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医用磁共振成像设备

医疗器械

医用磁共振成像设备是一种利用核磁共振原理为人体内部组织器官成像从而帮助医生进行医学诊断的医疗器械。

发展历史
早在1946年，美国哈佛大学的Edward Purcell和斯坦福大学的Felix Block领导的两个研究小组发现了物质的核磁共振现象。核磁共振现象发现以后，很快就形成一门新的边缘学科，核磁共振波谱学。它可以使人们在不破坏样品的情况下，通过核磁共振谱线的区别来确定各种分子结构。
1967年，Jasper Jackson第一次从活的动物身上测得信号，使NMR方法有可能用于人体测量。1971年，美国纽约州立大学的R.Damadian教授利用核磁共振谱仪对鼠的正常组织与癌变组织样品的核磁共振特性进行的研究发现，正常组织与癌变组织中水质子的T1值有明显的不同。1972年，美国纽约州立大学石溪分校的Paul C. Lauterbur第一个作了以水为样本的二维图像，显示了核磁共振CT的可能性 。
1978年，核磁共振的图像质量已达到X线CT的初期水平，并在医院中进行人体试验。并最后定名为磁共振成像(MRI)。
成像原理
磁共振成像是一种利用核磁共振原理的影像检测技术，利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经过射频脉冲后产生信号，用探测器检测然后输入计算机，经过数据处理转换在可视化设备上显示图像。
人体组织细胞内含有非常丰富的水，不同的组织，水的含量也各不相同，如果能够探测到其分布信息，就能够绘制出一幅比较完整的人体内部结构图像，核磁共振成像技术就是通过识别水分子中氢原子信号的分布，推测水分子在人体内的分布，进而探测人体内部结构的技术。
磁共振成像技术在现代医学中的应用，具体是将患者置于特殊的磁场中，利用无线电脉冲的方式激发患者体内的氢原子核产生共振，并且吸收能量。停止射频脉冲后，患者体内的氢原子核会按照某种特定频率发射出电信号，将其吸收的能量释放出来，电子接收器会捕捉到这些能量信号，然后通过计算机处理获得影像资料。
磁共振成像系统构成
核磁共振成像系统主要是由三大部分构成，他们分别是磁铁系统、射频系统、计算机成像系统。
磁铁的作用是提供一个类似于地球磁场的恒定的磁场。
射频系统主要由射频发生器和射频接收器这两大部分构成。射频发生器将产生的短小而又强劲的射频场通过脉冲的方式作用于人体，人体中的氢核就会产生磁共振现象；而射频接收器可接收磁共振信号，将其进行收集并传输至转换器，转换成数字信号。
计算机图像重建系统可将数字信号放大、处理、成像并呈现于显示器上。
主磁体的结构与特点
MRI成像磁体可分为4种类型：永磁型、常导型、超导型、混合型。
1. 永磁型磁体
材料主要有铝镍钴、铁氧体和稀土钴三种类型，由多块材料拼接成。磁铁块的排布既要满足构成一定成像空间的要求，又要使其磁场均匀性尽可能高。
优点：造价低，场强可以达到0.3T，功耗小，维护费用低，可装在相对较小的房间里，开放适用于介入。
缺点：磁场强度低、均匀性差，易受外界因素影响（尤其是温度）。
2. 常导型磁体
常导型磁体是根据电流产生磁场的原理设计的，其线圈通常用铜线绕成。由于铜有一定的电阻率，故由这种线圈绕制成的磁体叫做阻抗型磁体。
优点：结构简单造价低，制造安装容易，可减小半径或加大线圈电流的方法提高磁体的场强。
缺点：功耗大，稳定性差，需有完善的循环水冷装置，均匀性差，受环境影响大。
3. 超导型磁体
超导磁体是利用超导体在绝对零度下零电阻的特性，在很小的导线上通过强大的电流产生强磁场。
优点：场强高，稳定性和均匀度良好，磁场强度可以调节，必要时可以关闭磁场。
缺点：超导线圈必须浸泡在密封的液氮杜瓦中方能工作，技术复杂，成本高。
4. 混合型磁体
利用两种或两种以上的磁体技术构造而成的磁体。常见的有永磁型和常导型磁体的组合。
优点：可以产生较高的场强，克服了永磁体不稳定、笨重和常导磁体功耗大的缺点。
缺点：构造复杂，需要安装低温容器，造价也较高。
磁共振的适应症
1. 颅脑MRI检查
1) 先天性颅脑发育异常
2) 脑积水
3) 脑萎缩
4) 脑血管疾病：脑梗塞和脑出血等
5) 颅内肿瘤和囊肿
6) 颅脑外伤
7) 颅内感染和其他炎性病变
8) 脑白质病
2. 眼及眶区MRI检查
1) 眼眶前病变
2) 肌圆锥外病变
3) 肌圆锥内病变
4) 眼外肌病变
5) 视神经及其鞘病变
6) 眼球病变
3. 鼻咽部MRI检查
1) 鼻咽部恶性病变
2) 鼻咽部良性病变
3) 喉部良、恶性肿瘤
4. 垂体薄层MRI检查
1) 内分泌失调，激素水平明显增加
2) 垂体腺瘤
5. 肝脏、胆系、胰腺、脾脏MRI检查
1) 肝脏、胆系、胰腺、脾脏的原发性或转移性肿瘤，以及肝海绵状血管瘤
2) 肝寄生虫病：如肝包虫病
3) 弥漫性肝病：如肝硬变、脂肪肝、色素沉着症
4) 肝、胆、胰、脾先天性发育异常
5) 胆道梗阻：明确梗阻的部位与性质
6) 肝脓肿
7) 肝局限性结节增生和肝炎性假瘤
8) 手术、放疗、化疗及其它治疗效果的随访和观察
9) 胰腺炎及其并发症
6. 胃肠道MRI检查
1) 食管病变
2) 胃病变
3) 小肠病变
4) 结肠病变
7. 盆腔MRI检查
1) 膀胱、输尿管、前列腺、精囊腺、子宫、卵巢及其附件的病变
2) 骨盆及盆腔脏器损伤
8. 肾脏MRI检查
1) 肾区肿块
2) 肾脏感染性病变：肾结核、肾周脓肿
3) 肾脏外伤
4) 肾脏弥漫性实质性病变
5) 肾移植术前供体肾血管评估
6) 植肾和肾手术后检查
7) 肾脏先天性畸形
8) 对碘剂过敏，禁忌造影者
9. 肾上腺MRI检查
1) 功能性肾上腺病变：原发性醛固酮增多症，嗜铬细胞瘤，皮质醇增多症：肾上腺皮质增生；肾上腺皮质腺瘤。
2) 无功能性肾上腺病变：无功能性腺瘤，转移瘤，囊肿，骨髓脂肪瘤，神经母细胞瘤，肾上腺结核，肾上腺出血。
10. 腹膜腔及腹膜后间隙MRI检查
1) 腹膜腔和腹膜后间隙内原发肿瘤
2) 淋巴结病变
3) 腹膜腔和腹膜后间隙内出血、脓肿、炎性病变
4) 腹膜后纤维化
5) 鉴别游离性或局限性腹水
6) 鉴别腹主动脉和下腔静脉病变，如动脉瘤、静脉栓塞、血管发育异常
11. 脊柱MRI检查
1) 椎管内肿瘤：包括髓内、外肿瘤、硬膜下肿瘤、硬膜外肿瘤
2) 脊膜膨出和脊髓脊膜膨出
3) 脊髓刨伤
4) 硬膜外脓肿和硬膜下脓肿
5) 椎管内血管畸形
6) 脊髓空洞症
7) 脊髓萎缩
8) 椎间盘突出
9) 椎管狭窄。
12. 骨关节和肌肉MRI检查
1) 骨关节创伤
2) 骨关节肿瘤与肿瘤样病变
3) 骨髓病变
4) 类风湿关节炎
5) 强直性脊柱炎
6) 股骨头缺血坏死
7) 全身肌肉软组织损伤或病变
8) 肌肉软组织肿瘤
13. MR的特殊检查
磁共振血管成像（MRA、MRV），磁共振水成像：胰胆管成像(MRCP)、尿路成像(MRU)、内耳水成像，磁共振功能成像：弥散成像(DWI)、磁敏感成像（SWI）、灌注成像(PWI)等。
磁共振检查禁忌证
1. 绝对禁忌证
1) 带有心脏起搏器、神经刺激器者、人工金属心脏瓣膜等的患者；
2) 带有动脉瘤夹者（非顺磁性如钛合金除外）；
3) 有眼内金属异物、内耳植入、金属假体者、金属假肢、金属关节、体内铁磁性异物者；
4) 妊娠三个月内的早期妊娠者；
5) 重度高热患者。
2. 相对禁忌证
1) 体内有金属异物（金属植入物、假牙、避孕环）、胰岛素泵等患者如必须进行MR检查，应慎重或取出后行检查；
2) 危重病人需要使用生命支持系统者；
3) 癫痫患者（应在充分控制症状的前提下进行磁共振检查）；
4) 幽闭恐怖症患者，如必须进行MR检查，应在给于适量镇静剂后进行；
5) 不合作患者，如：小儿，应在给于适量镇静剂后进行；
6) 孕妇和婴儿应征得医生、患者及家属同意后再行检查。
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