MRI 檢查時為何動靜那麼大?時間這麼久?機器里在幹嘛?

下午去做了個mri的膝蓋檢查,檢查時動靜太大了,塞了個棉花還是感覺震耳欲聾,而且要連續做十幾分鐘,它到底在做哪些工作呢?
我注意到機器每次響2,3分鐘,停下,然後似乎做了下位置調整,繼續響2,3分鐘,它到底在作甚啊?


MRI的大致流程是:預掃描、定位設置、序列選擇、梯度定位、射頻發射信號、線圈接收反饋信號、傳回工作站進行後處理,產生最後掃描的圖像。
1)預掃描:是你剛躺上去以後,大夫先把你要掃描的部位擺在大概的位置,用最簡單的序列快速地掃描一遍得到一個預掃描圖像;
2)定位設置:根據上面那個預掃描的圖像來調整床的移動,以使病變的部位在掃描框的正中心位置,同時還要調整磁場均勻度(稱為「勻場」),使掃描部位的磁場線儘可能接近均勻的直線,這樣圖像才不會失真;
3)序列選擇:序列是一種編程演算法,不同的序列針對不同的部位和病變類型,有點類似相機里的光圈快門ISO色溫等一系列組合,不同的組合拍出來的照片都有不同的效果是針對不同的場景,這個序列選擇和照相前對相機的設置一樣,也是要有一定的經驗性在裡面,比如你要掃腹部肝臟,他就不可能選擇腦fMRI序列或是心肌灌注序列了,大夫一般會針對你的病變的可能性先進行預判,然後選擇相應的序列來掃描,一般會給每個患者選擇3-10個序列來掃描,掃完以後如果覺得有必要會再加序列再掃描;
4)梯度定位:核磁裡面核心部位之一,他是根據你第二步選取的掃描位置,在那塊區域產生一個額外的磁場,以使要掃描的部位和其他區域有磁場差(即梯度差),同時在這個磁場作用下體內氫原子自旋能級發生塞曼分裂,等待射頻激發產生能級躍遷;
5)射頻發射:對掃描區域發射射頻信號以激發體內的氫原子,使其核自旋在核塞曼能級上發生躍遷,變成激發態;
6)線圈接收:氫原子從激發態恢復至穩態會釋放一定能量,這些反饋信號會被覆蓋在患者身體部位上的線圈接收到,此時接收的是模擬信號;
7)信號傳輸:線圈信號經過模數轉換器轉換成數字信號然後傳輸至工作站電腦上;
8)後處理:就是MRI版的PS啦~~ 患者花了那麼多錢那麼久的時間怎麼能讓他拿到的圖像難看呢。。。開玩笑啦。。。後處理是為了調節一些參數以使病變更直觀地展現給診斷醫生和患者;

然後回答題主的提問:
1、MRI掃描時動靜很大是梯度的聲音,因為梯度要在X、Y、Z三軸分別產生定位磁場,梯度線圈說白了就是好多圈的電磁線圈,每次定位都相當於打開又關上打開又關上,像老式燈管的鎮流器一樣,在運行的時候會有很大的動靜。但你仔細聽就會發現不同的序列不同的部位掃描梯度聲音是不一樣的,也是因為需要定位的磁場強度和方向都不相同。
2、你也發現了,每次噪音中間是有一段間歇期,這段安靜的期間其實是射頻線圈和身體上的接收線圈在工作,因為射頻發射是沒聲音的,所以你也覺得安靜,但如果這台機器射頻功率太大的話,在掃描時會感覺被掃描部位的皮膚有灼熱感,這是SAR值過高的表現。
3、MRI是一種基本沒有有害輻射的一種掃描手段(這裡說基本是因為射頻信號和手機信號一樣是電磁波,有些人認為也算是輻射。。。另外有時會進行打葯造影,造影劑對一些敏感體質的人有害),掃描的時候不用緊張,放輕鬆配合醫生能很大程度上提高掃描的效率,在裡面待久了也沒關係,有好多次我都躺在裡面睡著了。。。

如有說錯和不足的地方請大牛們指正~~
謝謝!


看了前幾位的回答,都覺得回答的不是特別完整,我願意嘗試簡單的回答一下。

對於第一個小問題: 為何動靜這麼大?

前幾位都提到了梯度場的概念,簡單的說梯度場是一個由電場產生的隨空間磁場強度發生變化的場,在三維空間中要準確定位,就需要三個坐標軸,這樣就能對身體任何一個地方進行定位,具體序列實現的時候你可以這樣想,在三維坐標系中,沿著一個軸切下去,你可以定位一個面,如果你在這個面上再沿著一個方向定位你就可以定位一條線,如果再加一個方向定位,你便可以在這條線上定位到一個點。那麼這三個軸簡單的來說,就是要根據醫生的指示,定位你身體有異常部位每個點,對其成像。三個軸的功能可以互換。 關鍵產生雜訊的原因在於你可以選擇你每個成像點的體積不同。 舉例說明:如果你要看膝關節半月板處5cm厚的情況,那麼你梯度大小跟你要看3cm厚的大小是不一樣的。而你要對每一個點定位,所以你需要通過不斷切換梯度的大小以及工作的時間來實現,這就是MR中的序列的概念的一部分。

因為梯度的大小需要發生變化,所以就是由電場產生的磁場就要發生變化,在這個過程中會產生一個阻礙磁場發生變化的電場,這個就叫渦流。磁場變化的越大越快產生的渦流就會變大。根據高中物理又可以知道通電導線在磁場條件下會受洛倫茲力作用,梯度線圈本身就是通電導線,所以就受到力的作用,雖然已經固定住但仍然會引起震動,一定頻率的震動就會帶來雜訊。 由於三個方向的梯度線圈的結構不同,受力方向也不同,所以震動時產生的聲音也不會不同,加的梯度大小,持續時間不同也會帶來聲音的不同。

但是磁共振廠家一般都會根據國際標準將雜訊降到120db 對人體無傷害的範圍以下。但現有的技術仍然不能完全消除噪音。

對於第二個小問題: 為何時間這麼長?

磁共振成像是根據人體中水分子中H質子的能級躍遷快慢來判定組織特性的,同樣是水分子,在脂肪里的水和在肌肉組織中的水由於所處的化學環境不同,能級躍遷會有快慢,也就是弛豫時間會不同。根據這個特性,就是在不同的時間點獲取性格,各個組織水分子的能級狀態的特性就顯示在信號高低上,也就區別開自己在圖像中的明暗。但是有時候病變組織在一些特性上會和人身體中本身正常組織的特性很相似,這就需要不同的序列一起判斷該組織是正常的還是異常的信號。有時候病變組織會和脂肪或者水的特性相似,單種成像就容易漏診,所以會掃一些抑制水或者抑制脂肪的序列。如何實現就涉及的物理、生理特性了。所以一般要掃比較久。而且要確定每一個點也掃描時間長的一個主要原因,你如果需要看的越仔細,每個點體積越小,掃描的時間也會越長。舉個簡單的例子,給你一張紙格子越小你點一遍的時間,肯定比只有幾個格子的來得慢,但是我們在磁共振掃描中又不能不讓點足夠小,因為它只有足夠小才能準確定位和發現病變區。


對於第三個小問題: 隔2-3分鐘換一個位置?

一般常規序列一個為2-3分鐘,有時候是為了掃不同特性的序列,不是變位置,有時候確實會交換選擇層面的方向,比如膝關節從天上往地面方向切,和從你躺著的時候從腳往頭切看到的層面是不一樣的,由於人體組織結構的複雜,所以為了準確就診需要多角度去確認。


希望我的回答對你有所幫助!


從另外一個角度看你的問題,就是目前國內醫院更願意投入「全身」MRI掃描儀。其實對於四肢的核磁共振是有小口徑MR的。我院四肢關節專用MRI投入使用 佛山市第一人民醫院
你值得擁有。


今天做核磁共振,這醫生真是個音樂天才。剛開始的兩分鐘,那感覺就像周末早上你家樓上鑽牆裝修。當我以為我將就這樣消磨掉我寶貴的30分鐘青春時,驚喜來了。滴答滴答,AVB電音的快節奏侵入無可阻擋。緊接著吉他之神yngwie帶著他的每秒十九聯音快馬殺到。一陣電子月的衝擊挑動著我每一根神經,手指止不住的打起節拍。醫生似乎看出了我興奮的變化,躺板機械的跟隨著身體上下擺動。機車的油門聲,飛機的引擎聲,鬼才的混音,讓我內心爆發出一個聲音,"put your hands up, let us make some noise"。正當此時,音樂嘎然而止。斯斯的電流聲逐漸遠去,拉瓦納手鼓,馬拉瓦納木沙盒的歡快節奏響起,像是回到了蜜月模里西斯的海邊,和老婆在黑人朋友的陪伴下踩著浪花跳起sege。當我還意猶未盡之時,樂風一轉,一首阿炳的二泉映月響起。雖然不是很成功,可我看的出醫生對知音的難捨之情。30分鐘的核磁共振感覺只做了5分鐘,意猶未盡!


梯度線圈切換的聲音。梯度線圈是幹什麼用的?它有X,Y,Z三軸,用於三維定位,確定病變的空間位置。


我想每響2-3分鐘 停一下再響2-3分鐘,應該是某一個序列掃完了,再掃下一個序列。


這裡解釋下您聽到的雜訊,直接上原話:
The secondary magnetic coils adjacent to the patient aperture are the gradient coils. These coils are large electrical conductors that produce the transient gradient magnetic fields. They are switched on and off rapidly. This current switching results in the conductors" heating and expanding, and these cause the thumping sound. These coils are also usually at room temperature.
-----&(3rd Eidtion)

如果您沒有相關知識的話,簡單理解一下就是這麼大的一個機器,在您躺在裡面的時候,電源要頻繁的接通斷開,然後導體受熱膨脹,就這麼反反覆復的膨脹、縮小,就「Bang!Bang!Bang!」。好吧,最後是我在胡扯....


做過腦部mri 簡直就是感受了一回世界末日。


根據聲音判斷,掃描的部位被各種機槍掃射啊,手槍點射啊,齒輪碾壓啊~~


第一次拍的時候,我還問醫生怎麼這麼吵,美劇裡面還在聊天呢……house誤我


我是CT工程師……我猜機器可能感冒了


在強背景場下,梯度線圈電流快速切換導致的震動引起的。


真心貴,略微知道點原理,真心佩服在一大堆科學原理後實現的技術,但是就是太吵了,影響中午去那個床上休息。。。。。。


發射信號


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