近年来，随着《心术》、《外科风云》、《急诊科医生》这些医疗剧的热播，医生这个职业成了男神女神的代名词，大家心心念念都要找个医生男/女朋友。但与此同时，医患关系真是越来越差，层出不穷的医闹事件让人心惊胆战。有的人宁愿用不知道从哪儿道听途说的方法，进行自我诊断，也不要信任经过规范培训过的医生们，总觉得他们一心只想要多开检查来捞钱，不顾病人死活。
你是否在面对医生开出的超声、CT、MRI、PET这些检查时感到不明觉厉？为什么会需要这么多种不同的成像技术？看到“核磁”这种名词时，是否觉得有种被辐射的恐惧感？当你发现病还没开始医治就已经花了一千多的时候，是否曾困惑做个检查为什么这么贵？今天我们就请到了在剑桥大学攻读放射医学博士的咚懂咚懂咚同学，为你科普基本的医学成像技术知识，解答你心中的疑惑。
当你躺在病床上的时候，最希望你好起来的人里面，一定有你的主管医生。几种常见医学影像技术的原理说到底，各种医学影像技术的目的就在于，看到人体内部的样子。没有透视眼的我们靠肉眼观察肯定做不到，这是因为可见光的穿透力太小。因此，我们需要找到一些能够穿透人体的东西。于是，科学家和工程师们使出了浑身解数，发明了各种奇淫巧技。X射线成像我们知道，光子的波长越短，光子能量越高，通常穿透力也越强。
既然波长几百纳米的可见光穿透性不够，我们就来点强悍的——波长几纳米的X射线。X射线的发现纯属意外。话说兴趣广泛又不缺经费还有妻子陪着做实验的人赢科学家伦琴于1895年意外发现了一种能使黑刘小拿浮生记刘小拿浮生记.带你发现浮生中所有奇妙美好的刹那，在灿烂的星系里做永不褪色的少年屋中的胶片感光的未知射线，并把它命名为“X射线”。这东西会有什么用呢？好奇的伦琴作死地用X射线照了妻子的手。震惊！
他居然看到了她的骨骼：○伦琴妻子的X光片，据称是世界上第一张X光片。原来，X光能够穿过人体组织，但是穿过不同组织的时候，射线会受到不同程度的吸收，比如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，通过人体后的X射线量也就不一样，于是胶片上的亮暗就反映了人体密度分布的信息。因此X光成像原理非常简单，X射线从一端发出，穿过人体后，在另一端被探测器接收，接收到的直接就是一张二维图像，因此快捷又便宜。
我们去医院拍X平片的时候，图像都是瞬间采集完成的。○X射线成像原理。我们常见的CT其实应该被称为X ray-CT，它使用的还是X光，只是多个一个Computed Tomography（CT，计算断层成像），也就是用了一种新的成像方式而已。○一张典型（大误）的X光图像。我们看上边那位潮男，会发现他本应立体的鼻子在这张二维图像上完全叠在了一起，因为这是一张投影图。
这时候如果某处有个病灶，我们根本看不出来它的深浅位置。如果我们想看像切西瓜那样的一层一层的断面图呢？那就要从不同角度去拍摄图像了，我们每旋转一个角度就拍摄一次，然后利用不同角度拍到的投影图，可以用数学算法计算出一个三维的图像，从而可以看到每一个断面的图像。这便是计算断层成像。上图是一台CT扫描仪和它的内心世界。
实际扫描如果旋转患者就太折腾了，于是工程师们选择让CT仪的发射和接收器自己绕着病人转起来。○头颅CT的各个断层。重点来了，X光的一大缺陷在于，它是有辐射的！尤其是CT，它在每一个角度都要拍摄一次，一次扫描下来吃的剂量也不算少了。因此，对于X光片、CT可不是扫扫更健康，电离辐射接受多了是有癌变的风险的。但也不必过于恐慌，X光和CT的剂量都是经过论证、控制在可接受范围以内的。
能不能扫、该不该扫，如果拿捏不准，记住四个字：谨遵医嘱。超声波是除了X射线之外的另一种有穿透力的东西。超声成像就是通过发射和接收超声波来实现成像的。由于不同人体组织对于声波的阻抗不同，因此在不同组织之间的交界处会发生不同程度的透射与反射。通过分析反射信号，我们也能够获得体内的组织结构信息。相比于X射线和CT，超声波对人体没有损伤，因此常用于产检。
超声成像虽然图像看起来渣渣，但是它时间分辨率高，也就是说，可以实时地拍视频，而不是半天才扫出几张照片。另一个厉害之处是，超声能够测出血流流速等功能参数，对于一些血管疾病的诊断意义重大。○超声扫描仪和典型的血管超声图像（颜色代表流速和流向）。终于来到了我最爱的MRI。MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）图像质量好，能够成三维断面像，且没！有！辐！射！
更神奇的是，MRI非常灵活，通过设计不同序列，可以成出各种不同类型的图像，既可成结构像（长什么样呈现什么样），也可成功能像（看血流、灌注情况甚至氧摄取率等功能参数），可谓功能强大。仅有的缺点大概就是——贵、慢、吵，另外，因为有强磁场，不能带非钛质金属进入。吹完了一波MRI，简单说一下它的原理。MRI的原理较其他技术更为复杂，它基于原子核的核磁共振现象。
以氢原子核为例，当它们被置于强磁场当中时，会分裂成高能态和低能态两个态。这时候如果我们打一个射频脉冲，许多原子核会从低能态跃迁到高能态，而脉冲结束后，原子核们又会逐渐恢复到原本的低能态，并释放出电磁信号。而关键就在于，有的原子核（水中的氢原子）恢复得很慢，有的原子核（脂肪中的氢原子）恢复得很快，因此就产生了可以用于成像的有对比的信号。打个比方，你可以把各种原子核理解成班里的孩子们。
为了区分出他们，你这位残忍的老师选择抽他们一鞭子（温柔点骂他们几句也可以），这时候孩子们哭着倒在了地上，但慢慢地他们又爬了起来。你会发现，坚强的孩子先站了起来，脆弱的孩子却站得比较慢，于是你只需挑选一个他们站立程度差异最大的时候，拍一张照，就可以获得一张具有对比的图像了。更多MRI相关的有趣话题我会在下一章介绍。这里直接抛出一张新鲜出炉的MRI图像吧：○胸部血管成像图。○MRI扫描仪。
|图片来源：Ernie Mastroianni/DISCOVER以上的解释如果还觉得复杂，这里引用一下丁香医生曾经的吃瓜版解释：X光检查，就是给瓜拍个透视照挑瓜；CT检查就是把瓜切成一片一片看瓤挑瓜；B超检查，就是拿手拍一拍瓜，听个回声挑瓜；磁共振检查，就是拿起瓜摇一摇，再观察挑瓜。
来源: https://www.zhihu.com/question/53315862MRI的相关问答下面，我将选择其中最为酷炫的MRI（其实是因为博士读了这个），回答几个大家最常见的问题。这玩意儿有辐射吗？对身体有没有伤害？每当我介绍到自己是在Radiology系（放射系）搬砖时，对方脸上总会流露出或疑惑或惊恐的表情，仿佛对面是一个站在磁暴线圈下的辐射工兵。这个“核磁共振”和核辐射有关系吗？
当然没有！MRI主要依赖的是强磁场和射频脉冲，只是利用了原子核的磁共振现象，并没有任何与核辐射相关的东西。事实上，医学MRI领域为了摆脱这一误解已经做出了很多努力。最初MRI叫NMRI（Nuclear），即核磁共振成像。而如今，为了照顾人们谈核色变的情绪，突出这一检查技术不产生电离辐射的优点，放射学家和设备制造商均同意把“核磁共振成像术（NMRI）”简称为“磁共振成像（MRI）”。
至于强磁场和射频脉冲对人体有没有潜在的伤害，领域内有很多专门针对MRI安全性科研组研究这一课题。迄今可以负责任地下的结论是，no evidence of harm（没有证据表明有害）。当然，这并不意味着evidence of no harm（有证据表明无害）。不过要知道，逻辑上没有什么途径能够证明一个事物是evidence of no harm的。
所以目前大家大可放心，MRI比CT和X光要安全得多。话说回来，因为总给同行当被试，我以每月n次的频率已经被扫描了好多年了，至今依然活蹦乱跳（至少表面上），也算亲身验证了MRI的安全性吧。然而，不得不提的是，虽然MRI本身对身体没有伤害，但是MRI的相关的安全事故确是时有发生，有些甚至致死。原因就在于，MRI扫描仪有一个1.5~3特斯拉的超强磁场。这是个什么概念呢？
要知道，1特斯拉=1万高斯（1工程师=1万数学家？），而我们熟悉的地磁场通常在0.5-0.6高斯左右。因此，这是一个强大到你从未见识过的磁场，它强大到这种程度：○不要浪，自己走进去，不然这就是把轮椅推进MRI扫描间的后果：直接飞向扫描仪，根本拔不下来。因此，千万不要携带任何金属进入MRI扫描室。具体的安全细则医生都会耐心嘱咐你，你所需要做的还是那句话：不要调皮，谨遵医嘱。
扫一次核磁共振为什么那么贵？对于MRI的收费，网络和现实中这样的问题都随处可见：对此我曾经回复过这么一个段子：虽是玩笑，也是事实。针对MRI高昂的成本来说，国内几百上千元的收费真的不贵了，和美国$2000起的收费来说更算得上是良心价了。而这样的低价是以医学工作者低回报的辛苦付出为代价的，所以还希望大家对医学工作者多一分敬重，为自己的健康，花这个钱很值啦。核磁共振它这么贵，到底有什么科技含量？
一次MRI检查其实可以算作是一次亲身接近现代尖端科技的体验。一台MRI扫描仪上的每个环节都可以说来自于各自领域的顶尖科技。在文章的最后，请允许我稍带学术气息地科普一下MRI的相关黑科技。之前提到，仅和MRI直接相关的诺贝尔奖就有5个，它们是：第1次，美国科学家Rabi发明了研究气态原子核磁性的共振方法，获1944年诺贝尔物理学奖。
第2次，美国科学家Bloch（用感应法）和Purcell（用吸收法）各自独立地发现宏观核磁共振现象，因此而获1952年诺贝尔物理学奖。第3次，瑞士科学家Ernst因对NMR波谱方法、傅里叶变换、二维谱技术的杰出贡献，而获1991年诺贝尔化学奖。第4次，瑞士核磁共振波谱学家Kurt Wüthrich，由于用多维NMR技术在测定溶液中蛋白质结构的三维构象方面的开创性研究，而获2002年诺贝尔化学奖。
同获此奖的还有一名美国科学家和一名日本科学家。第5次，美国科学家Paul Lauterbur于1973年发明在静磁场中使用梯度场，能够获得磁共振信号的位置，从而可以得到物体的二维图像；英国科学家Peter Mansfield进一步发展了使用梯度场的方法，指出磁共振信号可以用数学方法精确描述，从而使磁共振成像技术成为可能，他发展的快速成像方法为医学磁共振成像临床诊断打下了基础。
他俩因在磁共振成像技术方面的突破性成就，获2003年诺贝尔生理学和医学奖。而除了最基本的核磁共振物理理论上的突破之外，MRI的实现有赖于多个不同领域的科技进步。
比如能够制造出这么强的磁场，有赖于低温超导技术，其背后又蕴含了理论物理、材料科学、电气工程等多领域的尖端科技；冷却超导线圈需要的液氦，依赖于液氦的开采和提炼技术，其生产至今被美国垄断；而MRI所使用的编码成像技术、图像的采集和重建算法，都来自于数学上的理论突破。剩下的更多的则是工程上的研发，比如，MRI之所以能成出各种不同对比的图像，有赖于工程师在脉冲序列上的各种精妙设计。
MRI的各个个环节汇聚了大量不同领域科研工作者的心血。它并非一项单独的技术，而是多个学科融合后的结晶。因此，全球能真正玩转MRI的公司，主要就GE，Philips，Siemens三家，俗称GPS。如今中国也在奋起直追，已经有数家厂商能够生产MRI扫描仪，不过成像质量和GPS仍有差距。近一段时间，大量社会负面新闻喷涌而出，也许你时常会感叹，这是个坏透了的时代。
这个社会的阴暗一直存在，并会一直存在下去。但也请相信，它只是这个美好社会很小的一部分，舆论的喧嚣与反抗，就像产前的阵痛，是社会不断蜕变的一种体现。善良和光明还在，你仍然是被世界温柔以待的那一个。生病的时候，也请记得医者仁心，谨遵医嘱。以上图片均来源于网络。