医学学习课件：磁共振系统的组成

1、磁共振系统的组成,Composition of the MRI system,磁共振成像技术是利用人体内原子核在磁场内与外加射频磁场发生共振，而产生影像的技术。它既可以显示形态学结构，又能显示原子核水平上的生化信息，还能显示器官的功能状况，已经越来越广泛的运用在临床各系统的检查过程当中。随着MRI技术的不断改进和完善，应用范围不断拓宽，可以说磁共振技术是当今影像学领域发展最快，最具潜力的成像技术。今天就跟着大家一起学习磁共振成像系统的组成。,目 录,CONTENTS,磁体系统及类型,01,匀场线圈：进一步提高磁场的均匀性 梯度线圈：解决被测物体的空间分辨力，空间定位，层面选择。 发射接收线圈：

2、发射脉冲产生信号和接收信号。,2,1,永磁型磁体,超导型磁体,永磁型磁体,对环境要求较高,价格昂贵,场强高，图像质量高,危险性较高,超导型磁体,基本原理：,磁场强度的计算公式： H=NI/LE 其中H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位为A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。,0电阻 的由来？,超导型磁体是有电流通过超导体导线产生磁场，与常导型的区别主要在其导线由超导材料制成并且置于液氦之中。超导材料在液氦之中可以达到绝对零度（-269），此时线圈处于超导状态，没有电阻。一次励磁，可以长久使用。,励磁如戏，全看天意。,超导线圈必须浸泡在高真空，全封闭

3、，超低温，液氦杜瓦容器中方能工作，其制造工艺非常复杂，定期需要补充液氦。冷头就是让挥发成气体的液氦重新变成液体，减速液氦流失。,失超！,失超就是超导变为普通导体，温度集聚升高，液氦大量会发，磁场强度迅速下降。 1.励磁过程操作失误。 2.杜瓦容器中液氦下降到一定程度。 3磁体真空坏境破坏。 4.人为意外失超。,梯度系统,1.梯度系统和梯度场的组成,2.梯度场性能指标,3 .梯度场的作用,02,梯度系统和梯度磁场的组成,梯度系统由梯度线圈，梯度控制器，数模转换器，梯度放大器和梯度冷却系统等部分组成。,梯度线圈围绕在主磁体和匀场补偿线圈里，他是由三组线圈组成，按照XYZ三个基本层面构成，可以提供任

4、何频率编码梯度，相位编码梯度和层面选择梯度（相当于空间定位）。 梯度控制器和数模转换器主要任务是接收主控单元的指令，发出数字控制信号，包含梯度电流大小的代码，然后由数模转换器解读，转换成相应的模拟电压控制信号，产生大小不同的梯度电流。 梯度放大器在梯度控制器下随时开关，精确调节供给梯度线圈的电流，精准控制梯度磁场。 冷却系统梯度系统功耗大，产热多，因此必须有一定的冷却系统。一般有风冷和水冷两种。,有效容积,有效容积越大，FOV就可以相应的越大。,梯度场切换率,通电后梯度磁场达到预设大小的时间，也叫梯度爬升。,梯度场线性,描述梯度场平滑度的指标。线性越好，梯度场越精确,梯度场强度,单位是MT/M

5、l来表示。 是单位长度内最大梯度差别。,梯度场的性能指标,梯度磁场的功能,对MRI信号进行空间编码，以确定成像层面的位置和成像层面的厚度；产生MR回波（梯度回波）;施加扩散加权梯度场;进行流动补偿；流动液体的流速相位编码。,但是到底是怎么定位的呢？,射频系统,03,射频系统的组成和作用,在MRI设备中，射频系统负责实施射频（Radio Frequency，RF）激励并接收和处理射频信号，即MR信号。射频系统不仅要根据不同扫描序列的要求编排组合并发射各种翻转角的射频脉冲，还要接收成像区域内1H（氢质子）、3He、23Na、13C等的磁共振信号。磁共振信号只有微伏（V）的数量级，因而射频接收系统的

6、灵敏度、放大倍数、抗干扰能力都要非常高。 射频系统主要由射频脉冲发射单元和射频脉冲接收单元两部分组成，其中包括射频发射器、射频功率放大器、射频发射线圈、射频接收线圈、以及低噪声射频信号放大器等关键部件。射频系统的作用是发射射频脉冲，使磁化的质子吸收能量产生共振，并接收质子在弛豫过程中释放的能量，而产生MR信号。 射频线圈的敏感容积及其与被检查组织的距离直接决定着图像的质量，线圈的敏感容积越大，图像信噪比越差，噪声越大，反之信噪比越高，噪声越小，为兼顾成像的信噪比和敏感容积，根据人体各个部位的不同形状、大小，需要制成不同尺寸和类型的线圈，以获得最佳图像质量。,常用的线圈,通常情况，高场强的宏观磁

7、化矢量越大，SNR越高。但是跟线圈更是密切相关。日常工作中，一定要注意线圈的爱护和使用。,射频线圈的发射和接收,射频线圈的发射过程 射频放大器产生的激励脉冲通过射频线圈转换为在成像空间横向旋转的、具有一定频率（质子发生磁共振物理现象的频率）和功率的电磁波，即射频磁场B1，射频磁场的能量被特定质子和原子核（例如氢质子）选择性的吸收，完成“能量交换”，被检体内的氢质子因此受到激励而发生共振并产生磁共振信号。 射频线圈的接收过程 射频线圈中的谐振电路以及相关的射频前置放大器将发生共振质子的进动行为的变化磁化矢量M转换为电信号，再次完成“能量交换”，从而采集到所需要的磁共振信号。因此，我们可以将射频线

8、圈理解为一种特殊的“换能器”或“能量交换器”。,射频脉冲的“勇气”（3.5PPM的H质子与众不同）,计算机及图像处理,04,计算机及图像处理,磁共振信号就是随时间变换的模拟信号。将模拟信号转换成数字信号，累加储存转变等。,信号采集,运用快速傅里叶转换将数字信号转换成灰度不同的图像，用于诊断。,图像重建,高级影像后处理站是MRI设备中必不可少的辅助设备。配备三维，仿真内镜，灌注等功能。,高级处理,包括硬件和软件。包括主机显示器重建柜，鼠标键盘和软件等等。,图像显示,磁共振设备信号单元模数转好所得数据进行数据字的拼接和重建等预处理。未经处理的数据我们称之为原始数据,图像处理,设备控制台,我们飞利浦1.5T的设备间,谢谢您的