
撰文 | 栗子
审校 | 不周
今年年初,巴西有一个 40 一岁的中年男子在陪母亲看病时,把手枪放在腰间,进入核磁共振室后也没有取下。
在那里,手枪中的一颗子弹被刺激并射入他的腹部。受伤的男子被紧急送往医院。经过两周的治疗,他的伤势终于消失了。
事件发生在巴西圣保罗的库拉实验室(Laboratorio Cura),医疗机构发表的声明提到:“患者和陪同人已经对进入检查室的过程进行了适当的解释,并被警告移除所有金属物品。”警方还透露,该男子签署了一项协议,称核磁共振室的条款已得到确认。
但不知道为什么,他没有把手枪留在检查室外,这个危险的决定带走了他的生命。
今天的人们,磁共振成像/核磁共振成像(MRI/NMRI)该技术已经很熟悉了。这种技术用于医院常见的核磁共振检查。简言之,它依靠强大的磁场来“透视”人体内部的情况,使医生能够发现隐藏在患者身上的疾病。
我们体内有大量的水,氢原子是水中最不可缺少的。每一个氢原子核(即质子)都像一个小磁铁,它有一种内捐属性,称为旋转(spin),磁场是由自旋引起的。氢原子核在自然条件下各有各的自旋方向,产生的磁场杂乱无章,相互抵消。
然而,当机器从外部施加强磁场时,氢原子核的旋转方向是有规律的:有些与主磁场的方向一致,能量较低,另一些与主磁场的方向相反,能量较高。关键是前者的数量略高于后者,它们产生的磁场不会被完全抵消,而额外的部分是成像的关键。

在主磁场的基础上,仪器将施加射频脉冲(radiofrequency pulse),使氢原子核产生磁共振。此时,“多余部分”低能态氢原子核中的一些会吸收能量,转向高能态,改变旋转方向。当射频脉冲消失时,氢原子核释放能量,回到稳定的低能态。能量以电磁波的形式释放,仪器收集这样的信号作为人体成像的依据。
MRI 主要依靠水分子中氢原子核释放的信号进行成像。不同的人体组织含水量不同,仪器收集的信号也不同。这样,设备就可以画出人体各个部位的外观。
对 MRI 就仪器而言,其施加的主磁场越强,信噪比越高,图像质量也随之提高。医用 MRI 设备施加的磁场通常具有强度 0.5-3 特斯拉之间有时可能更高(是地球磁场的数万倍)。这些强磁场可以帮助医生观察病人体内的异常情况,但也会带来危险。铁磁性金属(如铁、钴、镍)物体容易被磁场吸入,如果将这些金属制品带入核磁共振室,后果可能会非常严重。
加州大学伯克利分校的科学家曾经使用过一个 MRI 仪器测试了一些金属物品(请勿模仿)。例如,当订书机被扔进工作设备时,在 4 在特斯拉的强磁场下,它迅速上下跳跃,最终被吸入内壁。

除肉眼观察外 MRI 仪器驱动金属物体的力也可以实际测量力有多大。例如,科学家将扳手送入仪器,另一端连接秤。当扳手剧烈上下摆动时,秤的读数是 280 磅(约 127 公斤),相当于超过 1200 牛顿的拉力 —— 可能是扳手本身重量的100倍。

金属物体越重,在同一磁场中的作用力就越大。科学家使用它 MRI 仪器测试转椅。起初,当椅子卡在仪器的“门口”时,秤的读数约为 1300 磅(~590 千克)。

然而,磁场不会因为暂时卡住而放弃。它仍然试图将椅子吸入“腹部”,毫不犹豫地摧毁椅子。当椅背上掉下一层皮时,秤的读数来了 1700 磅左右(~770 千克)。当椅腿断裂,发出清脆的声音时,指针最终转向接近 2000 磅(~900 千克)的位置 —— 这几乎是一辆汽车的重量。
2016 2000年,在上海的一家医院,一些患者家属将轮椅推入核磁共振室。当时,MRI 机器处于待机状态,具有磁性,金属轮椅立即被吸入,造成机器损坏。幸运的是,没有人因此受伤。
与轮椅相比,手枪可能不像医院里经常出现的物品,但这种武器并不是第一次在核磁共振室发生事故。
2002 年,在《美国放射学杂志》上发表的一项(American Journal of Roentgenology)研究记录了一个休班警察去医学成像中心接受的案例 MRI 由于医患沟通中的一些误解,他把手枪带进了核磁共振室。警察想把枪放在柜子上(柜子的距离) MRI 设备不到一米),但当动作达到一半时,枪从他手里飞了出来,被吸进去了 MRI 仪器,严重撞击内壁,发射子弹。这时,扳机没有被扣动。
正常情况下,扣动扳机后,原本挡住了锤子(hear)的阻铁(sear)它将被移开。锤子释放后,向前移动并撞击针(firing pin),然后击针撞到底火(primer),点燃火药。最后,火药燃烧产生的高压气体会发射子弹。

击针能撞到底火的前提之一是击针挡块(firing pin block)被移开。这是一个金属块,最初被一个小弹簧顶住,只有在扣动扳机时才会让路。科学家认为,弹簧对针挡块的压力不大。除了扣动扳机外,磁场还可以克服弹簧的力,并移除针挡块。
当然,仅仅移动针挡块是不够的。在不扣动扳机的情况下,需要另一种力,使针击中底火。研究人员在枪口处发现了白色痕迹,这意味着枪口可能会在事故发生时击中 MRI 设备。他们认为枪口的冲击足以使针冲向底火,点燃火药。

如果是这样,跳过锤击针的步骤,那么铁是否阻止锤并不重要。这意味着,无论枪机的手动保险是否被解除(保险只是确保铁不会让步),子弹都可能被击中。科学家们说,这可能就是为什么枪在事故发生时没有保险,但仍然可以射击子弹的原因。
幸运的是,那颗子弹只打在墙上,没有伤害任何人。今年,陪伴母亲的巴西男子付出了生命。
也许,手枪离你我的生活很远。其他金属制品可能离我们更近,如果被带进核磁共振室,也有致命的风险。
2018 2000年,一名印度男子在医院探望亲属时,将钢制氧气瓶带入核磁共振室,被磁场猛烈拉向 MRI 机器,不幸死亡。调查显示,他的死因可能是吸入氧气瓶中泄漏的液氧,而氧气瓶在撞击机器时应损坏并泄漏。死者的家人说,一名工作人员要求携带氧气瓶,工作人员向他保证机器已经关闭。工作人员和另一名医生都被捕了。
2021 2000年,在韩国发生的一起事故中,一名老年患者被怀疑需要氧气供应,但核磁共振室的氧气吸收装置出现故障,医务人员将是一名 128 高厘米的氧气瓶搬了进去。距离 MRI 仪器 2 米远处的氧气瓶被吸入仪器,对患者的头部和胸部造成强烈压迫,导致他死亡。

人们主动将金属物品带入核磁共振室,这只是一种情况。另一种情况是,这些金属制品在人体内。例如,一些起搏器(特别是早期型号)的金属部分会受到影响 MRI 仪器的强磁场影响不止一名患者死亡。然而,随着技术的发展,它可以兼容 MRI 越来越多的心脏起搏器。
MRI 仪器产生的磁场不仅能对铁磁性金属产生强大的力,还能加热这些金属材料。这两个问题都可能对人体造成伤害。随着时间的推移,许多植入物,如钢钉、人工关节、心脏支架、脑动脉瘤夹等,逐渐抛弃铁磁性金属,转向非铁磁性金属材料。
然而,如果不是专业人士,就不容易判断自己或家人安装的“零件”是否可以进入核磁共振室。咨询医生可能是我们最好的选择。
原论文:
https://www.ajronline.org/doi/10.2214/ajr.178.5.1781092
参考资料:
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