水是順磁性還是抗磁性物質呢

2021-01-14 放射沙龍1

磁共振成像的信號來源就是氫質子，在人體內依靠的就是脂肪與水，廣義的說，所有的物質都可以被磁化，按照磁化特性的不同，可以分為抗磁性（反磁性）、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、鐵氧體磁性及超順磁性物質等，那麼人體內的水是那種呢？

所有的物質都可以被磁化，但是磁化的程度不一樣，所以就引入了磁化率，用χ表示，即χ是對磁化程度的量化。χ＜0時，表示抗磁性；χ＞0時，表示順磁性；χ＞0時且非常大時，表示鐵磁性。

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抗磁性物質

抗磁性物質又被稱為反磁性物質，抗磁性物質在外加磁場B0中呈現微弱的磁性，微弱的磁性產生的方向與B0方向相反，導致有效磁場的大小減小，抗磁性物質的磁化率為負值，χ＜0，去掉外磁場後，抗磁性性質很快消失，無磁滯現象，即不會被永久磁化，因此基本上沒有磁性，人體內的很多組織都為抗磁性，抗磁性效應就是例如氣體—組織交界面處所產生的變形，例如鼻竇及內耳周圍產生的變形。雖然早在1778年，S. J. Brugmans就發現了金屬鉍和金屬銻在磁場中存在某些抗磁性現象。但是直到1845年9月，麥可·法拉第發現在外在施加磁場中，所有天然物質擁有不同程度的抗磁性，抗磁性這個詞才正式在文獻中使用。

【磁化率偽影】

02

順磁性物質

順磁性物質在外加磁場B0中呈現微弱的磁性，微弱的磁性產生的方向與B0方向相同，導致有效磁場的大小增加，順磁性物質的磁化率為正值，χ＞0。外磁場存在時產生磁化，去掉外磁場後，順磁性性質很快消失，無磁滯現象，即不會被永久磁化。在順磁性物質中，偶極—偶極的相互作用使得T1時間縮短，在T1WI上表現為高信號，釓以及血紅蛋白的降解物如脫氧血紅蛋白及正鐵血紅蛋白都具有順磁性。

【亞急性早期出血 細胞內正鐵血紅蛋白主導T1、T2皆縮短】

備註：在出血的慢性期，液化囊變，周圍巨噬細胞內的含鐵血黃素長期存在，含鐵血黃素的磁化率χ是順磁性物質的100-1000倍，它是超順磁性物質的一種。

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鐵磁性物質

鐵磁性物質在外加磁場B0中呈現很強的磁性，磁性產生的方向與B0方向相同，導致有效磁場的大大增加，鐵磁性物質的磁化率為正值，χ非常大，比超順磁性物質的χ更大，外磁場存在時產生磁化，去掉外磁場後，磁性依然存在，因此存在磁滯現象，即會被永久磁化。目前已知的物質為鐵、鈷、鎳。鐵磁性物質存在一個臨界溫度，超過此溫度，鐵磁性物質轉化為順磁性物質。

【鐵磁性物質導致的偽影】

問

水是順磁性物質還是抗磁性物質呢？

答

人體內大多數物質都是抗磁性的，大部分的水（自由水）也是抗磁性的，因為它產生的淨磁場方向與主磁場方向相反，磁共振成像依賴於原子核，而物質的磁性依賴於電子的情況，抗磁性物質沒有未成對的電子，順磁性物質具有未成對的電子。

來源： 影像技術張春紅

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