磁共振成像设备（一）

肇庆医学高等专科学校,医学影像设备学,第八章 磁共振成像设备,2019/4/5,2,学习目标,了解磁共振现象产生的过程； 掌握磁共振成像设备的组成； 掌握主磁体的作用、指标、种类与特点。,2019/4/5,3,主要内容,一、磁共振成像基础； 二、MRI的基本结构； 三、主磁体的性能指标； 四、主磁体的种类与特点； 五、主磁体的匀场措施。,磁共振成像设备,2019/4/5,4,2019/4/5,5,一 磁共振成像基础,1.基本概念,2019/4/5,6,一 磁共振成像基础,1.基本概念,核自旋,环形电流,感应磁场,磁矩,磁矩,2019/4/5,9,一 磁共振成像基础,2.氢原子磁矩进动学说,平时状态,置于磁场,任意、无规律，相互抵消，宏观磁矩为零,M,2019/4/5,10,一 磁共振成像基础,2.氢原子磁矩进动学说,加射频脉冲,M,MZ,MXY,2019/4/5,11,一 磁共振成像基础,2.氢原子磁矩进动学说,脉冲停止后,MXY,弛豫,弛豫时间,2019/4/5,12,一 磁共振成像基础,2.氢原子磁矩进动学说,弛豫时间：,自旋-晶格弛豫时间 (纵向弛豫),自旋-自旋弛豫时间 (横向弛豫),63%,MZ=63%M,M,2019/4/5,13,一 磁共振成像基础,2.氢原子磁矩进动学说,弛豫时间：,自旋-晶格弛豫时间 (纵向弛豫),自旋-自旋弛豫时间 (横向弛豫),37%,MXY=37%M,M,2019/4/5,14,一 磁共振成像基础,2.氢原子磁矩进动学说,MRI成像基础： 人体不同器官的正常组织与病变组织的T1、T2值相对固定，而且有差别。,T1加权,T2加权,PD加权,一 磁共振成像基础,3.梯度场与定位,MR图像获取,被检体某层面MR信号,成像区域所有质子共振,信号不含空间定位信息,!,主磁体中添加梯度磁场,无梯度场,有梯度场,2019/4/5,16,一 磁共振成像基础,3.梯度场与定位,完成同一层面定位,频率编码梯度 相位编码梯度,2019/4/5,17,二 MRI的基本结构,2019/4/5,18,三 主磁体系统,作用：,产生均匀、稳定的静态磁场，使氢原子核被磁化，形成磁化强度矢量，并以拉莫尔频率进动。,分类：,常导磁体,超导磁体,永久磁体,混合磁体,小型磁体,中型磁体,大型磁体,直流磁体,脉冲磁体,交流磁体,直螺线管线圈磁体,横向型磁体,鸟笼型磁体,局部型磁体,全身型磁体,低场强,中场强,高场强,2019/4/5,19,四 主磁体的性能指标,1.磁场强度,磁场强度,1H磁矩,MR信号,高磁场强度特点：,信号增强，成像功能增强,缩短扫描时间,可进行频谱分析,运动伪影、化学伪影增多,运行成本提高,机房面积增大,主流产品： 1.5-3.0T,低场开放型,2019/4/5,20,四 主磁体的性能指标,2.磁场均匀性,磁场均匀性,扭曲定位信号,图像失真畸变,磁场均匀性是指在特定容积限度内磁场的同一性，及穿过单位面积的磁力线是否相同。,成像质量,MR设备在较大的空间范围内保持高度均匀磁场,安装现场的匀场校正、最后验收的测量结果为准,2019/4/5,21,四 主磁体的性能指标,3.磁场稳定度,受附近铁磁性物质、环境温度、磁体电源稳定性等因素的影响，磁场均匀性或场强值将发生改变。,磁场稳定性,图像一致性、可重复性,成像质量,时间稳定度：,磁场随时间而变化的程度,热稳定度：,磁场随温度变化而漂移的程度,2019/4/5,22,四 主磁体的性能指标,4.有效孔径,有效孔径 65cm,2019/4/5,23,四 主磁体的性能指标,5.磁场的安全性,主磁体,逸散磁场,人体健康、其余医疗仪器设备干扰、损害,磁力,限制逸散程度，对磁体进行屏蔽,超导磁体存储巨大能量，若电源断开或磁体熄火，将释放大量能量产生破坏作用，因此必须有应急措施保证能量安全释放。,2019/4/5,24,五 主磁体的种类与特点,1.永磁体,材料：,具有铁磁性的永磁材料,外部激励电源一次充磁后，去掉电源仍长期保持磁性，使用时既不耗电也无发热问题,结构：,多块材料拼接而成,2019/4/5,25,五 主磁体的种类与特点,1.永磁体,优点：,结构简单，价格低，消耗功率小，维护费用低，杂散磁场小，质量小，方便成为开放式磁体,缺点：,场强只能达到0.7T，稳定性、均匀性较差，磁场不能关闭,恒温控制：,直流温度加热器均匀分布与主磁体上，使其温度控制在32.5,2019/4/5,26,五 主磁体的种类与特点,2.超导磁体,材料：,超导材料,超导状态,产生强大磁场,没有电能损耗,循环电流恒定磁场,电流,断电,液氦冷却,线圈无需输入电功率，只要维持冷却,一小段包以加热系统，成为超导开关，可关闭磁体,2019/4/5,27,五 主磁体的种类与特点,2.超导磁体,低温保障结构：,2019/4/5,28,五 主磁体的种类与特点,2.超导磁体,优点：,高场强(3.0T)、高稳定性、高均匀性、磁场强度可调节改变，不消耗电能，容易达到所需孔径，可关闭,缺点：,制造复杂、消耗液氦，日常运行维持费用高，逸散磁场大，屏蔽要求高,2019/4/5,29,六 主磁体的匀场措施,磁体安装完毕后，要在现场对磁场进行物理调整，称为匀场。,计算,修正,测量,有源匀场,无源匀场,2019/4/5,30,六 主磁体的匀场措施,1.有源匀场(主动调整),调整线圈电流的大小和方向,补偿磁场,磁场波动,磁体孔径,匀场线圈,+,消去磁场的不均匀性,匀场电源稳定性非常重要，由专用电源提供,2019/4/5,31,六 主磁体的匀场措施,2.无源匀场(被动调整),条形磁铁,铁片尺寸、数量、位置合适,被磁化,磁体孔洞内壁,匀