科普下被輪椅摧殘的核磁共振
作者:核電那些事  2016-08-15 18:58:48
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小編看到一條新聞:醫(yī)院的家屬推著輪椅走進(jìn)了核磁共振房間,結(jié)果如下圖... 


很多核飯很好奇這核磁共振怎么這么牛掰,要求這么嚴(yán)格,費(fèi)用這么高?來,這一次,我們聊聊核磁共振。



感謝知乎小伙伴:秦朗偶吧、一本正經(jīng)、俞越、倪大業(yè)


 

核磁共振的原理


[一本正經(jīng)]:這主要是講給非影像學(xué)的了解成像原理,專業(yè)術(shù)語不那么嚴(yán)謹(jǐn)。


首先要明白幾點(diǎn)事情,人體都是由原子構(gòu)成的。每個(gè)原子都有自己的震動(dòng)頻率,即,可認(rèn)為它們都是在哆嗦著。每個(gè)原子由于電子環(huán)繞,故都可看成個(gè)小磁鐵。人體內(nèi)水的含量最多,水含有氫原子。磁共振主要依靠氫原子來成像。


平常,人體氫原子都是雜亂無序的哆嗦著,由于各方向磁性抵消,人體整體不體現(xiàn)磁性。如同跳舞場(chǎng)大媽,在開始前熱身運(yùn)動(dòng),各干各的,朝向四面八方,沒啥規(guī)律。當(dāng)把人體置于一個(gè)強(qiáng)的外磁場(chǎng)中,氫原子仍按自己頻率震動(dòng),但方向?yàn)榕c外界磁場(chǎng)保持一致,整體上體現(xiàn)磁性。如同,音樂一響,大媽們立即面朝音響站好,這時(shí)整體方向是面向音響那里的。此時(shí)大媽仍舊按自己的情況哆嗦著,呃,跳著舞。


此時(shí)我們加入一個(gè)射頻脈沖,那么與射頻脈沖頻率相同的氫原子就產(chǎn)生共振,那么它可能震動(dòng)幅度大了,方向變了,其它氫原子因?yàn)闆]有共振所以改變很小。當(dāng)這個(gè)射頻脈沖消失后,這些共振的氫原子會(huì)慢慢再恢復(fù)到原來方向和幅度。這個(gè)恢復(fù)復(fù)過程就會(huì)有信號(hào)發(fā)射出來。我們檢測(cè)這個(gè)信號(hào),就可以畫出人體圖像。


擱大媽身上,該這么形容:你站在大媽方陣的前面大喊:“ ×××!你給我跳起來!”于是聽到的大媽一下蹦起來!在大媽蹦起的這一瞬間,你就得到了這個(gè)大媽的信息,長相,衣服......你挨個(gè)叫大媽跳一邊就得到全部的信息了,廣場(chǎng)大媽信息圖你終于得到了。對(duì),你就是那個(gè)射頻脈沖!對(duì)!那個(gè)噪音的產(chǎn)生,有你的一份力量。



核磁共振有沒有輻射

先說答案:沒有,一點(diǎn)也沒有“所謂的輻射”


CT和X光這兩種設(shè)備基本的原理都是利用X光對(duì)準(zhǔn)人體照相,因?yàn)樯眢w內(nèi)組織對(duì)X光阻擋的程度不一樣,形成明暗對(duì)比度,得出圖像。 CT就是一種高速旋轉(zhuǎn)的X光拍片機(jī),經(jīng)過后處理形成圖像。


MRI本身是通過磁場(chǎng)對(duì)原子核成像的,不涉及電離輻射。電磁輻射倒是有一些,根據(jù)主磁場(chǎng)不同,頻率在~10-120Mhz左右. 電臺(tái)廣播的頻段。


結(jié)論:MRI就像聽廣播,但CT可是真心兇猛啊,一次1-10mSv,普通民眾的一年上限才5mSv,一次就廢了...


核磁共振為啥這么貴

[俞越]:強(qiáng)磁場(chǎng),尤其是高度穩(wěn)定并且高度均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)非常難獲得。

1)首先這要求低溫技術(shù),液氦溫度-269°C;要讓大量液氦老老實(shí)實(shí)待在儀器內(nèi),常用的方法是在外部加一個(gè)液氮(-196°C)夾套。

2)零部件加工精度需要保證磁場(chǎng)強(qiáng)度在放置樣品的區(qū)域恒定,因?yàn)檫@事關(guān)分辨率。

3)電子系統(tǒng)穩(wěn)定性要求極高,電壓的波動(dòng)等需要被壓制,否則破壞靈敏度甚至準(zhǔn)確度。


另外,信號(hào)檢測(cè)器需要能夠探測(cè)原子核產(chǎn)生的宏觀磁矩,這是極弱的,弱到連線圈的熱噪聲都可以影響其靈敏度,所以會(huì)出現(xiàn)用液氮冷卻的低溫探頭(cryo-probe)這樣的東西。

由于以上原因,核磁共振儀器的制造屬于高精尖的技術(shù),所以全世界也沒幾個(gè)制造商。


1)儀器本身貴。

一臺(tái)核磁共振成像儀耗資50萬-100萬美元,因此折舊也就貴,分?jǐn)偟綔y(cè)試費(fèi)用里也就貴。


2)核磁共振維護(hù)費(fèi)用高。

核磁共振儀需要液氮與液氦維持超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng),即使在停機(jī)狀態(tài)也需要消耗液氮與液氦。液氮雖然是白菜價(jià)(通常低于10人民幣每升),但是每小時(shí)0.4升的消耗速度也是很坑爹的,液氦就貴了,一般在200人民幣每升,每3、4個(gè)月添加一次液氦,每次花費(fèi)1萬多人民幣。

那么高價(jià)就顯得不是那么費(fèi)解了。



被輪椅砸,這不是最新鮮的

 

[秦朗偶吧]:所有的磁共振病人,在進(jìn)入之前都會(huì)被醫(yī)生詢問身上有沒有金屬物品,因?yàn)槔锩嬗袕?qiáng)磁場(chǎng),帶金屬物品進(jìn)去不僅容易損壞機(jī)器,而且對(duì)醫(yī)生和病人的生命安全是個(gè)威脅,尤其是心臟起搏器的病人,進(jìn)去就真的是完了,所以磁共振申請(qǐng)單和磁共振大門上,會(huì)明確標(biāo)注,醫(yī)生也會(huì)再三強(qiáng)調(diào)。


然而,事實(shí)上,在中國,病人才是大爺,怎么玩的都有


案例一:

醫(yī)院磁共振室有兩個(gè)箱子,進(jìn)去之前都會(huì)讓病人做準(zhǔn)備,把東西取了放進(jìn)去,然后之前有個(gè)病人,準(zhǔn)備的時(shí)候就讓他取東西,取完了進(jìn)門前問了他兩次,身上還有沒有硬幣打火機(jī)啊之類和金屬有關(guān)的,一口咬定沒有,進(jìn)去了就看他襯衫里明顯有東西被吸起來了,衣服已經(jīng)扯變形了,趕緊一把給他拉住問他是不是帶金屬物品了,人家還說沒有,問他確定嗎,他說確定,又問他有沒有覺得什么在拽他,他說有,然后人家嘻嘻一笑,從衣服里掏了一塑料袋硬幣出來了…

案例二:

醫(yī)生低頭在那安線圈,然后一個(gè)硬幣像子彈一樣飛過來,貼著臉砸上去,都感覺到它蹭到眼睫毛了,然后砸在機(jī)器上,當(dāng)時(shí)真的是嚇一跳,當(dāng)時(shí)扭個(gè)頭,估計(jì)硬幣就打我眼睛里去了,然后問他為什么沒取,他說他想試一下,看看會(huì)怎么樣,沒想到這么厲害。


組圖:來看看那些年被摧殘的核磁共振儀器吧

核磁共振儀:

人艱不拆,誰讓我吸引力這么大

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