磁共振成像技术优秀课件

梯度控制
算
机
↕
↑
系
统
重建控制
计算机
功
↕
能 框
显示设备
显示控制
图
计算机系统
梯度磁场的控制：
→ → → CPU
缓存器
D/A
梯度驱动
直接控制
→ → CPU
梯度存储器
缓存器
↓↑
计算机
间接控制
→ D/A
计算机系统
射频脉冲的控制：
RF存储器
RF DAC
RF数据锁存储器
数据寄存器
RF地址计数器
RF脉冲控制部分原理框图
•
•
•
梯 度 线 圈
梯度场强
• 梯度场强是指单位长度内 磁场强度的差别，通常用 每米长度内磁场强度差别 的毫特斯拉-梯度场；
•
有效梯度场两端的磁
场强度差值除以梯度场施
加方梯向度场上强有示效意图梯度场的范 围（长度）即表示梯度场
强，即：
•
梯度场强（mT/M）＝
梯度场两端的磁场强度差
值/梯度场的长度
• 切换率（slew rate）是指 单位时间及单位长度内的 梯度磁场强度变化量，常 用每秒每米长度内磁场强 度变化的毫特斯拉量 （mT/M.S）来表示，切换 率越高表明梯度磁场变化 越快，也即梯度线圈通电 后梯度磁场达到预设值所 需要时间（爬升时间）越 短
磁共振成像技术在以下几个方面取得很大进 展：
•
1.回波平面成像（echoplannar maging,EPI），使MR 的成像时间大大缩短，可在100～200ms内得到高分 辨率的图像（像素宽度＜1.5mm＝。分辨率较低的 图像（像素宽度＞3mm）只需50ms就可得到。
2.磁共振血管造影（magnetic esonance angiography，MRA），不需要造影剂即可得到血管 造影像，优于CT和X线血管造影。还有磁共振的灌 注和渗透加权成像，不仅提供了人体组织器官形态 方面的信息，还提供了功能方面的信息。
高场）
梯度磁场系统
• 梯度磁场系统是由梯度线圈、梯度控制器、数模转换器 （DAC)、梯度放大器、梯度冷却系统等部分组成。是 电流通过一定形状的结构线圈产生的 。它是脉冲式的， 需要一定的电路组成，组成电路框图如下图所示：
反馈
控制部分 → 预驱动 → 功率驱动 → 线圈
↑
↑
高压控制 → 高压开关
•3 •4 •5
磁共振成像技术优秀课件
磁共振的现状
• 磁共振成像技术（核磁共 振，MRI）是与CT几乎同 步发展起来的医学成像技 术。MRI作为最先进的影 像检查技术之一，在许多 方面有其独到的优势，尤 其是近年来高场磁共振超 快速成像与功能成像的出 现，使得MRI的优势更为 明显。但是，由于国情所 限，MRI远没有CT普及， 实际工作中，大量的病例 本应首选MRI检查，却都 进行了CT检查，因此造成 的误诊及漏诊屡见不鲜。
线电波），就如同收音机的天线。 • 有的线圈可同时作为发射线圈和接受线圈，。大
部分表面线圈只能作为接受线圈，而由体线圈来 承担发射线圈的功能。
发射线圈
• 发射线圈所发射的射频脉冲的能量与其强度和持 续时间有关。
• 现代新型的发射线圈由高功率射频放大器供能， 所发射的射频脉冲强度增大，因而所需要的持续 时间缩短，加快了MRI的采集速度
其方向与梯度线圈所产生的磁场相反） • 因此涡流补偿可以通过RC电路使梯度脉冲电流产
生畸变；也可以利用有缘梯度磁场屏蔽 即安放第 二组梯度线圈，与原梯度线圈同轴，但电流方向 相反，电流同时通断。
射频系统
• 脉冲线圈有发射线圈和接收线圈之分。 • 发射线圈发射射频脉冲（无线电波）激发人体内
的质子发生共振，就如同电台的发射天线； • 接收线圈接收人体内发出的MR信号（也是一种无
• 切换率＝梯度场预定强度 /t（梯度场增高到预定值 所需的时间）
梯度场切换率示意图
涡流
• 由于梯度线圈周围存在导体。当梯度电流导通或 切断时，变化的磁场在周围导体中感应出感生电 流，此感生电流在金属体内环形流动，成为涡流。
• 涡流产生的热量成为涡流损耗。 • 涡流的强度与磁场变化率成正比。 • 涡流会消弱梯度场强（涡流也会产生变化磁场，
射频系 统
主磁体
主磁体系统
性能参数：磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定 性、磁体有效孔径
永磁体
有永久磁铁的磁砖拼砌 而成
常导磁体 （目前基本淘汰）
根据电流产生磁场的原 理设计
超导磁体
利用某些超导体对电流几
乎没有阻力，而不产生热
量的性质制成
场强的选择：应用型MRI设备(低、中场)、应用
兼研究MRI设备（高场）、研究型MRI设备（超
接收线圈
• 接收线圈离检查部位越近，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，因而各 产家开发了多种适用于各检查部位的专用表面线 圈，如心脏线圈、肩关节线圈、直肠内线圈、脊 柱线圈等。
计算机系统
→ → 射频发射
射频线圈
射频接收
→ 梯度
形成
梯度放大 与线圈
阵列机AP
↓↑
↑↑ 计
射频控制
3.磁共振成像介入，有良好的组织对比 度，可以精确地区分病灶的界面、确定目标； 亚毫米级空间分辨率便于病灶定位和介入引 导；多层和三维空间成像允许全方位地观察 重要的解剖结构；快和超快速的成像序列能 够对生理运动、介入器具和介入引起的变化 进行近似实时的观察。 4.消除伪影的技术，如空间预饱和、梯度磁 矩衡消和快速成像等技术，可有效消除人体 的生理运动如呼吸、血流、脑脊液脉动、心 脏跳动、胃肠蠕动等引起的磁共振图像的伪 影。
•
编 码（ 。）
进 行 流
（ ） 进 行 流
（ ） 施 加 扩
波 ）（ ；）
产 生
2
编 码（ຫໍສະໝຸດ Baidu；）
进 行
1
主 要 作 用 有
强主的梯 和要硬度 切性件线 换能之圈 率指一是
MRI
MRI
MR
动动散 液补加 体偿权 的；梯 流度 速场 相；
回 波 （ 梯 度 回
：
信 号 的 空 间 定
位
位
标。 包梯 括度仪 梯线最 度圈重 场的要
膜转移瘤的磁共振成像表现
六五四三二一
、、、、、、磁
代 谢 、
心 血 管
任 意 方
图 像 对
多 种 图
无 损 伤
共 振
功成位比像性成
能 成 像
像 无 须
断 层 。
度 高 。
类 型 。
检 查 。
像 的
。造
特
影
点
剂 增
：
强
•
下图是通用磁共振统框图：
其它辅 助系统
目录
主磁体 系统
磁共振
梯度磁 场系统
计算机 系统