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很多人對核磁和CT分不太清楚，這兩個儀器的外形是有點像，但是本質完全是不同的，今天就和大家聊一聊核磁的一些原理。

關於題主的問題，先總結三點：

1. ?核磁是沒有輻射的，有輻射的是CT；
2. 醫生一般情況下也不會讓患者的家屬陪同做核磁，除非有一些特殊情況，比如患者需要特殊照顧。
3. 醫生沒有必要陪同患者在裡面做核磁，就像你去飯店吃飯，難道廚師還要陪你們一起吃嗎？

一、什麼是共振現象？

在了解核磁共振之前，我們可以先大致了解一下共振現象。共振現象在宏觀世界和微觀世界中都是普遍存在的，比如1940年建成的美國塔科馬大橋，僅僅4個月以後，就被微風摧毀，原因是風的頻率與橋的固有頻率是一樣的，從而產生了共振，因此很小的風就能讓橋產生很大的振幅，橋樑因頂不住震動強度而發生坍塌。

塔科馬大橋的坍塌是宏觀上比較典型的共振現象，在原子核這樣的微觀世界中，共振現象也一樣的存在，而核磁共振現象就是利用人體的氫質子的共振，來模擬出人體的斷層影像。

核磁共振成像的原理

核磁共振成像的原理非常複雜，它牽扯到一些量子力學的問題，因此理解起來也是非常的困難，這裡只能簡單的大致的說一下它的原理過程。

簡單概括的說就是人體內有很多的氫質子，這些質子具有一定的磁性，給人體施加一個很強的磁場後，這些氫質子就會按照一定的順序進行排列，這個時候再施加一個特定頻率的脈衝，那麼這些氫質子就會產生共振現象，當脈衝停止以後，氫質子就會恢復平衡狀態，但是這個過程需要時間，把這些恢復的時間記錄下來，經過計算模擬就能得出人體斷層灰階圖像。

一、人體內的氫質子在強外磁場內產生縱向矢量和進動

在人體內有很多氫質子，比如水，還有一些其他含有氮、氫、氧、氮、磷的有機物。這些氫質子具有自旋的特徵，這種自旋和我們理解的宏觀物體的旋轉是不同的，它帶有一定的角動量，這裡就不詳細解釋，但是這種自旋也會產生一定的磁矩，可以簡單的把這些自旋的氫質子想像成一個個非常小的磁體。

在人體內這些氫質子的排列是沒有順序的，而它們的磁矩也會相互抵消，因此人體並不會表現出磁性。但是當人進入很強的磁場內，比如在做核磁共振檢查的時候，那麼一部分氫質子就會按照磁場線方向進行有序的排列，從而產生縱向的磁矢量。這就好比地球上大部分的指南針在地磁場的作用下都會南北指向。

這些氫質子在自旋的時候是有一個軸的，而在這種強磁場內，這個軸也會圍繞著磁力線做錐形的運動，這個現象稱為進動。就像一個旋轉的陀螺一樣，自己會轉，它的軸線會做錐形旋轉。

二、發射特定頻率的脈衝引起氫質子發生共振

第二2個過程就是在這種強外磁場的環境下，再給人體發射一個特定頻率的磁場脈衝，這個頻率與之前提到的氫質子的進動頻率是一樣的，這樣就可以讓這些氫質子產生共振現象。

共振會產生兩種結果，一種是反磁力線方向進行排列，導致它原有的縱向磁矢量消失；另外一種是產生了橫向的磁矢量。

三、停止脈衝磁場，氫質子恢復原有的平衡狀態並釋放出信號

如果把脈衝停了，共振現象消失，那麼氫質子就會恢復到原有的平衡狀態，這個過程稱為弛豫。這個過程需要時間，這個時間就是弛豫時間。

根據共振時氫質子產生的兩種結果的不同，其弛豫時間也有兩種：一種是縱向矢量的恢復時間，也稱之為縱向弛豫時間，記錄為T1；另外一種是橫向磁矢量的恢復時間，也稱為橫向弛豫時間，記錄為T2。

醫生在看核磁影像的時候經常說T1加權、T2加權，這裡的T1、T2就是指的不同方向的弛豫時間。

四、採集處理核磁信號，重建核磁影像

人體內的氫質子發生弛豫後，核磁計算機就會記錄到這個信號，然後進行收集、編碼和重建等一系列的處理，最後形成我們能夠看得比較直觀的人體核磁圖像。

最後再簡單概括一下這個過程：

• 第1步：將人體置於一個強磁場環境當中，這個時候體內雜亂無章的氫質子會按照一定的順序排列；
• 第2步：再給人體加一定頻率的方向的射頻脈衝，讓這些氫質子發生共振；
• 第3步：停止脈衝後，氫質子會恢復原有的平衡狀態，釋放出核磁信號；
• 第4步：捕捉這些信號，重新編碼計算重建人體的核磁圖像。

為什麼首選氫質子作為人體成像？

原則上具有自旋的原子核均可以作為核磁成像，但是氫原子核（氫質子）有著非常好的成像基礎。主要原因有：

• 氫質子的核磁共振靈敏度更高，信號更強；
• 人體的組織中含有大量的水和碳氫化合物，這些都含有大量的氫質子；
• 人體的每一種組織和病變的氫質的密度和比例不同，可以做很好的對比顯像。比如腎臟，腎臟和腎臟內的腫瘤組織構成肯定是不同的，彼此的含氫質子的量也是不同的，所以利用這種差異就可以發現病變。

核磁和CT到底哪個更好？

目前在臨床醫學上， 核磁和CT的關係是相互補充的，核磁並不能完全代替CT，CT也不能完全代替核磁，它們各有優劣勢。

核磁的優勢在於它對人體軟組織的分辨能力比較強，比如人體的大腦、脊髓、關節等軟組織，而且核磁沒有電離輻射，目前認為它對人體是安全的。

而核磁的劣勢在於做核磁的時間比較長，不能用於急診檢查，機器聲音比較大，因此對於密閉恐懼症的患者來說是不能做的。如果體內有磁性的金屬，也是不能夠做的，比如一些心臟起搏器、支架等。核磁對骨等含水量比較少的組織成像效果並不理想。

總結

?對於患者而言，具體做什麼檢查，應該根據疾病的情況來決定。在醫療中，如果患者對醫生給開出的檢查有異議，可以提出疑問，但是不要輕易的揣測。

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講個故事

從前我在你乎上看到有資深影像科的護士說

「磁共振果然有核輻射！太可怕了！

醫院之前一直都瞞著我們，結果今天磁共振機器突然炸了！一問才知道是核壓機炸了，真是太恐怖了，虧我們之前還信了它無輻射………balabala」（大意）

我真的花了一個學期試圖理解什麼是核壓機，真的他媽的非常傷腦筋，非常傷腦筋！

直到他媽的有次去美帝和別的學生交流的時候，吹批的某一瞬間突然頓悟了

你猜怎麼著

應該是他們醫院超導線圈冷卻的液氦炸了

那他媽的和「核壓機」有什麼關係？？

來跟我念，氦（He）壓機

真他媽是個學過初中化學才能聽懂的雙語段子

（聲明：下述第二人稱均為虛指，切勿對號入座）

核磁共振，就是原子核，在磁場下，共振

為什麼聽到原子核總覺得它有輻射？您是不喜歡您身體里的原子核嗎？需要我幫您替換一下嗎？您想要變成電子云還是量子態能給個准信嗎我給您關注著好嗎？

不談核，磁場不好嗎？天天在那買什麼磁場開光吊墜水杯，磁共振超導1.5T-11.4T梯度磁場帶場強相位頻率三維編碼+渦流矯正，不喜歡嗎？這可比您人體磁場吊墜啥的科學精確多了

見鬼

一群買放射性的夜光材料覺得很酷還分不清Nucleus/Nuclear radiation和He的losers，質疑人類橫跨熱學電動力學電磁學熱力學材料力學固體物理學結構物理學統計物理學+量子力學光學數學分析泛函分析幾十個領域，花了將近一個世紀組建的工程學奇蹟，居然還在有的回答下面杠「科學不能百分百排除有輻射」

u（虛指） know what？Fuccccccck U

順便給兩個建議

第一，如果到這裡還認為它有輻射的，建議去掃個磁共振，個人經驗認為您（虛指）IQ低了平均值兩個標準差並且可能是額葉萎縮導致的

第二，如果您（虛指）感到收到了冒犯並且堅定認為這不是一種錯覺的話

then go and fuck yourself

———————分界線——————————

看到有朋友說科學能不能排除輻射的問題，我聊兩句我們整個專業是怎麼看待「科學」的，不喜歡老太太裹腳布的同學不妨點個贊並且跳過這段（bù）

科學由兩個部分組成，第一部分叫「可證偽性」，第二部分叫「操作性定義」，這兩部分我們搞明確了就很好聊了。

「可證偽性」就是我們探討的東西，不論是假說還是觀點還是我們提出的「結論」，都需要可以被「證明是假的」。——舉個例子，「天上有龍」這個命題是不太好證偽的，到底有沒有？你說有我說沒有，我倆爭執半宿誰也說服不了誰，這種情況我倆只能拿起長矛騎槍捍衛正統干一架，這很royal但是很不科學對吧？

「操作性定義」是我們探討「可證偽性」的關鍵。我打個比方，什麼叫做龍？你說有龍，ok，我們需要一個和「操作」息息相關的「定義」，——比如你定義「龍」是「一種飛翔在海拔8800的可見的蟲狀生物，至少長五米並且大於一切已知鳥類」，這就好多了對吧？因為我們真的可以在海拔8800m附近轉悠去找有沒有一個可見的這玩意。

感覺我在說廢話是吧？來我們看一段輻射的經典對話。

甲：「磁共振有輻射吧？不然醫生為什麼自己出去了？」

乙：（心裡認為：你的意思應該是對人體有害的輻射，那麼……）

「磁共振眾所周知是無害的」

丙：「怎麼可能沒有輻射，確實是有的。因為具備一定的基礎知識就知道，磁共振探測體內的回波！這不但意味著磁共振本身有輻射，磁共振照射過的東西都在散發輻射！乙你說對吧？」

乙：「你要這麼說的話磁共振確實是有輻射的……」

丁：「乙是騙子！」 戊：「那這樣說電燈也有輻射了？傻嗶———（消音）」

對話完

這不是科學能不能證明有沒有輻射的問題，這是在不精確的定義下誰都別想好好說話的問題。

因為很容易看到，我們討論的「輻射」根本不在一個頻道上。這是效率非常低的探討，正式的場景下每個人都像是來抬杠的，建議人手一把長矛捍衛自己的真主。

什麼是科學的？

甲：「磁共振有輻射吧？不然醫生為什麼自己出去了？」

乙：「我們先定義輻射，你的疑問是對人體有害的輻射對吧？我們嚴格一點，就是任何一種已知長時間照射會產生害處的都叫輻射對吧？比如CT多次掃描是有害的，所以儘管單次劑量不大，我們也稱為有輻射，這樣可以接受吧？」

甲：「沒問題，甚至像紫外線這種，照射人體容易產生皮膚癌的電磁波我們也稱為輻射沒問題吧？」

乙：「ok，然後我們確認一下，如果人類已經驗證過的一些電磁波段認為無害或者弊大於利我們就定義為【沒輻射】沒問題吧，比如太陽光在學術上有輻射，但是紫外線不高的情況下，不曬太陽光不長高，我們能把紫外線不高的太陽光叫做沒輻射嗎？」

———20分鐘的看起來愚蠢的談話後————

甲：「現有的證據表明磁共振不包含任何已知有害的電磁波，並且有大量證據從分子到組織層面，認為現有的磁共振不會破壞生物內部的任何「東西」（指分子到組織層面），即使一年內長達幾百小時的掃描也沒有產生任何反應，可不可以說科學認為磁共振沒有我們語境里的輻射了？」

乙：「是的而且我心累了，我們不如規定一下，在下一個擁有「操作性定義」和「可證偽性」的證據表明磁共振有害前，我們都說它無害了好不好？我們總不能假定它有害吧？科學也不能100%排除大米的毒性啊，我們能不能在有證據前默認大米無害？不然我們中午吃什麼？」

對話完

批判的態度總是好的，但是如果我們真的要聊科學，就得是基於可證偽的操作性定義來做。你知道沒有規定這一套框架前自然科學家怎麼辯論的嗎？

他們用騎槍和長矛

或者他們粉絲的騎槍和長矛

或者教皇授權的火刑架。

知道為什麼我們的討論氛圍那麼友好嗎？

因為1.我們沒法循著無線網路來找人，2.長矛被管制了

嗯好像火刑架沒有管制？

————————10.1更新———————

有朋友評論里說到家人做完磁共振很不舒服，我很理解。

19年我出去交流，因為頭疼在波士頓醫療中心做我人生第一次磁共振的時候，醫生還問我：你有幽閉恐懼嗎？我說我自己也不知道——實際上我們唯一清楚的，就是病人在第一次躺進去之前，沒人知道他會有什麼反應。或許平平淡淡結束，或許焦慮、承受顯著的痛苦甚至行為失控……

但是就物理上而言，實際上不但原理上磁共振不會產生電離輻射，有很多的實驗也證明磁共振不會對生物組織產生破壞。

包括近幾年，有的研究者為了做某些特定的課題，也會自己去長時間掃磁共振，比如有個學者每周2次以上的掃描，持續了一年，為了獲取人腦分區的穩定性數據（Laumann et all,(2015). Functional System and Areal Organization of a Highly Sampled Individual Human Brain. Neuron. 87. 10.1016/j.neuron.2015.06.037.）

顯然我們都是凡人，沒有蠢或者崇高到要為科學獻身的程度；花大量經費在掃描上僅僅是因為基於人類已有的知識，我們不認為磁共振會比吃大米或者雜糧更危險。

所以我們（包括如果你問醫生）都會認為，這更可能是其它原因，例如幽閉恐懼帶來的。

我明白病人的痛苦，而且也不是在為磁共振洗白——因為我們既然能承認CT有輻射，沒有理由要掩蓋磁共振或者什麼別的檢查的危害。

磁共振艙內陌生的封閉環境，擾人的噪音，使人產生何種反應都不足為奇——安靜的轎車尚且能使人類眩暈甚至嘔吐，電梯也能使特定的人群驚恐發作，磁共振要讓所有人都無感是不可能的。

但是如果磁共振是有【對人體有害的】輻射的，那麼沒有道理有的人被一單位時間的照射就奄奄一息或者面色蒼白，有的人被一年內上百倍的時間照射卻活蹦亂跳，拋開輻射不輻射的議題，說到底對於普通人最想知道的只有2個信息：首先，儘管人類的身體結構和組成方式高度一致，但是磁共振做完感到不適的僅僅是一部分人，很少的一小部分人；其次是，是否感到不適的情況和劑量無關——沒感到不適的人，數倍時間的掃描後也不會感到不適。

——————————10.4更新—————

評論區：心理學用磁共振研究什麼？研究幽閉恐懼嗎？

回答：不至於，幽閉恐懼是不幸的副產品。

我們用的磁共振是T2像，圖片成像快（0.5-2s每幀），圖片的內容是大腦某個地方的血流強度。就像冬天右手做事左手閑，右手很快會比左手熱一樣，我們可以看到人的腦子不同地方的血流強度，並且把它轉化為【活躍程度】。

我舉個例子，如果上帝現在創造了一個CPU，在一個足球之內塞了萬億個晶體管，結果人類非但不投降，還膽敢研究它，請問人類如何研究？

我們的方法相當於，先大概看看宏觀上這個CPU是怎麼分區的（用解剖和各種顯微技術），然後用這個10萬億晶體管的CPU挖礦，你看到比如1、3、4區發熱了，然後你用CPU看電影，發現它1、2、5熱；CPU休眠，6反而發熱，那麼我們就猜測：6隻有休眠才發熱，可能主要負責調解休眠過程；1幹啥都熱，可能是任務管理………

磁共振儀器相當於測量發熱的機器（CPU的發熱，在人類身上就是一個小小的發熱增加）。

但是，我們都知道如果CPU發熱了，它得熱一會才重新涼下來；血流上來了，它下去就會有延遲，這個數據本身是有延遲的，於是很多數學家參與進來，用常偏微分方程中的delay等等方式幫我們矯正，當然對人腦對建模上，也離不開經濟學家、拓撲學家、計算機科學家這些人的幫助。

那心理學家幹了啥？心理學家要設計任務、提出模型。比如我們最簡單的，已知1區任何情況（除了睡眠）都在工作，那一定是任務管理功能的區域嗎？有沒有可能是CPU的I/O（輸入/輸出）介面？我們就用實驗查，比如叫被試睜眼五秒，閉眼五秒，睜眼五秒，閉眼五秒，循環往複培養矛盾（不），然後最後取出來數據，哪裡的腦子呈現高五秒低五秒的模式，哪裡就是我親愛的視覺I/O了……我們就負責設計這些反人類的實驗，並且偶爾忽悠小孩這其實是台需要你眨眼的時光機

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首先，核磁共振無輻射，CT有。

然後，題主言外之意應該是「做檢查對人有輻射傷害，憑什麼你們醫生能防護不給家屬防護？」

我用通俗的話給你解釋一下吧：

做 CT 的時候，作為病人家屬，首先肯定是有基礎防護的，然後，一般來說，家屬一年最多陪跟著病人做三兩次檢查，接受三兩次輻射，這是人體承受範圍內的。

而給病人做檢查的醫生護士呢？假設每天做幾十上百個檢查，一年要做兩萬多次，算上各種假日、輪班，打個折扣也要做一萬來次，再打個折得不能再折的骨折，也要有數千次，要是他不躲進去做防護，你覺得他能活過第二年嗎？

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想當年，我還是個小小的本科見習生，在臨床上見習，帶患者去拍片，18歲的小姑娘拔智齒，放好底片後讓小姑娘自己扶好，關門出去點擊放射，然後小姑娘她媽跟主任投訴我，說我讓她女兒自己一個人在裡面吃射線，不陪她，欲哭無淚，你是她媽你怎麼不進去陪她呢？我在裡面陪她你去操作機器嗎？

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是因為醫生要去操作機器啊。

要不醫生留下家屬去操作？

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