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核磁共振之醫療
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柳林
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核磁共振攝影(亦稱磁振造影, magnetic resonance imaging , MRI )是近年來在臨床診斷上相當重要的影像工具。此種使用準確而不必侵入人體的方法為人體內部器官造影,對醫學的診斷、醫療和後續工作都十分重要。

磁振造影利用磁場原理,使儀器改變體內氫原子的旋轉排列方向,原子核就會釋放吸收的能量,能量激發後放出電磁波信號,再經由電腦分析組合成影像,就是一般看到的 MRI 影像。

磁振造影原理,是將人體置於磁場中以無線電波脈衝來改變區域磁場,激發人體組織內氫原子核的共振,而人體不同的組織,便會產生不同的磁矩變化訊號,再經過電腦處理,便可以呈現出人體組織的切面影像。至於磁振造影的磁場強度,則是以Tesla(特斯拉)磁力單位表示。

人體內的水分子含有很多氫原子核,這些氫原子核本身又具有磁場特性,如同一個小小的磁鐵。核磁共振掃描是將人體置於強大且均勻的靜磁場中,再利用特定的射頻無線電波脈衝,激發人體組織內的氫原子核。

當組織內出現異常組織時,水分子的擴散即受到阻礙,我們就能透過核磁共振掃描所偵測的水分子運動速度差異,精確區別出正常與異常的組織來。

MRI 對人體不具侵襲性,不會產生游離輻射,可多方向掃描,提供三度空間影像,又有高對比的解像力,是現代醫學不可或缺的診斷工具。它的好處之一是不論使用多少次,都不會像X光等傳統檢查方法一樣對病患造成傷害。

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羅特柏
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柳林
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瑞典卡洛林卡斯學院的諾貝爾委員會宣布,美國化學家羅特堡( Paul C. Lauterbur ),以及英國物理學家曼斯菲爾爵士( Sir Peter Mansfield ),以致力研究核磁共振掃描( MRI )為醫療檢驗帶來革命,榮獲2006年的諾貝爾醫學獎。

羅特柏現年 74 歲,是烏班納伊利諾大學教授,亦是伊大醫學院生物醫學核磁共振實驗室主任。他在 1971 年開始研究 MRI 的醫學用途。在此之前,磁場主要用於研究化學物質結構,他也從事類似研究。他的研究「為現今稱為 MRI 、後來得到全球醫學矚目的這一領域奠基」。

  勞特柏發現把梯度( gradient )加到磁場中,可造成磁場變化,即引用磁場梯度就能造出三度空間影像。他只要分析這種射出的無線電波特性,就可以判定它們的起源。如此一來,就可能為一些使用其他方法無法見到的結構建造呈現三度空間影像。這可說是 MRI 技術研發的關鍵。 1973 年,他發表研究,陳述如何把梯度磁場加到主磁場中,呈現一般水由重水包圍的水管剖面圖。沒有其他掃描方式能區分一般的水和重水。

  羅特堡在磁場上放了兩瓶水,因為水含有氫原子會產生訊號頻率,羅特堡在磁場內再外加一個磁場,兩瓶水的訊號頻率產生改變,他再把兩瓶水變換成垂直的位置,訊號又再度改變,有了頻率和位置兩種數據,就能經電腦分析得到磁振造影的影像圖。 1973 年羅特堡這個發現,經過七年後,紐約的一位醫生發展出了第一台臨床使用的磁振造影 MRI 儀器。

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