核磁共振成像技术原理及国内外发展
核磁共振技术及其应用进展

核磁共振技术及其应用进展一、概述核磁共振(NMR,Nuclear Magnetic Resonance)技术是一种基于原子核自旋磁矩与外加磁场相互作用原理的物理技术,广泛应用于化学、物理、生物、医学等多个领域。
自20世纪40年代该技术被发现以来,经过数十年的发展,核磁共振技术已经从最初的基础研究拓展到了众多实际应用中,成为了现代科学研究和工业生产中不可或缺的重要工具。
核磁共振技术的基本原理是,具有自旋磁矩的原子核在外加恒定磁场的作用下,会发生能级分裂,当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同时,原子核就会吸收射频场能量而发生磁共振现象。
通过检测和分析这种磁共振现象,可以获取原子核种类、数量、位置、运动状态等信息,进而实现对物质结构和性质的深入研究。
随着科学技术的不断进步,核磁共振技术在硬件设备、数据处理方法等方面都得到了极大的提升,使其在应用方面取得了显著的进展。
目前,核磁共振技术已广泛应用于化学分子结构解析、生物医学成像、材料科学研究等领域,并且在石油勘探、食品工业、环境监测等领域也展现出了广阔的应用前景。
本文旨在综述核磁共振技术的基本原理、发展历程以及在各个领域的应用进展,旨在为读者提供一个全面而深入的核磁共振技术及其应用的认识,同时也期望能够推动核磁共振技术的进一步发展与应用。
1. 核磁共振技术的定义与基本原理核磁共振(NMR, Nuclear Magnetic Resonance)技术是一种基于原子核磁矩与外加磁场相互作用的物理现象的分析技术。
其基本原理是,当具有磁矩的原子核被置于一个强大的恒定磁场中时,原子核的磁矩将沿着磁场方向进行排列。
此时,如果向原子核施加一个与恒定磁场方向垂直的射频场,当射频场的频率与原子核的拉莫尔进动频率一致时,原子核就会吸收射频场的能量,发生能级跃迁,这种现象就称为核磁共振。
核磁共振技术的应用广泛,涵盖了化学、物理、医学、生物、材料科学等多个领域。
在医学领域,核磁共振成像(MRI)已经成为一种非常重要的医学影像技术,其无创、无辐射、高分辨率的特性使得它在临床诊断中具有不可替代的地位。
核磁共振成像技术在医学领域的应用和展望

核磁共振成像技术在医学领域的应用和展望第一章:引言核磁共振成像技术(NMR)是一种利用原子核自旋的动态和相互作用来成像物质内部结构的非侵入性的成像技术。
最初,NMR技术主要应用于核物理学领域,随着技术的不断发展和进步,NMR成像技术开始在医学领域得到广泛应用,并为医学诊断和治疗提供了一种重要而有效的手段。
本文将详细叙述核磁共振成像技术在医学领域的应用和展望。
第二章:核磁共振成像技术的原理核磁共振成像技术主要是利用物质中的核自旋与外加磁场的相互作用来成像物质内部结构的。
物质中的核自旋在没有外加磁场时是随机排列的,但当物质被置于外加磁场中时,它们将沿着磁场方向分裂成两个能级,称为Zeeman分裂。
利用射频脉冲的方式来激发物质中的核自旋,使其从低能级跃迁至高能级,再通过检测核自旋恢复原来自旋状态的过程,来获取物质内部的结构信息。
根据检测信号的不同,可分为梯度回波式和自旋回波式两种成像方式。
第三章:核磁共振成像技术在医学领域的应用(1)神经科学:核磁共振成像技术在神经科学领域被广泛应用,可以非侵入性地探测人脑及神经系统的构造和功能,包括人脑的解剖结构、功能活动、代谢活动等。
(2)肿瘤诊断:利用核磁共振成像技术可以检测肿瘤的大小、位置、活动情况等,有助于医生对肿瘤进行更加准确的定位、判断和治疗。
(3)心血管疾病:核磁共振成像技术可以直接、无创地检测心脏、血管、肌肉等组织的结构和功能,提供心血管疾病的诊断依据和预后判断。
(4)骨科:核磁共振成像技术可以检测骨骼、关节等组织的结构和功能,对骨折、关节脱位、韧带损伤等疾病的诊断和治疗提供帮助。
第四章:核磁共振成像技术在医学领域的展望尽管核磁共振成像技术已经在医学领域有了广泛的应用,但仍面临着一些挑战和限制。
例如,成像时间过长、成像质量有限、存在金属植入物等,这些问题限制了核磁共振成像技术在医学领域的应用。
但是,随着科技的发展,尤其是人工智能技术的应用,这些问题正在逐渐得到解决。
磁共振成像技术与应用

磁共振成像技术与应用磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术是一种非侵入性的医学影像学方法,利用核磁共振原理对人体进行断层扫描,以获得高分辨率和高对比度的解剖图像。
自20世纪70年代问世以来,MRI技术在医学领域广泛应用,并在临床诊断、研究、康复治疗等方面发挥了重要作用。
一、MRI技术原理与基础知识MRI技术基于核磁共振原理,它通过置入人体强磁场中的氢原子核自旋来获取图像。
核磁共振的基本原理是利用静磁场使原子核自旋取向发生改变,再通过射频脉冲和梯度磁场来引起自旋的共振转移,最后检测并分析共振转移信号以生成图像。
二、MRI技术的应用领域1. 临床诊断:MRI技术可以提供多种成像方式,如T1加权图像、T2加权图像、增强扫描等,可用于检测各种器官和组织的异常情况,包括脑部疾病、心血管病变、肿瘤等等。
2. 神经科学研究:MRI技术在研究大脑的结构、功能、代谢以及神经系统疾病等方面有着重要应用。
例如,功能磁共振成像(fMRI)可以用来研究大脑激活区域和认知功能。
3. 康复治疗:MRI技术在康复治疗中起到了重要的作用。
通过MRI 可以对患者的受伤部位进行准确的定位和评估,有助于医生选择合适数字康复方案和监测疗效。
4. 科研开发:MRI技术也被广泛应用于科研领域。
例如,在生物医学研究中,利用MRI技术可以观察小鼠、大鼠等动物器官和组织的形态、结构和功能。
三、MRI技术的优势与不足MRI技术在医学影像学中具有诸多优势。
首先,它不需要使用任何放射性物质,对患者无辐射危害。
其次,MRI能够提供高分辨率和高对比度的图像,对软组织和器官的诊断具有很高的准确性。
此外,MRI还可以同时获得多平面和三维图像,提供更全面的信息。
然而,MRI技术也存在一些不足之处。
首先,MRI设备价格昂贵,维护费用高,对医疗机构的资金和设备要求较高。
其次,MRI扫描时间较长,对患者的协作性和安静程度要求高。
核磁共振技术的进展及应用前景

核磁共振技术的进展及应用前景随着科技的不断迭代和升级,各种新型技术层出不穷。
而核磁共振技术(NMR)作为一种重要的科学研究工具,已经得到广泛应用,特别是在生命科学和医学领域。
本文将从了解NMR的基本原理开始,梳理其在科学研究和医学应用方面的一些进展,以及它未来的发展趋势。
一、NMR基本原理核磁共振技术是一种基于磁共振现象的分析方法,其理论基础主要建立在两个方面:核自旋和外磁场。
不同的原子核有不同的能量状态或自旋取向,而这两种状态之间的能量差可以通过较强的磁场加热来实现,使核从基态跃迁到激发态。
当外磁场作用于原子核时,会引起围绕原子核的电子的磁场产生反应,从而改变电子环能级,使原子核有不同的磁矩,这种状态称为核磁共振。
通过核磁共振技术可以对固体、液体和气体等样品进行分析。
在这个过程中,将样品放置在一个较强的磁场中,然后用一些无线电波去激发原子核,激发后的原子核会在不同的时间段内逐渐回复到基态,过程中会发出一些电磁波。
这些电磁波可以通过一系列的电子设备进行检测和处理,从而得出样品的性质和组成。
二、NMR在科学研究中的应用1、物理化学方面核磁共振技术在物理化学研究方面发挥着重要的作用。
在材料学领域中,通过核磁共振技术可以了解物质的结构、动力学和几何构型,更加深入的了解材料的性质和特点。
例如,核磁共振技术可以帮助科学家更好的研究分子内部结构,从而对新型材料的制备、催化反应和超导材料等方面进行更深入的研究。
2、生命科学方面在生命科学和医学领域,核磁共振技术是一种非常有用的实验方法。
例如,在生物医学领域中核磁共振技术可以用于研究新药物和其它生物分子间的相互作用;在组织学领域中也可以通过核磁共振技术来研究组织中的细胞组分,从而更好的理解生物物质的组成和结构。
三、NMR在医学领域的应用1、诊断核磁共振技术在医学领域中的应用主要是用于诊断和治疗。
在医学成像方面,核磁共振技术可以生成高清晰度的图像,进而了解病变对组织结构的影响情况,给医师提供更全面的诊断信息。
核磁共振成像技术的物理原理及应用

核磁共振成像技术的物理原理及应用核磁共振(NMR)是一种物理现象,它指的是被外加磁场激发了自旋的原子、分子或核子的向外发射能量的过程。
在医学领域,核磁共振成像技术(MRI)是一项重要的诊断工具,它可以帮助医生检测病人的内部结构,比如头部、胸部和肢体等部位。
本文将介绍MRI的物理原理、应用和未来的发展方向。
1. 物理原理在MRI中,磁共振所产生的信号来源于一些在人体内具有自旋的核子,比如氢原子中的质子和碳原子中的核子。
这些核子带有一个自旋量子数,它可以被外加磁场激发或者被核间相互作用激发。
在外加磁场的作用下,旋转时会发生Larmor进动,进动频率与外磁场大小成正比。
磁共振成像就是利用这一原理来获取人体内部的图像。
在成像前,患者需要先进入MRI机中,MRI机则会产生一个强磁场,使患者体内的核子同向排列,使得这些核子共同具有一个自发激发的“共振”状态。
为了进一步增强共振信号的强度,医生会在这个过程中通过向患者体内发射一些射频波,激发核子自发地发出信号,这些信号则由MRI机的探测器接收并处理,从而生成出最终的图像。
2. 应用MRI技术在医学领域有着广泛的应用,对于骨骼、软组织、脑部、心脏、肺部等内部器官扫描都有着良好的应用效果。
比如,MRI可以用来检测中风、脑出血、脑血管瘤等疾病。
在眼科领域中,MRI技术可以用来观察眼球内部的情况,处理虹膜和视网膜等部位的问答。
此外,MRI还具有标本研究方面的应用,可以提供组织影像和实时定位,可用于生物学研究、药物研究和疾病研究等领域。
MRI还被广泛应用于物理和工程学界,如石油勘探领域、新材料的制造等。
3. 未来发展方向MRI技术与人工智能、大数据等领域的结合会是一个有潜力的领域,如利用MRI成像技术的大数据,发掘背景丰富的图像数据,可以应用于疾病预测、疾病治疗等领域。
此外,磁共振技术的发展还提高了其对人类健康的重要性,值得期待的是,在未来几年内,MRI技术会继续得到改进和优化。
磁共振成像技术的发展与应用前景

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术是一种基于核磁共振原理的医学影像技术,通过对人体组织的磁共振信号进行采集和处理,生成具有高分辨率的三维图像。
以下是关于磁共振成像技术的发展与应用前景的介绍:
1. 成像技术的发展:随着计算机技术和软硬件设备的不断进步,磁共振成像技术得到了很大的发展。
高场强磁共振设备、平行成像技术、磁共振波谱成像等新技术的出现,使得MRI 的空间分辨率、时间分辨率、对比度和功能性成像能力都有了显著提高。
2. 医学应用前景:磁共振成像技术在医学诊断领域有广泛的应用前景。
它可以提供生物组织的详细结构信息,对于大脑、心脏、骨骼、肌肉等部位的病变诊断具有很高的准确性。
同时,MRI还可以进行功能性成像,如功能磁共振成像(fMRI),用于研究人脑功能、神经疾病等。
另外,MRI在肿瘤筛查、血管成像、关节疾病诊断等方面也有广泛的应用。
3. 临床研究和个体化医疗:磁共振成像技术在临床研究中扮演重要角色,可用于观察疾病进程、研究疾病机制以及评估治疗效果。
此外,随着个体化医疗的发展,MRI可以为医生提供更全面的患者信息,帮助制定个体化的治疗方案,并进行术前规划和术后评估。
4. 快速成像与人工智能:快速成像技术对于缩短扫描时间、提高成像效率非常重要。
通过新的成像序列设计和图像重建算法,研究人员已经取得了显著进展。
此外,人工智能的应用也为磁共振成像技术带来了新的机遇。
基于机器学习和深度学习的方法,可以实现自动图像分割、病灶检测和疾病诊断,提高磁共振成像的准确性和效率。
核磁共振的原理及应用

核磁共振的原理及应用核磁共振是一种非常重要的物理现象,它不仅在科学研究中有广泛的应用,也在医学、生物学、化学等领域具有广泛的应用。
本文将介绍核磁共振的原理及其应用。
一、核磁共振的原理核磁共振的原理是基于原子核的属性。
原子核在磁场中存在一个固有的自旋,它就像一个小的带电体,会产生一个旋转的磁场。
当一个外加的磁场作用于原子核时,原子核会发生一种叫做“进动”的运动。
这个进动的频率与外加磁场的强度和原子核自旋的性质有关。
当外界向样品中的原子核施加一种射频电磁波,如辐射磁场,原子核会吸收这个电磁波并被激发到高能态。
当外界停止施加电磁波时,原子核会返回到低能态并通过辐射磁场向外发射一种电磁波。
这个电磁波的频率与原子核自身的属性有关,它是每种原子核特有的。
这个过程就是核磁共振的基本原理。
二、核磁共振的应用1. 医学方面的应用核磁共振成像(MRI)是医学领域中最广泛应用核磁共振技术之一。
它通过接受由机器产生的外部电磁波信号,对人体内的水分子分布进行扫描,从而生成高分辨率的图像。
这个技术的优点在于不依赖于X射线等有害射线,能够揭示出体内组织的详细三维结构,对于癌症、心血管疾病、神经系统疾病等疾病的诊断非常有用。
2. 药物研究方面的应用核磁共振也广泛应用于药物研究领域,尤其是对于低浓度物质的检测具有很高的敏感度。
它可以用于分离和鉴定分子组成或结构,测定反应动力学参数,甚至可以实现实时跟踪药物分布和代谢。
这些应用可以帮助药物研究人员更好地理解药物代谢和行为,并帮助开发更有效的药物。
3. 其他领域的应用核磁共振在生物学、化学等领域也有广泛的应用。
例如,它可以用于分离和鉴定混合物中的分子,或用于检测固体物质的组成和结构。
此外,核磁共振还可以用于通过血液和组织中氢离子(也称做质子)的信号,来定量地分析体内物质的浓度。
总结:核磁共振是一种重要的物理现象,它的原理基于原子核的属性,可以应用于医学、药物研究、生物学、化学等领域。
核磁共振成像技术的原理与应用

核磁共振成像技术的原理与应用在现代医学领域,核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称 MRI)技术无疑是一项具有重要意义的诊断工具。
它能够为医生提供人体内部结构的详细图像,帮助诊断和治疗各种疾病。
那么,核磁共振成像技术到底是如何工作的?它又有哪些广泛的应用呢?要理解核磁共振成像技术的原理,我们首先需要了解一些基本的物理学知识。
核磁共振成像基于核磁共振现象,这一现象涉及到原子核在磁场中的行为。
我们知道,原子核由质子和中子组成。
其中,许多原子核具有自旋的特性,就像一个旋转的带电球体。
当这些原子核处于一个外加磁场中时,它们的自旋轴会像指南针在地球磁场中一样,倾向于与外加磁场的方向对齐。
然而,由于原子核的自旋量子化,它们只能以特定的角度与磁场方向对齐,形成不同的能级。
如果我们再向这个系统中施加一个特定频率的射频脉冲,这个频率与原子核在磁场中的进动频率相匹配时,原子核就会吸收能量,从低能级跃迁到高能级,这种现象被称为核磁共振。
当射频脉冲停止后,原子核会逐渐释放所吸收的能量,并回到原来的低能级状态。
在这个过程中,它们会发射出一个射频信号,这个信号的强度和衰减时间等特性与原子核周围的环境有关。
在人体中,氢原子是核磁共振成像中最常用的原子核,因为它们在人体组织中的含量丰富,主要存在于水分子和脂肪分子中。
不同的组织中氢原子的密度和周围环境不同,这就导致它们在核磁共振过程中产生的信号有所差异。
通过对这些信号的检测、处理和分析,我们就可以构建出人体内部的图像。
在核磁共振成像设备中,有一个强大的磁体产生均匀的磁场,还有一系列的射频线圈用于发射和接收射频信号,以及复杂的计算机系统用于处理和重建图像。
在实际的成像过程中,为了获得不同方向和层面的图像,通常会使用梯度磁场。
梯度磁场可以在空间上改变磁场的强度,从而使得不同位置的原子核具有不同的共振频率。
通过改变梯度磁场的方向和强度,并依次采集和处理信号,就可以获得三维的图像信息。
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核磁共振成像技术原理及国内外发展核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI),又称自旋成像(spin imaging),也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI),是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance,简称NMR)原理,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的结构图像。
将这种技术用于人体内部结构的成像,就产生出一种革命性的医学诊断工具。
快速变化的梯度磁场的应用,大大加快了核磁共振成像的速度,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。
核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。
它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经计算机处理而成像的。
原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。
共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。
核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体的约70%是由水组成的,MRI即依赖水中氢原子。
当把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射它,使之共振,然后分析它释放的电磁波,就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。
通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画,由头顶开始,一直到基部。
核磁共振成像是随着电脑技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。
医生考虑到患者对“核”的恐惧心理,故常将这门技术称为磁共振成像。
它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经电脑处理而成像的。
原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。
共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。
采用调节频率的方法来达到核磁共振。
由线圈向样品发射电磁波,调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。
当频率正好与核磁共振频率吻合时,射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰,这可以在示波器上显示出来,同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。
核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器,主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。
磁铁的功用是产生一个恒定的磁场;探头置于磁极之间,用于探测核磁共振信号;谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。
磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。
如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。
具体说来有以下几点:1.对软组织有极好的分辨力。
对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT;2.各种参数都可以用来成像,多个成像参数能提供丰富的诊断信息,这使得医疗诊断和对人体内代谢和功能的研究方便、有效。
例如肝炎和肝硬化的T1值变大,而肝癌的T1值更大,作T1加权图像,可区别肝部良性肿瘤与恶性肿瘤;3.通过调节磁场可自由选择所需剖面。
能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像。
对于椎间盘和脊髓,可作矢状面、冠状面、横断面成像,可以看到神经根、脊髓和神经节等。
不像CT只能获取与人体长轴垂直的横断面;4.对人体没有对人体没有电离辐射损伤;5.原则上所有自旋不为零的核元素都可以用以成像,例如氢(H)、碳(C)、氮(N和N)、磷(P)等。
快速扫描技术的研究与应用,将使经典MRI成像方法扫描病人的时间由几分钟、十几分钟缩短至几毫秒,使因器官运动对图像造成的影响忽略不计;MRI 血流成像,利用流空效应使MRI图像上把血管的形态鲜明地呈现出来,使测量血管中血液的流向和流速成为可能;MRI波谱分析可利用高磁场实现人体局部组织的波谱分析技术,从而增加帮助诊断的信息;脑功能成像,利用高磁场共振成像研究脑的功能及其发生机制是脑科学中最重要的课题。
有理由相信,MRI 将发展成为思维阅读器。
①1990年,AT&T贝尔实验室的Seiji Ogawa在报告中称,他在对动物进行研究时发现去氧血色素被放到磁场中时,会提高附近的磁场强度,而携氧血色素则不会。
Ogawa在研究报告中展示了带有很多去氧血色素的区域会将血液器皿周围的磁场略微扭曲,并在一个核磁共振的图像中揭示了这些扭曲的图像。
其它的研究人员也开始研究人类身体中的类似现象。
例如1992年,一些研究人员,包括Ogawa,马萨诸塞州中心医院的John W. Belliveau和威斯康星医学院的Peter Bandettini公布了对人体大脑对使用功能性核磁共振成像技术产生的感官刺激的反应的研究结果。
在其它应用领域,功能性核磁共振成像技术目前可以帮助指导非脑部敏感区外科手术,检查中风症状以及解释大脑的工作原理。
到今天,由Rabi开始的研究已经发展成为价值数十亿美元的产业。
核磁共振成像扫描和波谱学已经广泛应用于医学检测成像领域。
同时,作为在过去几年中最新的一项技术以及最强大的设备,功能性核磁共振成像技术的速度和精确度也获得了极大的提高。
上述这些成果如果没有Rabi第一次检测到核磁共振现象及之后近40年的基础研究是不可能成功的。
这段时间内的发现同包括对研究原子和分子的磁特性感兴趣、试图发现他们如何互相作用并用核磁共振理论解释原子和分子的基本结构的物理学家和化学家们的努力密不可分。
正如Prucell的第二个研究生Geroge Pake所说的那样:“没有这些基础研究,核磁共振成像技术根本无从想象。
”②功能性核磁共振成像(fMRI)技术可以显示大脑各个区域内静脉毛细血管中血液氧合状态所起的磁共振信号的微小变化。
fMRI作为无损和动态的探测技术,已日益成为观察大脑活动,进而揭示脑和思维关系的一种重要方法。
现代核磁共振成像(MRI)扫描仪的设计已发生了革命性的变化,这都得益于现代IC设计的一系列发展和进步。
MRI等医疗成像设备虽产生一定的影响,但并不是IC发展的主要驱动因素。
相反,它们是无线基础设施等行业持续发展的受益者。
这种技术进步不仅提供MRI各种子系统改善性能的机会,同时也使子系统设计得以简化。
③全球MRI市场在2001~2008年间以年均高于6.6%的速度增长。
这类设备市场快速增长的主要原因是MRI成像技术的发展,如3特斯拉MRI面世,以及MRI在多种疾病诊断中的推广应用。
然而,因MRI设备使用成本较高,以及全球金融危机对医疗器械行业的影响,GlobalData研究机构预计,全球MRI 设备市场增速将略有下降,年均增速为6.1%左右。
专业人士分析认为,目前MRI技术的主要趋势是从1.5特斯拉向3特斯拉的高场强转变。
3特斯拉场强的MRI能以更短的时间扫描出分辨率更高的图像。
它还能为各类病人(如幽闭恐惧症患者)提供个性化扫描成像方案,从而提高MRI 成像系统的应用范围。
另外,3特斯拉MRI成像技术的发展还将推动肌肉、骨骼、神经和乳腺的成像研究。
但是,3特斯拉MRI成像系统也存在一些固有的缺点,如辐射吸收率(SAR)增加。
因1.5特斯拉和3特斯拉MRI成像系统的优点和缺点不同,所以它们的使用群体也不一样。
规模较小的医院和检测中心,从成本与工作时间上考虑,会更多地选择1.5特斯拉的MRI系统;而规模较大的医院和检测中心,因具备雄厚资金和充足的技术人员,会选择配置3特斯拉MRI系统.另据了解,飞利浦公司推出了可将1.5特斯拉MRI成像系统升级到3特斯拉MRI成像系统的工作模式。
这种新模式不仅可大大降低医疗机构的安装成本,同时也会缩短技术人员的学习曲线。
由物理学家和神经科学家组成的国际科研小姐在核磁共振成像研究领域取得重大的突破,使得大脑扫描速度在现有水平上提高七倍之多。
研究论文发表在12月20日《公共科学图书馆·综合》(PLoS ONE)上。
在论文中,一名伯克利加州大学的物理学家和来自明尼苏达大学及牛津大学的同僚们描述技术改进可以让全影3D脑扫描在不到半秒的时间内完成,而不是一般所需要的2到3秒。
首席作者物理学家大卫-范伯格(David Feinberg)是伯克利加州大学海伦·威尔斯神经系统科学研究所副教授,他说:“当第一次用该技术时,真是快得难以置信,就好像从螺旋桨飞机到喷气式飞机的转变。
这是质的飞跃。
”对于神经科学,快速扫描尤为关键,它可以捕捉到大脑内的动态行为。
范伯格说:“当利用功能核磁共振成像(fMRI)对大脑进行研究时,填充满整个3D大脑图像大约需要30到60幅的图像重复数百次才能完成,就像组成电影的无数帧,而功能核磁共振成像是一部3D电影,通过多路技术可更高速的获取图像,一个高频帧在很短的时间里可获得更多的信息。
圣路易斯华盛顿大学放射医学、神经学、神经生物学、生物工程学及心理学教授马克-雷切尔(Marc Raichle)博士补充说:“大脑是一个活动目标,因此对这一活动性目标取样越精确,对大脑动态活动了解就越透彻。
”⑷美国和加拿大科学家分别采用新型核磁共振成像(MRI)技术观测到人体内的分子变化,从而大大提高了MRI扫描的速度和精度,可在未来用于更快地检测癌症等疾病。
研究发表在最新一期《科学》杂志上。
两国科学家使用的MRI技术都通过操控分子的旋转来提高扫描的速度和精度,从而可以在分子层面快速地完成诸如分析药物药效或推断肿瘤生长速度等工作,以更好地为人类健康服务。
加拿大研究人员通过操纵仲氢(仲氢是航天飞机上使用的燃料),将仲氢的磁性转移到许多更容易探测的分子上面,并在动物身上进行了该技术的测试。
结果表明,新技术可以将扫描的灵敏度增加1000倍左右,原来统计生物系统数据需要花费90天时间,现在只需几秒就可以完成。
美国科学团队则调整了原子核的旋转来增强信号,在旋转状态的分子之间制造了很大不平衡,并且使分子变成了功能更加强大的磁体,可以产生更详细的图像。
新技术得到的信号强度可能是传统MRI中氢原子所释放信号的几千倍甚至几万倍。
⑸参考文献:①核磁共振成像(MRI)--从结构到功能②中国科学院上海冶金研究所;材料物理与化学(专业) 博士论文;周小祥; 李福利;③2010年成像诊断设备未来5年市场增长预测④新技术使大脑3D成像扫描可在半秒内完成-/a/20110110/000046.htm⑤《科学》(Science),DOI: 10.1126/science.1168877,Ralph W. Adams,Simon B. Duckett。