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人体里的氢与医疗诊断

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:人体主要组织和器官中都有水和蛋白质,这就是说都有着氢原子,如果将人体放在强磁场内,那么人体中的氢原子核自旋产生的磁场的能级就会发生分裂,当外加磁场的变化频率与氢核自旋运动频率形成共振时就会发生能量的吸收。可以这样形象地描述:人体内大量的氢原子核就犹如指南针,在人体位于强磁场时,体内的氢核就按磁场方向排列。MRI可用于诊断实体肿瘤、心血管病变、胆结石、椎间盘突出及其他各种体内疾病,准确率极高。

人体主要组织和器官中都有水和蛋白质,这就是说都有着氢原子,如果将人体放在强磁场内,那么人体中的氢原子核自旋产生的磁场的能级就会发生分裂,当外加磁场的变化频率与氢核自旋运动频率形成共振时就会发生能量的吸收。可以这样形象地描述:人体内大量的氢原子核就犹如指南针,在人体位于强磁场时,体内的氢核就按磁场方向排列。如果附加另一磁场,磁场变化频率与氢核自旋运动频率相近时,氢核就吸收能量产生共振而偏离原来的排列方向。突然移去附加的磁场,氢核就释放所吸收的能量,又会重新回归原排列,这一重新回归平衡状态时的放能过程就叫弛豫,这一瞬间就叫弛豫时间。弛豫时,氢核就会由于释放能量而发出微弱的核磁共振信号。由于人体各部位含水量不同,含氢核的量也不同,因此产生的核磁共振信号也就大小不同,如把此时产生的微弱的能量信号经过计算机处理后,就可转换成影像,这就是核磁共振成像。20世纪80年代以前,核磁共振技术主要用于化学和物理学领域研究物质的分子结构,随着研究的深入,在生物化学实验中发现了癌组织内的氢原子与正常组织内的氢原子弛豫时间不同的现象,这引起了医学界对核磁自旋成像的浓厚兴趣。20世纪80年代初,英国科学家终于研究出了核磁共振扫描成像系统,并利用这一系统得到了第一幅人体头部图像,这种成像技术在医疗诊断上发挥了它的巨大作用,如图6-7所示。

图6-7 核磁共振成像

核磁共振成像仪(MRI)现已成为大中型医院的常用诊断设备之一。MRI可用于诊断实体肿瘤、心血管病变、胆结石、椎间盘突出及其他各种体内疾病,准确率极高。

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