磁共振成像

磁共振成像（MRI）利用人体内氢原子核的核磁共振信号形成横断面图像。在强磁场中，质子受到射频脉冲激发后会发出信号，其强度取决于质子密度和组织弛豫特性；通过磁场梯度进行空间编码，将此信号转化为图像。MRI在不使用电离辐射的情况下，提供了出色的软组织对比度。

Definition

磁共振成像是一种断层成像技术，它通过对组织氢原子核的空间编码核磁共振信号进行成像，其对比度主要由质子密度以及T1和T2弛豫时间决定。

Scope

本主题涵盖磁共振信号的物理基础、质子密度以及T1和T2弛豫时间在产生组织对比度中的作用、利用磁场梯度进行空间编码，以及不同脉冲序列如何对图像进行加权。它是一份关于MRI如何描绘解剖结构的参考资料，而非临床指南。

Core questions

• 质子在磁场中如何产生核磁共振信号？
• 质子密度以及T1和T2弛豫时间如何产生组织对比度？
• 磁场梯度如何将空间位置编码到信号中？
• 脉冲序列如何决定图像是T1加权还是T2加权？

Key concepts

• 氢原子核的核磁共振
• 质子密度
• T1（纵向）弛豫
• T2（横向）弛豫
• 磁场梯度与空间编码
• 脉冲序列与图像加权
• 非电离辐射

Mechanisms

当身体置于强静磁场中时，氢原子核会与磁场对齐，并可被射频脉冲翻转；当它们弛豫时，会发出射频信号。信号幅度反映局部质子密度，而恢复速率（T1，纵向弛豫）和衰减速率（T2，横向弛豫）在不同组织间存在差异，并提供主要的对比度来源（Pykett et al., 1982）。叠加在主磁场上的磁场梯度使共振频率和相位取决于位置，从而允许信号进行空间编码并重建为图像（Lauterbur, 1973）。通过改变脉冲时间，序列可以进行T1加权、T2加权或质子密度加权，以强调不同的组织特性。详细的物理学内容请参见标准参考资料（Bushberg et al., 2012）。

Clinical relevance

MRI在不使用电离辐射的情况下，为显示神经、肌肉骨骼和内脏解剖结构提供了卓越的软组织对比度，而序列加权与组织表现之间的关系是解读这些图像的基础（Pykett et al., 1982）。本条目描述了MRI如何描绘解剖结构，并非个体诊断或治疗决策的依据。

History

MRI起源于20世纪中叶的核磁共振波谱学。1973年，Paul Lauterbur证明磁场梯度可以对核磁共振信号进行空间编码以形成图像，Peter Mansfield则为快速空间编码和重建方法做出了贡献；两人共同获得了2003年诺贝尔生理学或医学奖。在接下来的十年中，早期临床原理得以巩固（Pykett et al., 1982），此后更高的场强和更快的序列逐步扩展了该技术的解剖学应用。

Key figures

• Paul Lauterbur
• Peter Mansfield

Seminal works

• lauterbur-1973
• pykett-1982

Frequently asked questions

为什么MRI不使用电离辐射？

MRI的信号来源于氢原子核对强磁场和射频脉冲的响应，而非X射线，因此它不会使患者暴露于电离辐射。

什么决定了图像是T1加权还是T2加权？

脉冲序列的时间安排决定了哪种弛豫特性在对比度中占主导地位：适当的参数可以使图像强调T1（纵向）或T2（横向）弛豫，从而改变组织的显示方式。