肿瘤标志物
相关肿瘤
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AFP(甲胎蛋白)
肝细胞癌
CEA (癌胚抗原)
常见的癌症
CA125(癌抗原125)
卵巢癌
CA199(糖基抗原)
胰腺癌、胆管癌、结直肠癌
CA153
乳腺癌
CA724
胃癌
CA50
胰腺、结直肠癌
NSE
小细胞癌
PSA
前列腺癌
SCCA
宫颈鳞癌
CA242
胰腺癌、胃癌
CYFRA21-1
肺鳞癌、宫颈癌、食管癌
影像检查，最常见的是X光照相，它成本低廉然，但提供的信息比较有限，CT是更常用的检查手段，此外还有PET/CT检查和磁共振成像，对于早期癌症筛查来说，CT、X片以及超声最为常见，磁共振成像有自身的优势，如在脑部检查时可以提供丰富的信息，有助于医生诊断。对于乳腺检查，还有专门的钼靶检查成像。
内镜检查，如检查肠胃的肠镜、胃镜，诊断鼻咽癌的鼻咽镜等，内镜可以直接观察到人体内丰富的信息：形态、色泽、纹理。如果能发现病变，还可以同时采集某些组织，为进一步做病理活检提供帮助，可以为临床诊断提供更加准确的信息。
其他检查，其他零零散散的检查方法可以归入此类，比如宫颈癌的细胞涂片检查，直肠癌检查的肛门指检，新型的技术还有基因检测，可以发现特定基因片段的突变情况。
上面只是说了早期发现癌症的手段，并非“方法”，因为CT和血检只是检查的工具，不是早期发现的策略。正如问题“在拳击场上如何击倒对手？”回答显然不是“用拳头”，而是“如何使用钩拳，摆拳等拳法配合技巧抓住时机以取得胜利”，同样的，人们最想要明白的是，什么情况下“我去抽血化验？”，什么情况下“我去放射科拍一张CT片？”否则，身体没有任何症状，人们为什么要无缘无故去做检查呢？无论是时间还是金钱，看起来都不太划算。
还有两个值得我们注意的问题：一是癌症本身不是一种病，而是多种疾病的集合。因为不同人体器官产生的癌症性质不同，对于同一种病不同人产生的特征也是不同的，所以早期癌症的检测方法应随部位的不同、病人的不同而进行调整，试图用一种手段一劳永逸地发现所有早期癌症，是非常困难的，至少目前看来有相当长的路要走；二是以上的手段均无法100%确定“得癌”或者“不得癌”，因为医学上有所谓“假阳性”和“假阴性”之说，即会出现这样的情况：不是癌症的病人，被诊断成癌症了，或者反过来，本来出现了病变却没查出来，这些源于检查手段的局限性。
正是一些检查手段的“假阳性”和“假阴性”率较高，所以对于一些癌症检测方法带来的整体收益是否有利于病人，还存在一些争议。假阳性是一种“过度诊断”，被误诊为癌症的病人会带来疾病的重压，亲朋好友也会焦虑恐慌，进一步会导致更多的检查，乃至侵袭性的治疗，在《众病之王：癌症传》中有一个很好的比喻：蜘蛛耗尽体力来织出完美的网来捕获空中的苍蝇，如果网的密度增加，虽然捕获苍蝇的可能也会增加，但同样，捕获到空中的垃圾和碎屑的概率也会增加(假阳性)，如果把网织得稀松一些，那么会出现一些漏网的苍蝇(假阴性)。
同时，就上面提及的检查手段来说，血液检查的准确性其实不高，因为很多癌症分子可以释放的，我们体内正常的细胞也能释放，所以就算是“肿瘤标志物”也有很高的错误率；对影像检查来说，从CT影像上早期辨别癌症也是相当困难的工作，所以很多肿瘤临床部门往往是多个医生各自提出意见，共同下最后的诊断。国外曾经有研究得出的结论是乳腺癌早期钼靶检查，并没有使病人的生存时间延长，反而大大了“致乳腺癌”的可能性，大量放射性检查(如CT,PETCT)也对患病儿童的健康很不利，在患病儿童的癌症预后方面，复查频率和剂量有严格的限制。
这样说来，什么样的方法才能算早期发现癌症的方法呢？它至少要满足以下几个特性：
1.时效性。能把控时机，我们刚好能在癌前病变或者局部病灶时就能发现，不会在检查时让我们扑个空，不会让我们发现已经很大或者转移，就是提高医疗实践中的“投入产出比”。一些早期的“体征”，如“长时间”的咳嗽和便血等，这样的现象值得我们多加注意；女性朋友也可以对乳腺进行自检，可以发现早期的包块等；
2. 准确性。太高的“假阳性率”和“假阴性率”是无法接受的，这种方法应有令人满意的准确度，否则会得不偿失；
3. 经济性。时间短，成本低，最好能让我们自己在家里测，国外很多城市已经实现家庭医疗的远程数据分析，以减少交通支出，采集对象可以使用血液，这样采集快速方便，一般影像设备都复杂精密，决定了其检查费用很难降低。希望伴随着基因检测的普及化，相关检测费用会降低。
根据以上的特性，我们可以归纳“早发现”的一些建议：
1. 正是因为血液检查的不确定性，我们需要做动态监测，以减少“假阳性”和“假阴性”的可能；最好将自己之前的检查资料留存，建立自己的健康数据库，这样通过“健康曲线”的走势，我们会发现一些端倪；
2. 情况允许的条件下，建议做基因检测，了解基因缺陷可能导致的癌症倾向，医学上这叫做“易感基因”。有必要了解自己家里的家族病史，如结直肠癌，现在已经有孕前基因检测，据观察，在家庭中如果父母患结肠息肉导致的结肠癌，那么子女患上同类癌症的可能性高达50%；家族中姐妹患有乳腺癌，那么其患乳腺癌的几率会加倍；视网膜母细胞瘤大约有90%发生在3岁之前，有家族遗传性，与遗传缺陷有关系；
3. 建立符合经济和时间要求的癌症筛查策略，对此请看下面的表格：
1次/年
＜30岁
＞30岁
＞40岁
＞50岁
男 性
直肠指检
痰液细胞学检查（肺癌）
胸部低剂量CT
乙状结肠镜检查
大便潜血试验
前列腺癌筛查（PSA，超声）
女 性
宫颈刮片检查
盆腔检查
B超乳腺检查
直肠指检
钼靶检查结合超声
乙状结肠镜检查
大便潜血试验
当然科研人员不会满足于现有的手段，最新出现的一些技术给我们带来新的曙光，如清华大学去年发现的新的肿瘤标志物Hsp90α（热休克蛋白），对于早期肺癌的检测会带来帮助（注意，媒体据此解读成“一滴血”检测癌症是很不准确的）。美国的一个研究团队最近设计了一个检测早期癌症的原型机，通过特质的生物制剂与人体血液中一种特别的核苷酸序列反应，可以检测一些早期的癌症；美国Google公司著名的前沿创新实验室（GoogleX，曾设计出无人驾驶汽车，Google Class等产品）今年开始了一个新项目，利用纳米粒子融入我们每个人的血液中，让它无时不刻检测我们的血液，也许不远的将来，人们可以只是戴着一个监测腕带，帮助我们早期发现癌症，提醒我们及时就医。
最后值得一提的是，虽说早期发现可以提高癌症的治疗疗效，其实癌症预防是更加睿智的抗癌方法，举例来说，烟草是避免癌症最大可以避免的因素，所以世界卫生组织提倡“无烟草运动”，因为烟草不仅仅与肺癌，还与食管癌、喉癌、口腔癌等密切相关，世界卫生组织估计烟草使用每年导致22%的癌症死亡，2004年，全球740癌症死亡者中，有160万为烟草使用导致的，因此要是论效用，改善生活方式，积极预防是更加有效地抗癌策略。
光驱、刻录机以及播放设备不读盘（择盘）：一般是光驱（刻录机）和光盘两个方面的问题：一、光驱（刻录机）的问题多半是如下：光头脏了或损坏、激光功率下降或散焦、纠错能力差、解码板有故障、数据线或电源线断线或接触不良等。任一有问题，都可能造成不读碟或择碟。二、光盘的问题如下：碟子质量问题，包括空白碟的质量、刻录的质量、盘面损伤、碟子变形、碟子的格式不支持（如CD光驱放入了DVD光盘）等。另外，有些碟子是有区域限制的。光盘的问题占大多数，其次是光驱、刻录机和播放设备，其他方面的问题少见。另外，CD光驱（刻录机）放的是DVD光盘也不能读取。建议：找几张好点的、在别的光驱上可以正常读取的碟子来试。在你的光驱（刻录机）上如果都不能读取，就可以排除光盘问题，是光驱（刻录机）的问题；如果有些可以读取，就是光驱（刻录机）择盘。如果用清洁盘进行清洁后没有效果，可能是就是光头老化了。如果都可以读取，就是你的光盘的问题。如果是光驱（刻录机）的问题，这台光驱（刻录机）可以将就用，也可考虑换光头或换新机。
CT扫描仪可以用于对人体的全身扫描，而核磁共振扫描仪则主要用于对人体的软组织的扫描。通过这两种仪器，医生可以获得详细的三维的人体剖面图象，清楚地看到人体组织中的细微的变化，为科学的诊断提供有力的证据。CT扫描仪和核磁共振扫描仪的外形十分相似，它们所获得的三维图像也很相似，但是应该指出这两种仪器的成像原理确是完全不同的。CT扫描仪的原理相对比较简单，它是利用不同密度的人体组织对X射线有着不同的吸收率的原理而设计的。大家都知道X射线是一种波长很短的电磁波，它沿着直线传播，由于它的能量很高，所以它可以穿透人体的所有组织。由于人体不同组织的密度不同，所以它们对X射线的吸收率也各不相同。如果用平行的或者是向外成一定角度发散的X射线穿越人体，然后对感光胶片进行曝光，这样就可以清楚地看见人体的骨肋和一些软组织的分布情况。这就是最常用的X射线透视的基本原理。X射线透视是在二十世纪初期所发明的，它的发明为医学的诊断提供了一个极为重要的信息来源。但是遗憾的是X射线透视所得到的是一个平面图形，由于人体组织的重叠会引起对X射线吸收的互相叠加的作用，所以在X射线透视的照片上很多的细节是看不到的。为了了解一些三维的细节，就必须从不同的角度进行X射线透视，而要想获得人体的三维图象则是不可能的。为了获得人体组织的细节，为了获得人体组织的三维图象，这只有依靠于现代的CT扫描仪和核磁共振扫描仪了。CT扫描仪是1971年由洪斯非尔德(Hounsfield)发明的，洪斯非尔德并因此而获得1979年的诺贝尔奖。CT扫描仪和X射线透视有很多相同的地方，但是也有很多不同的地方。相同的是它们都是以人体组织中不同密度的器官对X射线有着不同的吸收率作为仪器设计的基本原理。它们所用的射线源可以是波阵面为平面的X射线面源，也可以是波阵面是球面发散的X射线点源。而它们之间不同的地方是：1）X射线透视的接收装置是一张胶片，而CT扫描仪所使用的则是一组园弧形的电子接收装置，这种装置一般是由用准直器分隔开的晶体所构成。这个电子接收装置正好位于X射线源的正对面。2）X射线透视工作时它的射线源和胶片均处在固定的位置上，而CT扫描在工作时不但所扫描的人体会在扫描仪的园孔内来回移动，而且X射线源和电子接收装置也会在CT扫描仪的园环上高速地旋转。在CT扫描仪上这两个方向上的运动都有精密的编码器来监察。3）这两个仪器的最后一个不同点就是X射线透视不需要进行计算机处理，而CT扫描仪则需要使用计算机对图象进行较为复杂的计算和处理，从而来形成三维的人体组织的详细图象。为了对CT扫描仪的原理有进一步的了解，有必要要对X射线透视的透射吸收有所了解。如果一种材料的吸收系数为 ，则X射线在材料中经过一定的路程 后，该材料对X射线的透射率则为 。当X胶片或者接收器的平面平行于X射线的发射平面时，则X射线经过人体各部分的吸收以后，在胶片上各个点上的透射率的分布就是：(1)透射率和X射线的源强度的乘积就是X射线到达感光胶片或者接收器时的能量。假设X射线的波阵面是一个平面，X射线的原有的强度为 ，考虑到在接收器上的背景噪声为 ，如果将介质的吸收系数进行离散处理， 为介质中每一个离散点的长度，则最后落在接收器上相应的点上的辐射强度为：(2)考虑到X射线的散射和其它因素，这个公式经过简单的变换有：(3)注意当X射线为发散形传播时，我们还要注意X射线的自身强度在传播中也将不断衰减。X射线的自身强度和X射线传播的距离的平方成反比。从上面的公式看，X射线在经过吸收系数不同的结构以后，所产生的信息可以形成一个线性方程组。CT扫描仪一般还可以用于同位素辐射的成像。当人体器官中积聚了半衰期很短的同位素时，同位素的衰变会发射出 射线。这时如果不考虑人体的吸收，则CT扫描仪的接收器中某一个点所以获得的辐射为：(4)式中 是同位素的空间分布函数。而接收器所获得的图像则是空间分布函数在一个方向上的投影。上面的公式3和4说明CT扫描仪和同位素成像都是典型的坐标函数投影的问题。在坐标函数投影的过程中，三维的图像信息将被压缩到一个二维图象中去，而一维的图像信息则会被压缩到一个一维图象中去。通过个别的一维或者二维图象的有限信息，是不可能重新恢复它所包含的二维或者三维信息的。但是如果对同一个二维或者三维结构的不同方向进行多次的曝光，我们则有可能通过多个一维或者二维图象来完全恢复原来的三维结构的所有信息。实际上CT扫描仪是通过X射线源不断地从不同的位置对一个个人体的二维剖面进行投影，从而在一个不断转动的弧形的一维或者二维接收器上成像，从而形成多个对同一剖面的一维或者二维的投影图象。通过这些图象的信息，就可以恢复该剖面的二维形态，构成一个个的人体剖面的图象。在正电子辐射扫描仪(positron emission tomograh) 中也使用了同样的原理。这时利用在人体中注射放射性的物质，这些物质会根据人体中各个器官的特性进行一定的分布。这样这些放射性的物体会发射出光子，这些光子的集中程度和放射性物质的集中程度是相同的。当接收到这些光子以后，可以根据投影逆变换的原理来了解人体中各个器官的有关情况。坐标和坐标函数的投影问题是一个非常简单的问题，这里就不作介绍了。然而坐标和坐标函数的逆投影变换问题确是比较复杂和困难的课题。前者是现今照相精密测量和航空大地测量的基础，后者则是很多医学成像仪器的基础。照相精密测量和航空大地测量的计算公式不是本文介绍的内容，这里主要介绍坐标函数的逆投影变换问题。这个逆变换的问题一般有四种不同的求解方法：1）简单的反投影方法；2）积分方程的方法；3）傅立叶变换的方法；和4）级数展开的方法。为了简洁起见，这里主要介绍第一和第三种方法。其中第三种方法是目前医学成像中最常用的方法。反投影方法十分简单，它的基础就是假定在图像中任何有贡献的像点沿着投影方向的贡献是完全相同的。取最简单的情况，如果有一个2X2的平面图像，它们的每一个像点的强度为：2，3和4，5。则它们在X方向的投影为5和9，在Y方向的投影为6和8。在进行反投影时，首先将X方向的投影值进行均匀分配，这样获得的每一个像点的强度为2。5，2。5和4。5，4。5。这时再加上在Y方向上的投影的贡献，这样获得的每一个像点的强度为5。5，6。5和7。5，8。5。由于我们将多次的投影进行了重复的分配，所以我们要对每一个像点的强度减去掉一个数值N，这个值为 ，这里 是在逆变换中所利用的投影的总数目， 是每一个投影中的总的函数强度值， 是图像中像点的总数目。这里的例子中 ，，， ，减去这个值以后，所有得出像点的强度分别为2，3和4，5，和原来图像中各个像点的强度值完全相同。然而这种方法的局限性也是十分明显的。1）当投影数增加时，图像上的每一个像元并不能很好地和投影迈步上的像元完全一一对应；2）这种强度贡献相同的假设使得反投影方法具有去高补充低的倾向，原来清晰的形体所获得的图像则是模糊和不清晰的。因此这种方法已经很少使用。现在比较广泛使用的是其它几种逆变换的方法。而其中傅立叶方法则是一种最为重要并且最广泛应用的方法。傅立叶方法的原理是利用每个投影的频率分布来合成出原来图象的频率分布，具体的方法是这样的：假设原有的图像是一个二维的图像 ，将图像沿着方向 进行投影，则投影的一维函数为：(5)如果坐标旋转一个角度 ，旋转后的坐标用 来表示，则新的投影的函数为：(6)这时对投影进行频率分析，它的傅立叶变换为：(7)注意上面的函数是一维函数，但是它同样是一个二维函数的一个部分。这个二维函数就是原来图象的傅立叶变换，或者称维原来图像的频率分布：(8)更确切地说，图象 的一维的沿角度 上的投影函数 的傅立叶变换 正是二维函数 的傅立叶变换 在 的轴线上的值（该轴线和原来的X轴线的角度为 ）。这个重要的结果就是有名的中心剖面理论(Kak and Slaney,1988) 。根据这个理论，通过投影来求解二维函数 的必要充分条件是求得在 和 范围内的所有投影值。有了这些投影以后，通过傅立叶变换可以求出原函数的傅立叶面上的所有值，当然在傅立叶面上所获得的值的密度很高。经过傅立叶反变换这样一个一一对应的映射就可以求出原来函数的分布。这个结论也可以很容易地推广到三维图像的情况中去，只要有足够多的三维形体的投影，就可以求得原来的三维图像。这个理论是CT扫描仪和很多成像仪器的设计基础。CT扫描仪的设计中还有很多其它的设计要点，限于篇幅，在本文中就不再介绍了。核磁共振扫描仪是在二十世纪八十年代发明的。尽管核磁共振扫描仪和CT扫描仪的外形以及它们所获得的人体的三维图象非常相似，但是核磁共振扫描仪的基本原理和CT扫描仪的则完全不同。核磁共振扫描仪的主体是一个稳定的磁场，这个磁场的方向和人体在仪器中运动的方向相同。早期的核磁共振扫描仪有的使用笨重的永磁体来获得这个稳定的磁场，这种永磁体十分笨重，而且制造的成本也很高。但是永磁体不需要使用能源，所以运行比较便宜。后来这种磁体由大型直流线圈所代替，这种直流线圈成本较低，但是它的运行费用很高，需要大量的电能，而且它所产生的磁场的强度较小。不过现在这些都已经为超导线圈所代替，使用超导线圈有这样的好处，当在超导线圈中激发电流以后，就不再需要电流的供应。一种典型的超导线圈的结构包括了6个主线圈，和2个直径更大一些的线圈，这两个线圈的作用是使所形成的磁场在工作区间内更加平直，补偿磁场的弯曲现象。超导线圈一般是用包在铜皮内的铌钛合金(niobium titanium alloy)构成的。这种超导体的超导温度是低于12K。为了使电流密度提高，温度还要低一些。所以需要使用液态的氦或氮来进行致冷，一般线圈是浸在液态的氦中的，这时的温度是4。3K。除了低温以外，超导体内的电流也不能超过一定的极限值，同时超导体上的磁场的值也要足够的低。为此在具体的设计中，要求很高。如果不能达到这些设计要求，在一部分线路中就会产生电阻，引起温度的上升。这个温度的上升又会引起周围的超导体离开超导的工作范围，产生更多的电阻，从而产生更多的热量。这个过程是一个不稳定的，它会导致磁能量的消失和液态氦的蒸发。为了保证液态氦的温度，减少热量的损失，在液态氦的容器外还有两层辐射屏蔽层，它们的温度分别是15K和60K。这些屏蔽层是用热传导率低的细长的杆件支撑的，所以在运输的时候，需要特别的细心。从长期的运行来看，总是有热量进入液态氦，同时超导体也并不是真正的零电阻，所以线圈中的电流会逐渐地降低，从而使磁场的强度降低。所以在一定的时候，必须对磁体进行重新的激发。在具体的超导电路中，正常的情况超导线圈是一个封闭的电路，但是在需要激发的时候，其中一部分线路经过加热断开，使线圈和外部的电源直接连接，增加线圈中的电流量。这是一个很缓慢的过程，这是因为电压等于电感和电流变化率的乘积。由于线圈的电感很大，所以一个适当的电压的条件下，需要很长的时间才能够使电流增大。如果利用铌锡合金(niobium tin wire)作为超导体，它的临界温度是18K，所以可以不使用亚太氦。磁场强度的单位是高斯 ，一般核磁共振扫描仪的磁场强度为一千到二万高斯左右。除了这个主磁场的线圈以外，在核磁共振扫描仪的主体之中还有一些用于克服主磁场在边缘区域的不均匀性的填充磁场线圈 和一个使主磁场产生强度梯度的梯度线圈 。这些梯度线圈的作用，我们将在下边在进行详细的介绍。一般梯度磁场的强度数值大概是主磁场强度数值的百分之一。核磁共振扫描仪的原理比较复杂，我们的讨论必须从原子核中的质子的自旋说起。比如说最简单的原子核氢核中一共有一个质子和一个中子，其中质子带有一个单位的正电荷，中子则不带电荷。由于原子核的自旋，所以会因为带电的质子的原因而在其周围产生一个微小的磁场。或者说每一个原子就相当于一个独立的磁矩。不过这个磁矩所形成的磁场的能量很小，人们几乎感觉不到。同时由于各个原子的自旋的方向有着随机的特性，所以它们各自的磁矩所形成的磁场会互相抵消，总的效果正好为零。但是由于有这种微小磁矩的存在，它们会对原子核邻近空间的磁场作出一定的反映。正是这种反映形成了核磁共振扫描仪的成像基础。在外界没有磁场的情况下，人体中的氢原子核的微小磁场是随机分布的，因此不存在磁化的问题。但是当外界存在一个稳定的磁场的时候，大多数的原子核的微小磁矩就会顺着外界的磁场的方向进行整齐的排列，比如当人体处在核磁共振扫描仪之中的时候，人体中的氢原子核的微小磁场就会顺着主磁场的方向排列，这时我们就说这些磁矩被磁化了。在核磁共振扫描仪中，主磁场的强度为 ，通常将这个磁场的方向记为是 轴的方向，而将 轴的方向记为指向竖直向上的方向。人体组织的磁化的强度一般用 来表示，这个磁化强度值一般很小，在通常的情况下这个值也是测定不出来的。但是在它们被磁化以后，如果把它们的磁矩的方向诱发到和主磁场 的方向不同的时候，这些小的磁矩就会处于一中高能量的不稳定的状态，它们会迅速地释放能量，回到低能量的稳定的状态，在这个过程中，磁矩的存在就有可能会被测定出来。为了测定这个微小的磁场 的存在，在核磁共振扫描仪的 平面上，还有第二个外部的磁场 。这个磁场是通过在这个方向上的一个或者多个线圈而形成的。这个线圈可以同时用于激发这些微小的磁矩并且接收由于这些微小的磁矩 的方向的变化所产生的感应，严格地说是核磁方向变化在 平面上的投影所产生的感应。在实际测量工作的时候，这一线圈的激发过程每一次仅仅需要很短的时间，大约是几十个毫秒。为了激发一定的原子所形成的磁矩，在这个线圈中，必须输入具有一定频率的微小脉冲。这个脉冲的频率和主磁场的磁场强度 成正比，和所要测量的原子核的电磁特性相关。对于人体检查中常用的氢原子核来说，这个频率的数值为：(9)式中 称为磁旋系数。对于不同的原子核，这个系数的数值是不相同的。磁场 的变化频率必须正好等于这个频率的数值，如果频率不等，则不能改变这种原子的核磁矩指向的方向。同时这个频率的信号必须要有一定的停留时间，使得磁矩的方向正好转过90度，或者180度。如果这个时间超过了180度，磁矩也不能再继续增加能量，方向也不能继续地改变。简要地说：为了要使人体组织的分子氢核中的微小磁场能够旋转到 轴的方向上，这个外部的磁场第一一定要出现在 平面上，第二它必须在这个平面上以上式所计算的频率不停地旋转，第三这个磁场的持续时间要正好等于一定的数值。在这个附加磁场的作用下，人体中的氢核的微小磁场 将随着这个磁场 的旋转而成螺旋型的曲线不停地翻转，最后完全转到 平面上，和 轴线相重合。这时在这个小线圈中所需要的微波脉冲就叫做 脉冲。如果这个脉冲再延长一倍，那么人体中的微小磁场会继续转动，最后转到 轴线的方向。这个较长的脉冲叫做 脉冲。现在核磁共振扫描仪在成像时所使用的就是这两种微波脉冲。人体组织的分子中的微小磁场在这种附加磁场的激化下能量增加，从而处于不稳定的高能量的状态。当人体组织的分子中的微小磁场旋转到 轴或者 轴线的方向以后，它所处在的状态是不稳定的。这时将这个附加的具有特定的频率的变化的磁场 关闭的话，那么人体组织分子中的微小磁场就会慢慢地沿着螺旋型的曲线旋转到主磁场的方向上。在这个微小磁场旋转的过程中它的能量会不断减少，同时释放出附加的能量。这时如果利用激化磁场 的电感线圈接收的话，线圈内就会产生出一个与该人体组织分子所处位置上的磁场强度相关的一定的频率的小的脉冲。这种空间位置和脉冲频率之间的关系可以简单地表示为：(10)式中 是在接收脉冲信号时可能附加的梯度磁场。在核磁共振中主磁场是在 轴方向， ，梯度磁场是一个张量，有9各分量，但是一般只使用其中三个梯度方向分量中的一个或多个，即： 。这个公式和前面的公式(9)是核磁共振成像的基础。在测量中，磁场强度相同的面上各个点上所发出的脉冲均具有相同的频率。所以核磁共振的一种成像方法和前面所说的投影方法是相同的。我们在观察中可以分别采用不同的磁场梯度，这样对所测的量是人体中的氢核的分布在不同的方向上投影的值。具体将所测量的脉冲进行傅立叶变换，这时在频率谱上的强度值就相当于在不同的方向上所有等磁场强度面上的核子频谱的能量的总和。在核磁共振中我们还可以对人体中某一个特定的区域进行测量，这时我们通过调整梯度场的三个分量，使得该特定区域具有一个特定范围的磁场强度。当我们在引进激化磁场时，可以使激发这一磁场的变化变化脉冲具有的频率宽度很窄，这样仅仅能够激化这一特定的区域内的核子的磁场。这样在这个磁场去掉以后，所接收的脉冲信号就仅仅是这一小的区域中的氢核分布所产生的。另外还有一种区域局部测量的方法是在测量核子辐射时在其它区域采用交变的梯度磁场，这样除了在指定的区域内测量值是稳定的外，其它区域的测量值的强度均会上下摆动，这样在脉冲接收以后可以利用电的方法比较信号的稳定性，去掉频率不断变化的信息，仅仅保留频率恒定的指定区域的信息。实际上现代核磁共振扫描仪进行人体扫描所采用的一般是一种二维傅立叶变换的方法。利用这种方法可以快速地对人体的剖面进行成像，具有很高的效率。二维傅立叶变换的方法除了引进了磁场强度的空间梯度以外，还引进了磁场强度的时间梯度的变化。具体的方法是这样的：1）在激化磁场时同时引进 轴的梯度磁场，使得在的 方向限制核磁信息产生的范围；2）当激化磁场关闭以后，在第一个小时段 内首先引进在 方向上的时间域内的磁场梯度的变化。这样的磁场梯度相当于频率的不同。不同的频率的脉冲经过时间 的积分后就在核子磁场中引进了在 轴方向上的相位差别，这就是相位的编码。注意这种相位编码要在测量中重复进行，使得 次的相位变化值均匀地分布于 度到 度之间；3）经过了这一时段 后， 方向上的磁场梯度马上关闭，线圈开始接收脉冲信号，与此同时仪器在 方向上引进了空间上的磁场梯度，一直到时间 为止。在这一时段，由于空间上的磁场梯度在 方向上引进了频率的编码。所以核磁共振仪器所记录的感应信号不但有频率编码，而且有行为编码。所测量的脉冲信号要进行第一次傅立叶变换，获得在该相位编码时的频率强度分布。由于在这一时段 内，同时有了在 两个方向上的相位和频率的编码。重复步骤2）和3）获得 个不同相位编码的频率强度分布的曲线，最后要对所获得的在平面上分布的数值在其相位轴的方向上分别进行多次的傅立叶变换，这样核磁共振就可以获得完整的二维强度分布的图象。当然如同其它测量一样，有时要多次对同一个量进行重复测量，进行平均以减少误差的贡献。这种二维成像的方法同样可以推广到三维的情况，这时在步骤2）时应该在 轴的方向上引进另一个梯度磁场，同时在这个方向上也要相应地改变梯度的数值，以获得三维的频率投影值。最后再在 轴的方向作一系列的傅立叶变换，求得强度的三维分布。应该指出人体内各个器官中的氢核的分布是不同的，它们大量地分布在人体中软组织和液体之中，所以比较CT扫描仪来说核磁共振更实用于对人体软组织的成像。在人体的骨骼之中，基本上不存在氢核，所以它不能了解骨骼之中的详细情况。核磁共振是一种十分重要的测量方法，它不但可以用于对氢核的测量，也可以应用于对其它核子如碳，磷，钠，钾等等核子的探测。它不但可以用于医学成像，也可以用于材料科学，地质探矿等等其它的领域。当用于对水资源和石油资源的探测时，可以把地球磁场当作主磁场，在地面上用一个大的线圈产生附加的磁场。同时用这个线圈对地层中的水或者油中的氢核的磁场响应进行探测。核磁共振是一项十分重要的高新技术，上面介绍的仅仅是它的最基本的原理和方法。在结束这篇文章的时候也要提一下CT扫描的方法在地质测量的应用。地震波在不同的介质中有着不同的传播速度和吸收特性，当地球上某一个点发生地震时，通过在地面上的不同点进行测量，就可以获得在地层中的一定区域在一定方向上的投影。如果能够获得很多的地震在地表各个点的影响，就获得了和CT扫描所获得信息相似的数据。通过这些数据，同样可以通过傅立叶变换和反变换来获得地层内的密度分布和结构分布。地震波包括纵波和横波两个部分，其中的横波很难通过液体和气体的结构，所以利用这种方法也可以用于测量油气田以及地下水的调查工作。欢迎分享，转载请注明来源：优选云
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