核磁共振成像原理 科普动画|如何向别人解释MRI是怎么成像的？

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密切注意

核磁共振技术最初的应用是在核物理的研究领域中确定原子核的核磁矩，现已逐渐应用于材料结构、生物科学和医学。医学核磁共振成像(NMRI)是医学中最广泛和最受关注的技术。它是核磁共振的基本方法、图像重建理论和现代计算机技术相结合的宝库。

磁共振成像的起源

核磁共振成像技术的命名在历史上一直被混淆。为了突出这种不产生电离辐射的检查技术的优势，并与使用放射性元素的核医学相区别，放射科医生和设备制造商将“核磁共振成像”称为“磁共振成像(MRI)”。

磁共振成像原理

磁共振成像原理复杂，与15位诺贝尔奖获得者的研究成果有关。很多人工作几年后还是头疼，不知道怎么给别人解释MRI的基本原理。其实MRI就像在玩一个叫“水分子捉迷藏”的游戏。磁共振成像是通过逐层扫描每个截面的水分子来进行的。戳这个视频看看~

(a)在正常情况下

众所周知，人体主要由含有氢原子的水分子组成。氢原子核中的质子总是在运动。它绕着自己的轴旋转。因为质子表面带正电荷，所以这些正电荷也会自旋。移动的电荷形成电流。从电磁学的基本原理可以知道，有电流的地方就有磁场。所以单个氢质子类似于通电线圈，可以看作是一个小磁铁。正常情况下，氢质子的自旋是无序排列的，它们的宏观磁矩为零。

(2)处于静态磁场中

当人体暴露在核磁共振成像下时，事情就会发生变化。氢质子一方面以自身磁矩方向为轴快速旋转，另一方面也以外磁场方向为轴快速旋转(进动)，即拉莫尔运动。

(3)外部射频激励

射频脉冲沿着垂直于外部磁场方向的平面防线施加到人体上。人体刚暴露在静磁场中产生的宏观磁化矢量会发生反转，一个射频场会发生偏转，其轴垂直于主磁场。偏转角取决于射频施加的时间和射频的带宽。

(4)射频消失后，

当射频激发消失后，氢质子群会释放激发状态吸收的能量，回到原来的状态。这种氢质子系统受到外界能量改变能级排列，进动相位被激发一致的现象称为磁共振现象。

看完这个视频，你是否不再迷茫于MRI是如何成像的？下次有人问，你可以告诉他这个“水分子捉迷藏”的游戏

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