1946年,美國加利福尼亞州斯坦福大學布勞克和麻省哈佛大學柏塞爾等人發現了核磁共振現象,並因此榮獲1952年諾貝爾物理學獎金。
1971年,美國的達曼迪恩首先將核磁共振信號用於檢查癌症。1977年,英國首次獲得了人手腕部的磁共振剖麵圖。進入80年代,由於計算機技術、電子技術和超導技術的飛速發展,核磁共振成像術才日臻完善,並在臨床上廣為應用。1986年,我國引進了這一技術。
核磁共振成像術,是一種揭示人體“超原子結構(質子)”相互作用的“化學圖像”的技術。
要了解這一技術,就需要知道什麼是核磁共振現象。
我們知道,任何原子,如果它的原子核結構中,質子或中子的數目是奇數,或兩者都是奇數時,這些原子的原子核,就具有帶電和環繞一定方向的自旋軸自旋的特性。這樣,原子核周圍就存在著一個微弱的磁場。而我們可以把每個原子都看作具有一定磁矩的“磁針”。在我們人體的組織中,有不少具有這種特性的原子,例如氫、氟、鈉、磷等等。醫學上核磁共振技術就是利用人體內蘊藏量最大、占人體體重70%的水中氫原子核,也就是它的質子的共振成像的。
那麼,人體內的氫質子在一般情況下為什麼不顯出磁性呢?這是因為這些質子的自旋軸排列紊亂,沒有一定的方向,彼此抵消了磁矩。
如果把人體放在一個強大的外磁場裏,情況就不同了。這時,體內各個自旋帶電磁的質子的磁軸,就會按外磁場的方向或反向,相互平行地重新排列,磁軸順應外磁場方向者,處於低能狀態,反之為高能狀態。在此基礎上,再加一個與外磁場方向相互垂直的短暫的射頻脈衝,激發自旋質子獲得橫向磁矩,並產生推進運動,部分自旋質子吸收射頻脈衝的能量,躍遷為高能狀態,以至脈衝暫停,散發出電磁波信號,這一係列過程,就是磁共振現象。自旋質子從發出共振信號,到完全恢複到受射頻脈衝激發前的平衡狀態所需的時間稱為“弛豫時間”。
人體組織器官及其疾病,在磁共振過程中,不同的組織,其磁共振信號強度不同,弛豫時間也不同,從而顯示不同的圖像。這種圖像不僅可提供清晰的解剖細節,還能提供組織器官和病灶細胞內外的物理、化學、生物和生化等方麵的診斷信息。
做核磁共振檢查時,要拿掉身上各種帶金屬的物件,平躺在檢查床上,徐徐送入“小屋”即可,它不必用任何造影劑,即可顯示血管等結構。核磁共振檢查對人體沒有損傷,可以從任何方向作切層檢查,成像有高度靈活性;分辨率高,而且10~20秒種即可成像。