MRI原理及设备汇总

距磁体中心的最小距离 (M)
0.5T
1.5T
X,y 向 Z 向 X,y 向 Z 向
3.5 4.5
5
6.2
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：成像的靶来自百度文库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。
距离=半径
? 特点：场强（空气冷 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
? 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
? 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~ 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）
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 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
此时，原子核吸收了 RF电磁波的能量；当 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。
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。
超导磁体外形
高斯线分布（P302)
? 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。
? 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。
? 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
? 磁场均匀度越差，几何变形越大。 ? （ ppm，百万分之一）
? 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
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。
? 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。
? 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
分类
? 按成像范围分类
? 1、试验用；2、局部；3、全身MRI设备
? 按住磁场分类
? 1、永磁型；2、常导型；3、超导型
? 按住磁场强度分类
? 低、中、高、超高
? 按临场应用分类
EPI技术、单次激发EPI、磁共振血管成像、FMRI技术、 磁共振介入
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
? 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。
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
? 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
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
域非常明显。
杂散磁场对部分医疗设备的影响
最大磁
设备种类
场强度
(mT)
小电机、钟表、照相机、 信用卡、磁盘等数据载体
3
电视 系 统 、 图 像 显 示 终 端、计算机磁盘驱动器
1
心脏起搏器
0.5