磁共振成像仪的基本结构与安全教材(PPT 48页).ppt

1、,磁共振成像仪的基本结构与安全,MRI基本原理,难以理解,非常重要,非常重要,学习MRI前应该掌握的知识,电学 磁学 量子力学 高等数学,初中数学 初中物理 加减乘除 平方开方,一、MRI扫描仪的基本硬件构成,一般的MRI仪由以下几部分组成 主磁体 梯度系统 脉冲系统 计算机系统 其他辅助设备,1、主磁体,分类 磁场强度 磁场均匀度,MRI按磁场产生方式分类,永磁,电磁,常导,超导,主磁体,0.35T 永磁磁体,1.5T 超导磁体,按磁体的外形可分为 开放式磁体 封闭式磁体 特殊外形磁体,OpenMark 3000,MR按主磁场的场强分类 MRI图像信噪比与主磁场场强成正比 低场: 小于0.5

2、T 中场：0.5T1.0T 高场: 1.0T2.0T（1.0T、1.5T、2.0T） 超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）,高斯（gauss, G）。 Gauss (1777-1855),1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处检测到的磁场强度,德国著名数学家，于1832年首次测量了地球的磁场。,5安培,1厘米,1高斯,地球的磁场强度分布图,特斯拉（Tesla,T） Nikola Tesla (1857-1943), 奥地利电器工程师，物理学家，旋转磁场原理及其应用的先驱者之一。,1 T = 10000G,主磁场的均匀度 MRI要求磁场高度均匀，? 空间定位需要 频谱分析（各种代谢

3、物之间的共振频率相差极小） 脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共振频率很接近）,2、梯度系统,作用： 空间定位 产生信号 其他作用 梯度线圈性能的提高 磁共振成 像速度加快 没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术,梯度、梯度磁场,梯度磁场的产生,Z轴方向梯度磁场的产 生,3、脉冲线圈,脉冲线圈的作用 如同无线电波的天线 激发人体产生共振（广播电台的发射天线） 采集MR信号（收音机的天线）,脉冲线圈的分类 按作用分两类 激发并采集MRI信号（体线圈） 仅采集MRI信号，激发采用体线圈进行（绝大多数表面线圈）,按与检查部位的关系分 体线圈 表面线圈 第一代为线性极化表面线圈 第二代为圆形极化表

4、面线圈 第三代为圆形极化相控阵线圈 第四代为一体化全景相控阵线圈,接收线圈与MRI图像SNR密切相关 接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强 线圈内体积越小，所接收到的噪声越低,3D-FFE Matrix 512512 FOV 2.5cm,利用2.3cm显微线圈采集的指纹MR图像,4、计算机系统及谱仪,数据的运算 控制扫描 显示图像,5、其他辅助设备,空调 检查台 激光照相机 液氦及水冷却系统 自动洗片机等,MRI的安全性和禁忌症,安 全,认识MR对患者的损伤。 认识MR技师可采用哪些方法减轻对患者的损伤。,目的,Safe examination,Safety,对患者的损伤 听力损伤 金属 面

5、部和眼部 起搏器 内部损伤,听力,Safety,金属,Safety,面部和眼部,Safety,起搏器,Safety,内部损伤,Safety,不要将金属带进扫描间!,安 全,MR技师在允许任何人 （不仅仅是患者）进入扫描间前都要筛查严防任何禁忌发生的可能性！,安 全,YOU!,磁共振成像的安全性,铁磁性投射物 体内植入物 梯度场噪声 孕妇的MRI检查 不良心理反应及其预防,常见铁磁性投射物,典型的铁磁性投射物含有铁的成分，但镍和钴等元素也具有较强的铁磁性。非铁磁性物品虽然不产生投射效应，却能形成金属伪影而干扰图像。 外科手术器械、氧气瓶、医疗仪器、担架、轮椅等；小刀、金属拉链、钮扣、指甲刀、钢笔

6、、钥匙、硬币、手表、打火机、手机、助听器等。 MRI室应建立一整套安全防范措施。,磁共振成像的安全性,铁磁性投射物 体内植入物 梯度场噪声 孕妇的MRI检查 不良心理反应及其预防,体内植入物,MRI受检者体内的各种铁磁性物体会在磁力和磁扭矩的作用下发生移位或倾斜 MRI的射频电磁波有可能使植入体内的 某些电子设备失灵。,体内植入物,通过各种渠道置入体内并长期驻留体内的异物。弹片、铁砂、假牙、动脉夹、人工股骨头、起搏器、人工心脏瓣膜、电子耳蜗、药物泵、避孕环等是最常见的体内植入物。 非铁磁性植入物患者可接受MRI检查，但会产生严重的金属伪影；铁磁性植入物患者一般来说不宜接受MRI检查。 研究表明

7、，大约1/3的体内植入物将在静磁场中发生偏倚或移位，但不见得把所有铁磁性植入物都看作MRI禁忌症。,体内植入物的安全性,MRI对铁磁性体内植入物的影响主要表现在以下几个方面：位置变化；功能紊乱；局部升温。 强磁场可使脑动脉瘤治疗中放置的动脉夹移动甚至脱落；静磁场和RF场都可能干扰人工心脏起搏器使其失效或停搏。,金属异物的预检查,眼内的金属异物被拉出时容易造成伤害，已经有眼内金属异物致盲的报告。 体内可能存留诸如弹片、金属屑、铁砂等金属碎片患者的危险性决定于它们在体内的位置。 透视或拍片是对金属异物进行预检查的一种既敏感又廉价的方法，在X线片上可发现小到0.1mm的金属异物。,磁共振成像的安全性

8、,铁磁性投射物 体内植入物 梯度场噪声 孕妇的MRI检查 不良心理反应及其预防,梯度场噪声,MRI装置的音频噪声可分为静态及动态两种。 静态噪声是由于磁体冷却系统即冷头的工作而引起的噪声，一般比较小。 动态噪声即梯度场噪声，指扫描过程中由梯度场的不断开启或关闭而形成的。由于的主磁场的存在，梯度线圈工作时将产生很强的洛仑兹力，使线圈载体在梯度场转换期间发生剧烈振荡，从而产生扫描时的特殊噪声。,梯度场噪声,系统的静磁场越高、梯度上升速度越快或梯度脉冲的频率越高，它发出的噪声就会越大。 1.02.0T时，梯度场达到25mT/m时，噪声可高达110dB。 心理伤害是可诱发癫痫和幽闭恐惧症。 生理伤害是

9、暂时性听力下降或永久性听力损害。,磁共振成像的安全性,铁磁性投射物 体内植入物 梯度场噪声 孕妇的MRI检查 不良心理反应及其预防,孕妇的MRI检查,MRI是否有致畸作用一直是一个有争议的话题。 建议“在妊娠的头3个月谨慎应用”MRI检查。 孕期的工作人员对MRI电磁场的接触也应受到限制。一般来说，活动范围要尽量在1mT线（10高斯线）以外，以避免接受MRI产生的小剂量慢性辐射。,磁共振成像的安全性,铁磁性投射物 体内植入物 梯度场噪声 孕妇的MRI检查 不良心理反应及其预防,不良心理反应及其预防,MRI检查中，由于磁体孔洞比较狭小，加之梯度场噪声的干扰，患者可能出现焦虑、恐慌或情绪低落等心理反应，甚至诱发幽闭恐惧症。 需要采取以下措施来降低其发生率： 事先向患者讲解MRI检查的特殊性，如磁体孔洞的大小及梯度场的噪声水平等； 允许被检者的亲属或朋友进入磁体室陪同；,不良心理反应及其预防,改变体位：仰卧位改为俯卧位、头先进改为脚先进； 提供MRI兼容耳机并播放音乐； 在磁体孔洞内设置镜片或反光镜，分散病人注意力； 扫描中同病人保持对讲等某种类型的通讯联系。,禁忌