磁体:恒定而强大的外磁场
在没有外部磁场的情况下,脑内的氢质子们杂乱无序地震荡着,因为它们各方向的磁性相互抵消,整体便不体现磁性。
当你躺在检查床上被推进磁共振成像设备后,设备开始工作,磁体将会在你的身体周围形成一个恒定而强大的外磁场。
在这其中,氢质子虽然依旧按自己的频率震荡着,但它们会沿该磁场方向排列,总体呈现出沿着磁场方向的宏观磁化矢量。
射频系统:区分不同组织
接着射频线圈就开始发挥作用,它们负责产生一个射频脉冲。
这时,在这个新磁场的作用下,与射频脉冲频率相同的氢质子们就产生共振,因而它们进动的方向发生偏转。
其它固有频率与射频脉冲不同的氢质子因为没有共振所以运动模式几乎没有改变。
当这个射频脉冲消失后,这些共振的氢质子们会慢慢恢复到原来方向和幅度。在恢复过程中(即质子将从射频脉冲中所吸收的能量释放出来的过程)会有信号发射出来,这就是磁共振(MR)信号。
脑中有富含脂肪的大脑白质(神经纤维聚集地)、富含细胞液的灰质(神经元胞体聚集地)和脑脊液,依据不同组织内的氢质子恢复的速度的差异,就可以区分出你脑部不同的组织。
梯度线圈:三维空间定位
梯度线圈,由在三维坐标系内互相垂直的X、Y、Z三路组成,它们的主要功能是为磁共振成像提供三维空间定位。
没有这些梯度线圈就难以为获得的信号定位,更无从谈起结构像、功能像等。
从局部到全身
参考资料:
Sprawls, P. (2000). Magnetic Resonance Imaging System Components. In Magnetic Resonance Imaging: Principles, Methods, and Techniques (pp. 13–23). Medical Physics Publishing.
Hashemi, R. H., Bradley, W. G., &Lisanti, C. J. (2004). MRI: The basics (2nd ed). Lippincott Williams &Wilkins.
[哈舍米等 (2004). MRI基础 (严建中 译). 天津: 天津科技翻译出版公司.]