MRI设备基本组成认知和操作

MRI设备基本组成认知和操作

MRI设备由主磁体系统、梯度系统、射频系统、计算机系统等组成，为确保MRI设备的正常运行，还需有磁屏蔽、射频屏蔽、超导及低温等其它辅助设备。

一、主磁体系统

主磁体系统（又称静磁场系统），是磁共振成像装置的核心部件，也是磁共振成像系统最重要、制造和运行成本最高的部件。主磁体的作用是产生一个均匀的、稳定的静态磁场，使处于磁场中的人体内氢原子核被磁化而形成磁化强度矢量，并以拉莫尔频率沿磁场方向进行自旋（进动）。

（一）主磁体的性能指标

1．磁场强度

2．磁场均匀性

3．磁场稳定度

4．有效孔径

5．磁场的安全性

（二）主磁体的种类与特点

1．永磁体

2．超导磁体

（三）匀场

主磁场的均匀性是MR的重要指标，无论何种磁体由于受设计和制造工艺限制，在其制造过程中都不可能使整个有效空间内的磁场完全均匀一致。另外，磁体周围环境中的铁磁性物体（如钢梁等）也会进一步降低磁场的均匀性。因此，磁体安装完毕后还要在现场对磁场进行物理调整，称为匀场。静磁场是靠各种匀场补偿线圈和铁磁材料，经多次补偿、测量、修正而逐渐逼近理想均匀磁场。由于精度要求极高而且校准工作极其繁琐，大多是在计算机辅助下，采取多次测量、多次计算、多次修正才能达到1250pxDSV（球体直径）5ppm的均匀度。常用的匀场方法有有源匀场和无源匀场两种。

1．有源匀场

2．无源匀场

二、梯度磁场系统

梯度磁场系统是为MR提供满足线性度要求、可快速开关的梯度磁场。

（一）梯度磁场的作用

在磁共振成像时，必须要在成像区域内的静磁场上，动态地迭加三个相互正交的线性梯度磁场，如图6-12所示，使受检体在不同位置的磁场值有线性的梯度差异，实现成像体素的选层和空间位置编码的功能。三个梯度场的任何一个均可用以完成这三项作用之一，但联合使用梯度场可获得任意轴面的图像。此外，在梯度回波和其他一些快速成像序列中，梯度磁场的翻

转还起着射频激发后自旋系统的相位重聚，产生梯度回波信号的作用；在成像系统没有独立的匀场线圈的磁体系统的情况下，梯度线圈可兼用于对磁场的非均匀性校正，因此，梯度系统也是MRI设备的核心系统。

（二）梯度磁场的主要性能指标

梯度磁场系统产生的梯度磁场（简称梯度场），其性能优劣直接影响扫描速度、影像的几何保真度及空间分辨力等。表征其性能的指标主要有：有效容积、梯度线性、梯度强度、梯度爬升时间、梯度切换率等。

1．有效容积

2．梯度线性

3．梯度强度

4．梯度爬升时间

5．梯度切换率

（三）梯度系统的组成

梯度系统由梯度线圈（gradient coil）、梯度控制器（gradient control unit，GCU）、数模转换器（digital to analogue converter，DAC）、梯度功率放大器（gradient power amplifier，GPA）和梯度冷却系统等部分组成。

1．梯度线圈

2．梯度控制器

3．数模转换器

4．梯度放大器

5．梯度冷却系统

6．涡流的影响和补偿

（四）双梯度系统

三、射频系统

射频系统包括射频脉冲发射系统和射频信号接收系统两部分。其作用为发射能产生各种翻转角的射频波，还要接收磁共振信号并进行放大等处理，最后得到数字化原始数据，送给计算机进行图像重建。

（一）射频脉冲

（二）射频线圈

1．射频线圈的功能

2．射频线圈的种类

3．射频线圈的主要指标

（三）射频脉冲的产生单元