磁共振成像MRI,曾被称为核磁共振成像NMR,N指原子核nuclear,M指磁场magnetic,R是共振resonance。
然而在切尔诺贝利事件后,人们谈核色变,而核磁共振技术与核辐射没有任何关系,此外,“nuclear”一词还易使人对磁共振室产生核医学科的联想。
因此最后被改为磁共振成像MRI(Magnetic Resonance Imaging)。
在讲原理之前先来了解一些基本概念:
一.原子核
高中化学中,我们都学过,原子是化学反应中最小的粒子,其不可再分。但在物理状态中其可再分割为原子核和绕核运动的电子,而原子核又是由质子和中子组成的。
其中电子带负电荷,质子带正电荷,中子不带电荷。
核磁共振中选用的原子核通常是氢原子核。
原因如下:
①氢原子核具有自旋的性质;
②氢原子核是结构最简单的原子核,只含有一个带正电的质子没有中子;
③氢原子核的核磁共振信号强,灵敏度高;
④氢原子是人体内含量最丰富的元素,碳水化合物,蛋白质中都含有氢原子,其中水约占人体重的70%。
也可以进一步理解为具有氢原子核的组织就是MRI扫描的组织。
二.自旋
自旋,通俗理解即自转。上图中可以看到,质子并不是乖乖待着原子核中央的,而是绕着轨道旋转,类似于地球自转。
高中物理中学过,电荷的定向移动会产生电流,而电又可以生磁,根据安培定则——伸开右手,让弯曲的四指指向电流的方向,伸直的大拇指所指的方向即为环形电流内部磁场的方向。
于是原子核就会形成一个类似于具有N极和S极小磁针效果的磁场。
如此一来,每个原子核都相当于一个自旋着的小磁针。但在自然情况下,这些原子核是杂乱无章排列的,互相的磁场都被抵消了,所以整体对外是不显磁性的。
好了,这篇文章就先讲到这里,总结一下:
1.原子包括原子核和电子,原子核又包括质子和中子。
2.核磁共振技术利用的是原子核,且通常是氢原子的原子核。
3.氢原子的原子核有自旋的性质,通过自旋会产生磁场。但在自然情况下,一堆氢原子核在一起杂乱无章地排列,整体对外就不显磁性了。