MRI

来自Jack's Lab
2018年4月3日 (二) 17:16Comcat (讨论 | 贡献)的版本

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NMR, Nuclear Magnetic Resonance, 核磁共振,指磁性原子核在强磁场环境下受射频照射会发生跃迁

核磁共振过程会产生吸收光谱

射频波长范围 5 ~ 0.5m,频率 60 ~ 600MHz


目录

1 原理

原子核是由质子和中子构成,奇数目质子的原子核,其质子围绕中心旋转(自旋,相当于正电荷在环形线圈中流动)而有磁场,即核磁。在无外磁场时,核磁矩的取向是随机的

在有外磁场时,核磁矩的取向不是随机的,而是量子化的。比如常用的氢原子的核磁矩取向就只有两种,多数氢原子核磁矩的方向倾向于与外磁场方向相同(低能态),少数与外磁场方向相反(高能态),但是由于能级差很小,低能态原子只占微弱优势

在有外磁场时,奇数目质子的原子核除自旋外,自旋轴还会绕着磁场方向轴旋转,称此现象为 Larmor 进动,类似于陀螺在重力场中的进动

奇数目质子的原子核 Larmor 进动,是有频率的,当垂直于磁场方向对着原子核辐射同样频率的无线电波,低能态自旋原子核就会向高能态跃迁,此现象称为核磁共振


医学上的 MRI 依赖的就是遍布人体的氢原子(分布全身的大量的水、各种蛋白质、酯类、核酸类、糖类有机物。。。)



2 主要厂商

2.1 GE

MRI-GE-750W.jpg

http://www3.gehealthcare.com/en/products/categories/magnetic_resonance_imaging


2.2 SIEMES

MRI-SIEMES-3T.jpg

https://usa.healthcare.siemens.com/magnetic-resonance-imaging


2.3 United Imaging

MRI-umr570.png

http://www.united-imaging.com/zh/cigongzhen-chengxiang-xitong-mr.html



3 成本

3.1 购买成本

MRI分为低场永磁(<1T)、1.5T 超导、3T 超导,(T是特斯拉,磁场强度单位),这三者成本分别大概在200~800W、500~1800W、1500~3000W

除去购买机器本身的成本,每台MRI安装都需要取得卫生厅颁发的机器配置证,这三类MRI获得配置证的难度递增,尤其是3T 超导 MRI,一般二级城市也就一两台。卫生部规定的收费标准这三者单价是都差不太多


3.2 安装成本

MRI 设备安装前要做屏蔽,一般屏蔽材料是用铜板,主要是屏蔽信号,不是屏蔽辐射,MRI 基本没有辐射,做屏蔽是为了保证设备间内的磁场和射频信号的稳定纯净不受外界干扰(如果医院的核磁间就在电梯旁边,那要做的屏蔽工作要比常规的多一倍)


MRI 设备里面装的是液氦,而且从其工作原理上也对安装的稳定性要求很高,这就加大了安装的难度,而且一般来说,MRI 很重,进场的时候有时需要在经过的路上加垫很多钢板木板以保护地面不会被压坏。甚至有些厂家在 MRI 励磁的时候还要摆一桌贡品拜猪头之类的祈祷能励磁成功。。。


3.3 运营成本

超导 MRI 的一大运营成本是液氦,液氦是用来冷却磁体线圈以使其维持在超导状态

液氦属于战略物资,便宜的时候 200块/升,贵的时候 600块/升,一般西门子和 GE 的机器要 4 年一充,飞利浦大概一两年一充,每次填充至少500升

全球大部分液氦的控制权在老美手里,现在三家公司的液氦都是同一家供应商的 AP 公司

MRI 的另一大运营成本是冷头,冷头也是用来冷却液氦以维持磁体超导状态,但冷头属于耗材,基本上一般 3、4年一换,一个冷头就要几十万

MRI 的机房空调和磁体冷却系统都得 7x24 小时运行,电费是刚刚的


3.4 经济效益

MRI 的扫描时间很久,平均一个患者检查至少要十多分钟,因此每台机器每日接待患者的数量大概在 60 人左右。。。



4 CT

Computed Tomograph, 计算断层扫描,利用高能射线围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描,然后通过计算机重建图像。根据所采用的射线不同可分为:X 射线 CT(X-CT)、γ 射线 CT(γ-CT) 等,医院使用最多的是 X-CT

CT 图像是数字化模拟灰度图像,是由一定数目从黑到白不同灰度的像素(pixel)按固有矩阵排列而成。这些像素的灰度反应的是相应体素(voxel)的 X 线吸收系数。如同 X 线图像,CT 图像亦是用灰度反映器官和组织对 X 线的吸收程度。其中黑影表示低吸收区,即低密度区,如含气的肺组织;灰影表示中等吸收区,如软组织;白影表示高吸收区,即高密度区,如骨组织

CT 图像用密度描述,其标准为CT值。人体组织 CT 值(HU)

  • 骨:1000 通俗所说最白的
  • 软组织:70~20
  • 水:0
  • 脂肪:-30~90
  • 空气:-1000 通俗所说最黑的



5 参考













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