Image courtesy of Hakan Ilaslan, MD.
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MRI利用磁场和无线电波来产生组织的薄层影像（断层影像）。正常情况下，组织内的质子自旋产生微小的磁场，是随机排列的。当组织被置于MRI装置的强磁场中，磁轴沿磁场排列。然后施加一个射频脉冲，导致许多质子的磁轴以高能量状态沿磁场排列。脉冲后，质子在MRI装置的磁场内回复到基础状态。质子回到基础排列（T1弛豫）和此过程中的质子摇摆（进动）（T2弛豫）过程中释放的能量的数量和速率由线圈（天线）记录下来作为空间定位信号强度。计算机算法分析这些信号，并产生详细的解剖图像。
在一幅磁共振图像中，组织的相对信号强度（亮度）由多方面因素决定，包括:
射频脉冲和梯度波形用于获得图像
不同组织的固有T1和T2特性
不同组织的质子密度
通过控制射频脉冲和梯度波形，计算机程序产生特定的脉冲序列，确定如何获得图像（加权）和各种组织的表现。图像可以:
T1加权
T2加权
质子密度加权
比如，脂肪在T1加权中表现为明亮（高信号）而在T2加权中表现的相对要暗（低信号）；水和液体在T1加权中表现的相对要暗而在T2加权中表现明亮。 T1加权图像显示正常软组织解剖和脂肪（如，证实一个含脂肪的肿块）效果最佳。 T2加权显示液体和病变（如肿瘤、炎症、创伤）效果最佳。在实践中，T1和T2加权提供的信息相互补充，故二者对于描述病变都很重要。
高分辨率 MRI 扫描仪可提高图像质量和诊断准确性，并能生成多种附加脉冲序列，以进一步表征组织和肿瘤特征。
MRI的使用
当需要了解软组织的对比解析度时，我们选择MRI而不是CT（如，评价颅内或脊髓异常，炎症，创伤，怀疑肌肉骨骼肿瘤，或关节内紊乱）。MRI还可以用于以下检查：
血管造影：磁共振血管造影术（MRA）能够对动脉图像的诊断准确性好，并且比传统血管造影侵入性较低。有时使用钆造影剂。MRA可以用于胸部和腹部主动脉造影以及脑部、颈部、腹部器官、肾脏和四肢末端的动脉造影。静脉成像（磁共振造影或MRV）提供静脉异常，包括血栓形成和异常的最佳图像。
肝脏及胆道异常：磁共振胰胆管成像（MRCP）是一种无创且高度准确的成像方法，可用于显示胆道系统和胰管系统的结构。
女性生殖系统的肿瘤：MRI可作为超声的补充，进一步诊断附件肿瘤的性质和子宫肿瘤的分期。
某些骨折： 例如，MRI 可以为骨质减少患者提供髋部骨折的准确图像。
骨髓浸润与骨转移： 磁共振成像（MRI）对于骨显像阳性但普通放射线检查正常的患者尤为有用，同时可帮助区分骨髓异常为转移性病变或非恶性病变。
对碘对比剂反应高风险的患者，MRI可以替代增强CT。
造影剂
造影剂常用于MRI中，以突出血管结构，并帮助识别炎症和肿瘤的特征。
最常用的造影剂为钆的衍生物，它具有磁性，能够影响质子弛豫时间。关节腔内MRI可能包括向关节腔内注入稀释的钆衍生物。
MRI的变化
弥散（弥散加权）磁共振成像
信号强度与组织中的水分子的弥散有关。这种类型的MRI可用于:
检测早期脑缺血和梗死
检测脑白质病
鉴别脓肿和囊性肿瘤
各种肿瘤分期，如非小细胞肺癌
回波平面成像
这种超速技术（在<1秒内获得图像）被用于进行颅脑和心脏的弥散、灌注和功能性成像。潜在的优点包括能够反映脑和心脏的活动，减少运动伪影。然而，它的使用受限，因为此项技术需要特殊的硬件设备，比传统MRI对不同物体更为敏感。
功能性MRI
功能性MRI用于评估定位脑部活动。
脑部成像最常见的方式是以较低分辨率进行高频率扫描（例如每 2～3 秒一次）。从氧合血红蛋白的变化可以辨别和用于评估大脑不同部位的代谢活性。
在临床环境中，功能性 MRI 尤其有助于术前绘制运动或语言皮层的定位图（即切除后会导致感觉处理、运动功能或语言处理缺陷的皮层区域），适用于计划手术的颅内病变（如肿瘤或动静脉畸形）患者。该检查也可用于癫痫手术的术前规划。
研究人员可能会使用功能性核磁共振成像来将大脑功能和解剖学联系起来（称为大脑制图）。当受试者执行不同的认知任务（例如，解决数学方程式）时进行 MRI 检查；此时大脑中代谢活跃的部分被认为是与该特定任务最相关的结构。
梯度回波成像
梯度回波是一种脉冲序列，可以用于流动的血液和脑脊液的快速成像（如，MRA）。 由于这种技术是快速的，它可以在成像过程中减少运动伪影（例如，模糊），需要患者屛住呼吸（例如，在心脏，肺和腹部结构成像过程中）。
磁共振波谱成像（MRS）
MRS将从MRI（主要是基于组织的水和脂肪含量）得到的信息与核磁共振（NMR）的信息结合起来。NMR提供关于组织代谢物和生化异常信息;这些信息可以帮助区分某些类型的肿瘤及其他异常。
磁共振小肠成像
磁共振肠道成像常用于对已知小肠炎症性疾病患儿的影像学随访检查。
因为磁共振小肠成像不需要电离辐射，优于CT小肠造影。
灌注MRI
灌注MRI是一种检测相对脑血流的方法。它可用于检测:
脑卒中成像过程中的缺血区
增加的血流区域，可能提示肿瘤
这些信息可以帮助直接活检。
正电子发射断层扫描(PET) -MRI
PET MRI结合了功能性PET与全身MRI。T1加权和短T1反转恢复（STIR）的序列经常被使用。这种模式（自2010年以来可用）通常仅在主要的学术医疗中心提供。
MRI的缺点
与CT相比，MRI相对昂贵，需要更长的成像时间，无法在所有地区立即可用。
其它缺点包括以下相关的问题:
磁场
幽闭恐惧症患者
造影剂反应
磁场
MRI对有可能受强大磁场影响的植入材料的患者是相对禁忌。这些材料包括:
铁磁性金属（如，含铁）
磁激活或电子控制医疗设备（如心脏起搏器，植入式心脏除颤器，人工耳蜗植入）
非铁磁性电线或材料（例如，某些起搏器电线、某些肺动脉导管）
铁磁材料 可以通过强磁场移位，损伤附近器官;例如，血管夹的位移可导致出血。如果材料植入 < 6周（在瘢痕组织形成前）移位的可能性更大。铁磁性材料可能产生图像伪影。
磁性激活的医疗设备 在暴露于磁场时可能会发生故障。
磁场可在导体材料中产生电流，继而发热而损伤组织。
某个设备是否与MRI兼容，取决于设备的类型、组分，以及它的制造商（见 MRIsafety.com)。在检查人员确定植入设备的MRI是安全的之前，不应将植入设备的患者置于MRI磁场中。同时，不同的磁场强度的MRI机器对材料有不同的影响，因此在一台机器中安全并不意味着在另一台机器中也安全。
MRI的磁场很强且一直存在。 因此，在扫描室入口的铁磁性物体（如，氧气罐、金属杆）可能会被高速吸入磁体孔中，并伤及患者。此时唯一能将物体与磁体分开的办法是关闭磁场。
幽闭恐惧症
MRI机器的成像管是一个密闭的环绕空间，可以诱发患者的幽闭恐惧症，甚至在既往没有恐惧症或焦虑症的患者中亦可发生。此外，一些肥胖患者也不合适躺在台子上或机器里。在扫描前 15～30 分钟给予抗焦虑药物（如阿普唑仑或劳拉西泮）进行预处理，对大多数焦虑患者均有效。
核磁共振成像扫描仪的一侧是开放的，可用于幽闭恐惧症患者(或严重肥胖患者)。在开放式MRI获得的图像可能会逊色于那些封闭式扫描仪，这取决于磁场强度，但它们通常足以作出诊断。
应该提醒患者，MRI机器会发出响亮的敲击声。
造影剂反应
钆剂造影剂静脉注射可导致头痛、恶心、疼痛、味觉失真，以及注射部位疼痛冰冷感。
严重的造影剂反应罕见，比碘造影剂的反应小得多。
然而，有报道称少数晚期慢性肾病患者出现肾源性系统性纤维化（NSF）。肾源性系统性纤维化是一种罕见但危及生命的疾病，涉及皮肤，血管和内脏器官纤维化，导致严重伤残或死亡 (1)。
基于钆的造影剂根据其发生肾源性系统性纤维化 (NSF) 的风险分为I组和II组。大多数NSF病例与I组造影剂有关，不建议在美国和欧洲使用（2）。
接受第II组钆对比剂的患者发生NSF或肾毒性的可能性极低，即使在高危人群中亦是如此。美国放射学会和国家肾脏基金会的共识声明指出，接受II类钆对比剂的患者无需强制进行肾功能筛查(3)。仅在必要时才应使用钆基造影剂，并剂量尽可能低。
参考文献
1.Lange S, Mędrzycka-Dąbrowska W, Zorena K, et al.Nephrogenic Systemic Fibrosis as a Complication after Gadolinium-Containing Contrast Agents: A Rapid Review. Int J Environ Res Public Health.2021;18(6):3000.doi:10.3390/ijerph18063000
2.Starekova J, Pirasteh A, Reeder SB.Update on Gadolinium-Based Contrast Agent Safety, From the AJR Special Series on Contrast Media. AJR Am J Roentgenol.2024;223(3):e2330036.doi:10.2214/AJR.23.30036
3.Weinreb JC, Rodby RA, Yee J, et al.Use of Intravenous Gadolinium-based Contrast Media in Patients with Kidney Disease: Consensus Statements from the American College of Radiology and the National Kidney Foundation. Radiology.2021;298(1):28-35.doi:10.1148/radiol.2020202903
