间内,MR领域的发展趋势仍是3.0T逐步取代1.5T。
常见问题
核磁共振有核辐射吗?
没有。核磁共振是物理学反应,其中的“核”指的是“氢质子核”,在磁场作用下发散的是电磁波,不存在核辐射。这也是它相比CT的重要特点之一。
为什么核磁共振检查费用较高?
MR设备本身昂贵,好点的设备都在千万以上,顶级的甚至需要几千万,维护成本和人工成本也十分昂贵。不过我国的核磁共振收费堪称白菜价,还不到发达国家的十分之一。
场强越高越好吗?
场强提升通常带来更高分辨率和更快成像,7T设备已能分辨0.5mm细节。但超高场产品的安全性还需要进一步验证,价格也不是普通三甲医院能够承受的,因此短期内3.0T逐步取代1.5T仍是主要趋势。