核磁共振的工作原理,带金属进去会有多恐怖?

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发明核磁共振的人真是个天才,它可以清晰的看到身体各部分的情况,这是怎么做到的?核磁共振利用的是人体中的水分子的振动,人体有60%的成分是水,在脏器里水分尤其多,病变部位的水分含量跟正常组织会有区别。

而水分子里的氢原子主要是氢原子核,是有磁性的,像一个个小磁铁,不过平时它们各有各的方向,磁力相互抵消。但在强磁场里,氢原子核会沿着磁场的方向排列,就像被磁铁吸起来的铁屑一样。当关闭磁场的时候,这些原子核又会快速回到原位。磁场以不同的频率产生又关闭,就能引起人体不同组织里的水分子动来动去,像产生了共振一样。

核磁共振的工作原理,带金属进去会有多恐怖?

所以知道了水分子的排布,就能画出人体组织的三维图像。核磁共振的磁场强度能达到地球磁场的30万倍,仅仅比大型强子对撞机的磁场低两三倍。这么大的磁力足够把病床直接从地上抬起来,如果带进去了金属物品,就是这种下场。曾经有一个护工把氧气瓶带进了核磁共振室,结果在机器启动的瞬间就连人一起被吸了进去。

核磁共振原理这么简单,为什么机器那么贵?均价几百万到上千万一台,因为磁场越强,图像就越清楚。现代核磁共振需要的磁场要1.5T到3T,但标准电磁体只能产生0.5T左右的磁场。为了产生强磁场,必须加大电流,但因为电阻的存在,这时候产生的热足以融化磁线圈。

为了获得强大又安全的磁场,只能使用超导体。最常用的超导体是铌钛合金,在低温下,金属内部电阻会减小,甚至像是消失了一样。只要维持低温,就能一直保持磁性,所以必须要用液氦来维持零下267摄氏度的低温。核磁共振仪里有上百升的液氦,内部还有叫做冷头的装置,维持液氦的低温,核磁共振贵就贵在这里。

标签: 核磁共振

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