MRI原理及设备概要
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5、化学位移的伪影：磁场强度↑共振频率↑化学位移的伪影↑
磁场均匀性
磁场均匀度在很大程度上决定着图像质量的好坏！可引起图 像的信噪比（S/N）、空间分辨力（SR)和有效视野（FOV） 的几何变形。 常用磁场不均匀度（ppm）衡量。 磁场均匀度越差，几何变形越大。 （ ppm，百万分之一）
Leabharlann Baidu
分类
按成像范围分类
1、试验用；2、局部；3、全身MRI设备
1、永磁型；2、常导型；3、超导型 低、中、高、超高 诊断用；介入治疗专用；外科术前定位和计划制定用；阴道 超声聚焦肿瘤治疗MRI设备；放疗定位MRI设备。
按住磁场分类
按住磁场强度分类
按临场应用分类
结构
主要由主磁体、梯度线圈、RF线圈、计算机与控制 台和检查床等组成
主要特点及临床应用
特点
1、无电离辐射危害 2、多参数成像 3、高对比成像 4、MRI设备具有任意方向断层的能力 5、无须使用对比剂直接显示心脏和血管结构 6、无骨伪影干扰，后颅凹显示清楚。 7、可进行功能、组织化学和生物化学方面的研究
临床应用的局限性
1、成像速度慢 2、对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感 3、禁忌症较多 4、图像易受多种伪影影响
高斯线分布（P302) 超导磁体外形
超导磁体的内部结构
由容器、浸泡在液氦中的超导线圈、底座以及顶部的输液管 口、气体蒸发通道、电流引线等组成。
超导磁体特性：
场强高；稳定性和均匀度好；可开发更的的
临床应用功能；缺点是技术复杂、成本高。
磁共振成像系统的质量保证体系
磁屏蔽、射频屏蔽、冷水系统、空调系统，电源系统等外围
磁场的稳定性 受磁体附近铁磁性物质、环境温度、匀场电源飘逸等因素 的影响，磁场的均匀性或B0也会发生变化，即磁场漂移。 保证图像的一致性和可重复性的重要指标。1~2小时内，磁 场漂移应小于2ppm，1~8小时，10ppm。
主磁体
永久磁体
材料：铁氧体或钕铁 结构：环形或轭形 特点：造价低，场强最大0.1~
设备构成了磁共振成像系统的保障体系，
磁场与环境的相互影响： 磁体所产生的磁场，向空间各个方向散布，称为杂散磁场。 它的强弱与空间位置有关。常用等高斯线图来形象地表示杂 散磁场的上述分布。
磁共振成像磁场对环境的影响
当杂散磁场的场强达到一定程度时，可能干扰周围环境中磁敏
感性强的设备，影响正常工作。这种影响通常在 5 高斯线内区
RF电磁波停止激励时，吸收了能量的原子核 又会把这部分能量释放出来，即发射MR信号。
第一节 概述
一、历史
1946 年美国哈佛大学的 E。珀塞尔及斯坦福大学的 F。Bloch
领导的两个研究小组各自独立地发现了磁共振现象，由此珀塞
尔和 Bloch 共同获得 1952 年诺贝尔物理学奖。
1971 年美国纽约州立大学的 R。Damadian 利用磁共振波谱仪 对小鼠研究发现，癌变组织的 T1，T2 弛豫时间值比正常组织长。 1972 年美国纽约州立大学的劳伯特提出了重建 mri 图象的方法， 把 mri 原理和空间各点的编码技术结合，用一定的方法使空间 各点磁场强度有规律的变化。
域非常明显。
杂散磁场对部分医疗设备的影响
设备种类 小电机、钟表、照相机、 信用卡、磁盘等数据载体 电视系统、图像显示终 端、计算机磁盘驱动器 心脏起搏器 最大磁 距磁体中心的最小距离(M) 场强度 0.5T 1.5T (mT) X,y 向 Z 向 X,y 向 Z 向 3 1 0.5 3.5 5 6.5 10.5 4.5 6.5 8 13.5 5 7 9 15.5 6.2 9 11.5 19.5
第十二章
医用磁共振成像设备
磁共振成像
磁共振的含义： 磁：成像的靶子和整个成像过程离不开 磁场。 共振：成像靶子主要为 H（奇数）的能 量吸收与释放过程，即磁共振现 象。 成像：对成像物体进行空间的编码。三 维。
MR的基本原理
当处于磁场中的物质受到射频（RF）电磁波的 激励时，如果RF电磁波的频率与磁场强度的关系满 足拉莫尔方程，则组成物质的一些原子核会发生共 振，即MR。 此时，原子核吸收了RF电磁波的能量；当
主磁体
超导磁体 材料：铌和钛的合金（
0.1 毫米 30 条直径埋 在 2 毫米的铜导线中作为超导导线） 结构：四或六线圈，或螺线管 冷却剂：液氮、液氦 匀场：有源匀场、无源匀场 特点：场强高、稳定性好、均匀度好、但技 术复杂、成本高
超导磁体
磁体孔内外径之 间依次安放超导 线圈、匀场线圈、 梯度线圈和射频 线圈。
0.4T 、功率小、 维护费用低、安装面积相对小，可做成开放 式磁体（便于介入治疗） 均匀度欠佳、稳定 性易受温度变化（需恒温，32.5°高于室温）
主磁体
常导磁体 材料：铜或铝
结构：亥姆赫兹线圈
（四线圈或六线圈） 特点：场强（空气冷
距离=半径
0.15T，水冷 0.2T）,磁体的屏蔽非常重要、造价 低、不用时可以停电，不能满足中 高场及高均匀度的要求。
主磁体
低场：≦
0.3T 中场：0.3T～1.0T 高场：＞1.0T
性能指标
磁场强度 MRI设备的静磁场强度
磁场强度的高低对图像质量的影响： 1、对信噪比的影响：磁场强度↑，信号强度↑，信噪比↑。但不呈线性。 2、对对比度的影响：磁场强度↑，T1变长，必须加长TR才能获得高对 比度的T1图像；对T2影响不大。 3、化学位移产生的影响：磁场强度↑，化学位移↑。 4、体动的伪影：磁场强度↑，共振频率↑，自旋↑，相同的体动的相位漂 移↑，体动伪影↑。 无论体动发生在哪个方向，造成的伪影一定在相位方向。
1973 年美国纽约州立大学的 Lauterbur 利用梯度磁场进行空间
定位，获得两个充水试管的第一幅磁共振图像。
1978 年英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像。 1980 年磁共振开始应用于临床。 1984 年磁共振获得美国食品药物管理局正式批准应用于临 床。 MRI技术得到很大发展 EPI技术、单次激发EPI、磁共振血管成像、FMRI技术、 磁共振介入
磁场均匀性
磁场均匀度在很大程度上决定着图像质量的好坏！可引起图 像的信噪比（S/N）、空间分辨力（SR)和有效视野（FOV） 的几何变形。 常用磁场不均匀度（ppm）衡量。 磁场均匀度越差，几何变形越大。 （ ppm，百万分之一）
Leabharlann Baidu
分类
按成像范围分类
1、试验用；2、局部；3、全身MRI设备
1、永磁型；2、常导型；3、超导型 低、中、高、超高 诊断用；介入治疗专用；外科术前定位和计划制定用；阴道 超声聚焦肿瘤治疗MRI设备；放疗定位MRI设备。
按住磁场分类
按住磁场强度分类
按临场应用分类
结构
主要由主磁体、梯度线圈、RF线圈、计算机与控制 台和检查床等组成
主要特点及临床应用
特点
1、无电离辐射危害 2、多参数成像 3、高对比成像 4、MRI设备具有任意方向断层的能力 5、无须使用对比剂直接显示心脏和血管结构 6、无骨伪影干扰，后颅凹显示清楚。 7、可进行功能、组织化学和生物化学方面的研究
临床应用的局限性
1、成像速度慢 2、对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感 3、禁忌症较多 4、图像易受多种伪影影响
高斯线分布（P302) 超导磁体外形
超导磁体的内部结构
由容器、浸泡在液氦中的超导线圈、底座以及顶部的输液管 口、气体蒸发通道、电流引线等组成。
超导磁体特性：
场强高；稳定性和均匀度好；可开发更的的
临床应用功能；缺点是技术复杂、成本高。
磁共振成像系统的质量保证体系
磁屏蔽、射频屏蔽、冷水系统、空调系统，电源系统等外围
磁场的稳定性 受磁体附近铁磁性物质、环境温度、匀场电源飘逸等因素 的影响，磁场的均匀性或B0也会发生变化，即磁场漂移。 保证图像的一致性和可重复性的重要指标。1~2小时内，磁 场漂移应小于2ppm，1~8小时，10ppm。
主磁体
永久磁体
材料：铁氧体或钕铁 结构：环形或轭形 特点：造价低，场强最大0.1~
设备构成了磁共振成像系统的保障体系，
磁场与环境的相互影响： 磁体所产生的磁场，向空间各个方向散布，称为杂散磁场。 它的强弱与空间位置有关。常用等高斯线图来形象地表示杂 散磁场的上述分布。
磁共振成像磁场对环境的影响
当杂散磁场的场强达到一定程度时，可能干扰周围环境中磁敏
感性强的设备，影响正常工作。这种影响通常在 5 高斯线内区
RF电磁波停止激励时，吸收了能量的原子核 又会把这部分能量释放出来，即发射MR信号。
第一节 概述
一、历史
1946 年美国哈佛大学的 E。珀塞尔及斯坦福大学的 F。Bloch
领导的两个研究小组各自独立地发现了磁共振现象，由此珀塞
尔和 Bloch 共同获得 1952 年诺贝尔物理学奖。
1971 年美国纽约州立大学的 R。Damadian 利用磁共振波谱仪 对小鼠研究发现，癌变组织的 T1，T2 弛豫时间值比正常组织长。 1972 年美国纽约州立大学的劳伯特提出了重建 mri 图象的方法， 把 mri 原理和空间各点的编码技术结合，用一定的方法使空间 各点磁场强度有规律的变化。
域非常明显。
杂散磁场对部分医疗设备的影响
设备种类 小电机、钟表、照相机、 信用卡、磁盘等数据载体 电视系统、图像显示终 端、计算机磁盘驱动器 心脏起搏器 最大磁 距磁体中心的最小距离(M) 场强度 0.5T 1.5T (mT) X,y 向 Z 向 X,y 向 Z 向 3 1 0.5 3.5 5 6.5 10.5 4.5 6.5 8 13.5 5 7 9 15.5 6.2 9 11.5 19.5
第十二章
医用磁共振成像设备
磁共振成像
磁共振的含义： 磁：成像的靶子和整个成像过程离不开 磁场。 共振：成像靶子主要为 H（奇数）的能 量吸收与释放过程，即磁共振现 象。 成像：对成像物体进行空间的编码。三 维。
MR的基本原理
当处于磁场中的物质受到射频（RF）电磁波的 激励时，如果RF电磁波的频率与磁场强度的关系满 足拉莫尔方程，则组成物质的一些原子核会发生共 振，即MR。 此时，原子核吸收了RF电磁波的能量；当
主磁体
超导磁体 材料：铌和钛的合金（
0.1 毫米 30 条直径埋 在 2 毫米的铜导线中作为超导导线） 结构：四或六线圈，或螺线管 冷却剂：液氮、液氦 匀场：有源匀场、无源匀场 特点：场强高、稳定性好、均匀度好、但技 术复杂、成本高
超导磁体
磁体孔内外径之 间依次安放超导 线圈、匀场线圈、 梯度线圈和射频 线圈。
0.4T 、功率小、 维护费用低、安装面积相对小，可做成开放 式磁体（便于介入治疗） 均匀度欠佳、稳定 性易受温度变化（需恒温，32.5°高于室温）
主磁体
常导磁体 材料：铜或铝
结构：亥姆赫兹线圈
（四线圈或六线圈） 特点：场强（空气冷
距离=半径
0.15T，水冷 0.2T）,磁体的屏蔽非常重要、造价 低、不用时可以停电，不能满足中 高场及高均匀度的要求。
主磁体
低场：≦
0.3T 中场：0.3T～1.0T 高场：＞1.0T
性能指标
磁场强度 MRI设备的静磁场强度
磁场强度的高低对图像质量的影响： 1、对信噪比的影响：磁场强度↑，信号强度↑，信噪比↑。但不呈线性。 2、对对比度的影响：磁场强度↑，T1变长，必须加长TR才能获得高对 比度的T1图像；对T2影响不大。 3、化学位移产生的影响：磁场强度↑，化学位移↑。 4、体动的伪影：磁场强度↑，共振频率↑，自旋↑，相同的体动的相位漂 移↑，体动伪影↑。 无论体动发生在哪个方向，造成的伪影一定在相位方向。
1973 年美国纽约州立大学的 Lauterbur 利用梯度磁场进行空间
定位，获得两个充水试管的第一幅磁共振图像。
1978 年英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像。 1980 年磁共振开始应用于临床。 1984 年磁共振获得美国食品药物管理局正式批准应用于临 床。 MRI技术得到很大发展 EPI技术、单次激发EPI、磁共振血管成像、FMRI技术、 磁共振介入