核磁共振:此“核”非彼“核”【厦门高尚医学影像】

时间:2021-7-16   浏览量:79

   在这个谈“核”色变的时代,“核”经常被武断地等价于“核辐射”、“放射线”,甚至引发了很多恐怖的联想:“核污染”、“白血病”、“基因变异”、“肿瘤”、“生化危机”……

  近些年来,全世界不时出现的“核”新闻不断挑动着大众的神经。从广岛、长崎的原子弹爆炸,到1986年发生的切尔诺贝利核电站事故,再到2011年的福岛核电站事故,每一个事故都引发了全民关注甚至全民恐慌,人人避之不及,从2011年核电站事故引发的“抢盐潮”便可见一斑。因此在日常生活中,大众在接受磁共振成像(MRI)医疗检查时,常常误以为它会“辐射”人体,对身体造成恶劣的影响。除了费用原因外,这些误解也是导致人们不愿做这类检查的元凶之一。

  其实,核磁共振中所指的“核”与核辐射中的“核”有本质的区别,而且相比于常见的X光检查和CT检查,核磁共振对人体的伤害完全可以忽略不计。

核磁共振的是怎样成像的

我们知道所有物体都是由微小的原子构成的,包括人类的身体。我们的身体中包含了大量的分子,其中水分子占了很大的比例。

每个水分子中包含了两个氢原子,氢原子的原子核包含了带有正电的质子。质子随时都在进行自旋运动,而运动的电场会产生磁场,所以每一个质子都类似于一个小磁铁。将人体置于核磁共振仪产生的磁场中时,这个外加的磁场能激发人体内的氢原子核。也就是说,氢原子核可以吸收与它的自旋频率相同的电磁波,从而引起氢原子核共振。在关闭外部的磁场后,人体中的氢原子核会按特定频率发出电磁波,从而将其吸收的能量再释放出来,这就叫核磁共振(NMR)。

氢原子是很多种有机物质的组成成分,比如水分子、蛋白质分子、糖类分子等。当氢原子处于不同的分子中时会受到周围原子的影响,它的核磁共振过程会因此不同。也就是说,不同的器官、组织的核磁共振过程有差异。据此可通过检测这种差异从而得知“原子核”的位置,最终绘制出人体内部的器官、组织的结构图像。这就叫做核磁共振成像(MRI)。

能力更低,安全性高

从前文可以看出,“核磁共振”中的“核”指的是“原子核”。而我们身体中的每一个原子都具有原子核,它是我们的组成部分,因而无所谓“伤害”。核磁共振的伤害主要来自静磁场、梯度场、射频场、噪声和造影剂,其中最主要的影响不是核磁共振产生的磁场,而是造影剂带来的轻微副作用。当然,并不是每次检查都需要造影剂,而且造影剂也在改进中,以减小对人体的影响。

X线摄片、CT、磁共振成像可称为医学成像的三驾马车,各自具有优势。但是前两者都与X射线有关系。磁共振的安全性担忧常常来自它的“两个伙伴”。

医学检查时,X射线会让人体的原子“电离”,也就是让原子失去电子。失去电子后的原子会带电,处于不稳定的状态,因此会对人体产生很大的损害。它就像一头发狂的怪兽,在细胞内横冲直撞,大肆破坏。比如说,要是人体细胞的DNA分子被电离了,或者其他电离后的分子损伤了DNA,那么有可能造成细胞的基因突变。如果是人的生殖细胞受到影响,就有可能把有问题的基因传给后代,这是很可怕的。所以在照X光片、胸透的时候,医生都会尽量减小拍摄的范围,只对最需要的部位进行拍摄,千万别以为X光拍摄范围越大越好,而且X光拍摄也不能太过频繁。

X射线能使原子电离是因为X射线的能量高。医用X射线的波长在0.001到0.1纳米之间,而磁共振成像中使用的磁场强度一般低于2T,对应的共振吸收的电磁波波长高于3米。我们知道电磁波的波长越长,能量越低,因而磁共振中吸收的电磁波能量是X光照射所吸收能量的数百亿分之一,因而相对X光来说,核磁共振是非常安全的。

综合使用,发挥优势

磁共振成像不但非常安全,还有很多其他优势。磁共振能获得立体的三维图像,且不容易漏掉病变部位,不像CT那样一层层地扫描,当病变部位很小时就容易漏掉。比如前不久的“右肾丢失”事件,起初使用CT检查,但没有找到“丢失的肾”,最后,是在磁共振成像的图中找到了萎缩的肾。另外,磁共振的成像质量很高,尤其针对软组织。神经、肌腱、韧带、血管、软骨等其他影像检查所不能分辨的细微结果都能显示,因而常常用于肿瘤的早期检测以及大脑的功能检测。这给认知神经科学带来了一个光明的春天。

当然,核磁共振也有自己的局限。除了检查费用很高以外,对某些部位的检查效果可能不如其他两种检查,比如肺部、肝脏、肾上腺等。另外,核磁共振会产生强大的磁场,如果患者身体里有任何金属装置就有可能造成危险,如心脏起搏器、金属假牙、支架、弹片等。所以,在做这项检查的时候,绝对禁止身上携带任何金属物品。

总之,X光片、CT、磁共振成像这三驾马车需要有机地结合使用,才能发挥优势,提高诊断水平。
 
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