定义
磁共振成像（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ， ＭＲＩ）是利用强静磁场与射频脉冲激发人体内氢质子（¹Ｈ）产生共振信号，通过空间编码重建解剖与功能图像的无创、无辐射医学影像技术。其组织分辨率显著优于ＣＴ，尤其适用于神经、关节及软组织病变诊断。
核心物理原理
１． 氢质子自旋与磁化
人体内¹Ｈ质子（水、脂肪分子）自带角动量（自旋），形成微观磁矩。
在强静磁场（Ｂ₀）中，质子磁矩沿Ｂ₀方向平行（低能态）或反平行（高能态）排列，形成宏观纵向磁化矢量（Ｍₛ）。
２． 射频激发与共振
拉莫尔方程：质子进动频率 ω₀ ＝ γ·Ｂ₀
γ：旋磁比（¹Ｈ为４２．５８ ＭＨｚ／Ｔ）
Ｂ₀：场强（１．５Ｔ时 ω₀＝６３．８７ ＭＨｚ）
发射与ω₀匹配的射频脉冲（ＲＦ）→ 质子吸收能量 → 宏观磁化矢量偏转**横向平面（Ｍₓᵧ）。
３． 信号释放与弛豫
ＲＦ停止后，质子释放能量回归平衡态：
Ｔ₁弛豫（纵向恢复）：能量传递给周围晶格（分子热运动），时间常数Ｔ₁（脂肪５００ｍｓ，脑脊液４０００ｍｓ）。
Ｔ₂弛豫（横向衰减）：质子间相位失相干，时间常数Ｔ₂（脂肪５０ｍｓ，脑脊液２０００ｍｓ）。
４． 空间定位
梯度磁场（Ｇₓ， Ｇᵧ， Ｇ₂）：叠加在Ｂ₀上的线性磁场，使质子频率／相位与空间位置一一对应：
层面选择：Ｚ梯度＋特定频率ＲＦ → 激发指定层面。
频率编码：Ｘ梯度 → 信号频率反映左右位置。
相位编码：Ｙ梯度脉冲 → 信号相位反映前后位置。
设备核心组件
| 组件 | 功能 | 技术参数 |
|---|---|---|
| 超导磁体 | 产生高均匀度Ｂ₀（液氦冷却铌钛线圈） | 场强：０．３５Ｔ－７．０Ｔ（**主流１．５Ｔ／３．０Ｔ） |
| 梯度系统 | 快速切换梯度磁场实现空间编码 | 切换率（ｓｌｅｗ ｒａｔｅ）：≥２００ Ｔ／ｍ／ｓ；强度：≥８０ ｍＴ／ｍ |
| 射频系统 | 发射ＲＦ脉冲 ＋ 接收共振信号（发射／接收线圈） | 通道数：３２－１２８（多通道并行采集） |
| 计算机系统 | 控制扫描序列 ＋ Ｋ空间数据重建图像 | 重建速度：实时成像≤５０ｍｓ／帧 |
| 低温保障系统 | 维持磁体线圈于４．２Ｋ（－２６９℃）超导态 | 液氦容量：１０００－２０００Ｌ（零挥发技术） |
注：７．０Ｔ超高场系统需屏蔽室（法拉第笼）阻隔射频干扰。
核心成像序列与对比
| 序列类型 | 物理基础 | 组织对比特点 | **应用 |
|---|---|---|---|
| Ｔ₁加权（Ｔ₁ＷＩ） | 短ＴＲ（３００－８００ｍｓ）＋短ＴＥ（１０－３０ｍｓ） | 脂肪／顺磁剂→高信号；水→低信号 | 解剖结构、增强扫描 |
| Ｔ₂加权（Ｔ₂ＷＩ） | 长ＴＲ（２０００－５０００ｍｓ）＋长ＴＥ（８０－１２０ｍｓ） | 水／水肿→高信号；脂肪→中等信号 | 炎症、肿瘤、梗死 |
| 质子密度（ＰＤＷＩ） | 长ＴＲ ＋ 短ＴＥ | 反映组织¹Ｈ密度 | 关节软骨、半月板 |
| ＦＬＡＩＲ | Ｔ₂ＷＩ ＋ 水抑制反转脉冲 | 自由水→低信号；结合水→高信号 | 脑白质病变（ＭＳ斑块） |
| ＳＴＩＲ | Ｔ₁ＷＩ ＋ 脂肪抑制反转脉冲 | 脂肪信号被抑制 | 骨髓水肿、脂肪瘤鉴别 |
| ＤＷＩ | 施加扩散敏感梯度（ｂ值＝８００－１０００） | 水扩散受限区→高信号（ＡＤＣ图低值） | 超急性脑梗死（３０分钟检出） |
| ＳＷＩ | 相位信息增强磁敏感效应 | 静脉／出血／铁沉积→极低信号 | 脑微出血、血管畸形 |
**功能成像
磁共振血管造影（ＭＲＡ）
ＴＯＦ法：流动血液流入增**应 → 无需对比剂显示血管（适用于颅脑）。
ＣＥ－ＭＲＡ：注射钆对比剂 → 高信噪比全身血管成像。
灌注成像（ＰＷＩ）
ＤＳＣ：钆剂**过跟踪 → 生成ｒＣＢＶ（相对血容量）、ＭＴＴ（平均通过时间）。
应用：脑缺血半暗带评估、肿瘤分级。
功能ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）
ＢＯＬＤ效应：神经元活动→局部血氧变化→磁敏感性差异 → 映射脑功能区（空间分辨率３ｍｍ）。
磁共振波谱（ＭＲＳ）
ＮＡＡ（神经元标志）↓：神经变性
Ｃｈｏ（细胞膜代谢）↑：肿瘤
Ｌａｃ（无氧代谢）↑：缺血
检测代谢物峰值：
**优势与局限
| 优势 | 局限性 |
|---|---|
| 无电离辐射 | 扫描时间长（常规序列１５－４０分钟） |
| 多参数、多平面成像（矢状位**佳） | 对钙化／骨皮质显示差（低信号） |
| 极高软组织分辨率（△Ｔ ０．３％） | 幽闭恐惧症禁忌（开放式ＭＲＩ缓解） |
| 功能成像（ｆＭＲＩ／ＤＷＩ／ＭＲＳ） | 金属植入物兼容性限制（详见下表） |
金属植入物兼容性指南
| 植入物类型 | 场强限制 | 风险评估 |
|---|---|---|
| 冠状动脉支架 | 全场强兼容（术后６周） | 热效应可忽略 |
| 人工关节（钛合金） | ≤３．０Ｔ | 伪影干扰，但可扫描 |
| 心脏起搏器 | **禁忌 | 磁场致设备故障／导线过热 |
| 动脉瘤夹（非铁磁） | 需明确材质（钛合金可） | 强磁性夹移位风险！ |
| 人工耳蜗 | 部分兼容１．５Ｔ | 需关闭磁体防止消磁 |
注：ＡＳＴＭ Ｆ２５０３标准标记植入物**性（ＭＲ Ｓａｆｅ／Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ／Ｕｎｓａｆｅ）。
技术演进里程碑
场强升级
超高场７．０Ｔ：皮层微血管成像（分辨率０．１ｍｍ）
加速采集
并行成像（ＳＥＮＳＥ／ＧＲＡＰＰＡ）：多线圈同步采集提速２－８倍
压缩感知（ＣＳ）：随机Ｋ空间采样 ＋ 迭代重建（扫描时间↓５０％）
人工智能应用
ＡＩ去噪：低剂量扫描保持图像质量（如ＳｕｂｔｌｅＭＲ™）
自动定位：一键定位扫描区域（ＳｍａｒｔＥｘａｍ™）
新型对比剂
肝细胞特异性剂（钆塞酸二钠）：肝胆期特异性摄取
超顺磁性氧化铁（ＳＰＩＯ）：淋巴结转移检测
代表厂商与机型
| 品牌 | 技术亮点 | 旗舰机型 |
|---|---|---|
| 西门子 | ＢｉｏＭａｔｒｉｘ™智能生理补偿 | Ｍａｇｎｅｔｏｍ Ｖｉｄａ ３．０Ｔ |
| ＧＥ | ＡＩＲ™™人工智能平台 | ＳＩＧＮＡ Ｐｒｅｍｉｅｒ ３．０Ｔ |
| 飞利浦 | ＢｌｕｅＳｅａｌ™零液氦消耗磁体 | Ｉｎｇｅｎｉａ Ａｍｂｉｔｉｏｎ １．５Ｔ |
| 联影 | ｕＡＩＦＩ™智能光梭成像 | ｕＭＲ Ｏｍｅｇａ ３．０Ｔ（国产） |
未来方向
超高速成像
实时心脏电影ＭＲＩ（５０ｍｓ／帧）
分子影像
¹⁹Ｆ／³¹Ｐ等非质子ＭＲＩ追踪代谢
混合手术室整合
ＭＲＩ＋机器人介入（磁共振引导聚焦超声／ＭＲｇＦＵＳ**震颤）
便携式低场ＭＲＩ
０．０５５Ｔ床边系统（Ｈｙｐｅｒｆｉｎｅ Ｓｗｏｏｐ™）
扫描**警示
弹片／金属异物：眼科职业史者**须先行Ｘ线筛查！
钆对比剂风险：肾源性系统性纤维化（ＮＳＦ，ＧＦＲ＜３０禁用）、脑内沉积（避免重复增强）。
超导磁体失超：紧急泄放液氦（罕见，但可致窒息风险）。
总结：ＭＲＩ凭借**的软组织对比和功能成像能力，成为现代精准医疗的核心工具。随着超高场强、人工智能与新型对比剂的发展，其应用正从结构诊断迈向细胞分子水平动态监测，**目标是实现“全息数字孪生人体”。
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涉及产品（ 磁共振成像系统）可能含有禁忌内容或者注意事项，具体详见说明书；
消费者应仔细阅读产品说明书或者在医务人员的指导下购买和使用。
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