核磁共振（MRI）原理介紹與理解架構：機台是怎麼創造成像？

我們這一生中，很有機會有照到MRI，那其後原理是什麼？要怎麼樣入門瞭解？剛好近期在備課要準備相關內容，本文章主要是快速帶大家瞭解MRI的原理，對應的理解與注意事項

人體內的狀況，我們沒辦法直接看到，往往都要透過其他方式來窺探。而常見的方式之一就是MRI（Magnetic Resonance Imaging），又稱「核磁共振造影」，就是讓我們能「看見」人體更細節軟組織的非侵入式醫學影像檢測方式，以下分成Ｍ、Ｒ與Ｉ做解釋。

M（Magnetic）指的是其原理是透過外加的強力磁場，讓人體中的原子暫時改變方向，測量改變間的磁力變化。而在MRI中，磁場大致上分成三種：主磁場（B0）、射頻磁場（B1）與梯度磁場（Gradient）。

「主磁場」通常來說，因為人體中的原子會到處亂跑，增加亂度（熱力學中的熵）。而此時我們透過一個均勻在空間中，外加的主磁場（B0)，即可以讓原子核順/逆著磁場方向移動，這邊可以想成小學老師叫大家列隊站好的狀況，一開始小朋友的亂跑，而當老師叫大家排隊排好時，大家才會列隊。

「梯度磁場」主要是為了「空間定位」用，簡單來說產生磁場變化來協助「定位」，透過X-Y-Z軸上創造梯度變化的磁場，讓原本產生出的訊號，都再加上對應梯度變化的空間資訊。如果用顏色來想，原本的磁場是統一的是繪畫的「顏料」（舉例來說，都是深藍色），而梯度磁場就是不同量的水，同樣的顏料透過不同深淺，就能藉此辨別出差異。

R的部分指的是共振（Resonance），指的是當給予射頻（Radio Frequency）（B1）方向的磁場時，透過調整頻率來讓原子核共振，進而測量接收到能量後，原子核回到平衡態所放出的能量，而接收這個訊號，接著就是用來造影。正常來說，射頻（B1）會和原始的主磁場垂直。

這邊可以想像成是橡皮筋，當我們用力的垂直（B0）拉緊橡皮筋的同時，與此同時在水平方向（B1）也將橡皮筋拉開，我們就可以計算放開後恢復正常的時間、力量等。而不同的原子（橡皮筋），就會有不同的時間與恢復時產生的力量，將這記住這變化的資訊變成訊號搜集起來。

I是指Imaging造影，就是透過共振所吸收與沒吸收的對應的訊號。對應吸收到的訊號，因為一開始收到的是波，所以需要透過數學的轉換（傅立葉），去看到對應的資料（亮度、暗度）。也因為是收到的資料是波，紀錄每個原子核吸收能量與釋放產生的時間差，進而有在臨床上我們常會看的T1、T2的參數等。

總結來說，快速瞭解MRI三個詞的含義，分別表示著三個磁場、共振方式與成相方式，背後細節還很多，但大概的架構是這樣，透過MRI三個字抓到脈絡後，要深入時會比較有方向。

參考資料：
[01]: https://www.howequipmentworks.com/mri_basics/
[02]: https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_imaging
[03]: https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_magnetic_resonance_imaging
[04]: http://bml.ym.edu.tw/bmlab/mri22522264122140729702.html