MRI概述-1課件

1、Chapter 13 MRI（Magnetic Resonance Imaging）設(shè)備設(shè)備 1 1 概述概述 萬東醫(yī)療萬東醫(yī)療i-Open 0.36T 磁共振成像系統(tǒng)磁共振成像系統(tǒng) n日立公司日立公司-AIRIS磁共振系統(tǒng)磁共振系統(tǒng),前方前方210度、后方度、后方70度的開放度的開放空間。機(jī)架的開放形式不僅解決了超導(dǎo)空間。機(jī)架的開放形式不僅解決了超導(dǎo)MRI的噪音和壓抑感的噪音和壓抑感的困擾，操作者還可以從多個(gè)不同方向同時(shí)接近磁場中心，的困擾，操作者還可以從多個(gè)不同方向同時(shí)接近磁場中心，為正在興起的為正在興起的MR介入治療及手術(shù)室介入治療及手術(shù)室MRI提供了理想的平臺。提供了理想的平臺。 一、

2、核磁共振成像技術(shù)發(fā)展簡史一、核磁共振成像技術(shù)發(fā)展簡史n1946：布洛赫（：布洛赫（F.Bloch）領(lǐng)導(dǎo)的斯坦福大）領(lǐng)導(dǎo)的斯坦福大學(xué)研究小組和伯塞爾（學(xué)研究小組和伯塞爾（E.Purcell）領(lǐng)導(dǎo)的哈）領(lǐng)導(dǎo)的哈佛大學(xué)研究小組分別在水與石蠟中獨(dú)立地觀佛大學(xué)研究小組分別在水與石蠟中獨(dú)立地觀察到察到MR現(xiàn)象現(xiàn)象.因此，在因此，在1952年布洛赫和伯塞年布洛赫和伯塞爾共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。爾共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。n1967：第一次用：第一次用MRI設(shè)備測試人體活體。設(shè)備測試人體活體。n1971：達(dá)馬?。ǎ哼_(dá)馬?。―amadian）發(fā)現(xiàn)了）發(fā)現(xiàn)了MRI的的一個(gè)重要參數(shù)一個(gè)重要參數(shù)T1。腫瘤組織的。腫

3、瘤組織的T1值遠(yuǎn)大于值遠(yuǎn)大于相應(yīng)正常組織的相應(yīng)正常組織的T1值。值。 (T1大，圖象暗大，圖象暗)n1973年，受年，受CT圖像重建的啟示，紐約州立大圖像重建的啟示，紐約州立大學(xué)的勞特布爾（學(xué)的勞特布爾（Lauterbur）在）在Nature雜志上發(fā)表了雜志上發(fā)表了MRI設(shè)備空間定位方法。設(shè)備空間定位方法。n1974年，曼斯菲爾德（年，曼斯菲爾德（Mansfield）研究出脈）研究出脈沖梯度法選擇成像斷層的方法。沖梯度法選擇成像斷層的方法。n1975年，恩斯特（年，恩斯特（Ernst）研究出相位編碼的）研究出相位編碼的成像方法。成像方法。n1977年，愛特斯坦（年，愛特斯坦（Edelstein

4、）、赫切遜）、赫切遜（Hutchison）等研究出自旋扭曲（）等研究出自旋扭曲（Spin Warp）成像法。）成像法。n1977年，達(dá)馬丁完成了首例動(dòng)物活體腫瘤年，達(dá)馬丁完成了首例動(dòng)物活體腫瘤檢測成像，并獲得首張人體活體檢測成像，并獲得首張人體活體MRI設(shè)備設(shè)備圖像。圖像。n1980年，阿勃亭（年，阿勃亭（Aberdeen）領(lǐng)導(dǎo)的研究）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)表了利用二維傅立葉變換對圖像進(jìn)小組發(fā)表了利用二維傅立葉變換對圖像進(jìn)行重建的成像方法。該成像方法效率高、行重建的成像方法。該成像方法效率高、功能多、形成的圖像分辨力高、偽影小，功能多、形成的圖像分辨力高、偽影小，目前醫(yī)用目前醫(yī)用MRI設(shè)備均采用該算

5、法。設(shè)備均采用該算法。n1983年，年，MRI設(shè)備進(jìn)入市場。設(shè)備進(jìn)入市場。 二、主要特點(diǎn)及臨床應(yīng)用二、主要特點(diǎn)及臨床應(yīng)用（一）一）MRI設(shè)備的特點(diǎn)為：設(shè)備的特點(diǎn)為：、多參數(shù)成像，可提供豐富的診斷信息、多參數(shù)成像，可提供豐富的診斷信息 氫核（質(zhì)子）密度氫核（質(zhì)子）密度 、縱向弛豫時(shí)間、縱向弛豫時(shí)間T1、橫向弛像時(shí)間、橫向弛像時(shí)間T2以及體內(nèi)以及體內(nèi)液體的流速液體的流速V、化學(xué)位移、化學(xué)位移等。等。、人體氫核含量高，高對比成像、人體氫核含量高，高對比成像 人體含有占體重人體含有占體重70以上的水。這些水中的氫核是磁共振信號的主要以上的水。這些水中的氫核是磁共振信號的主要來源，其余信號來自脂肪、蛋白

6、質(zhì)和其他化合物中的氫質(zhì)子。來源，其余信號來自脂肪、蛋白質(zhì)和其他化合物中的氫質(zhì)子。 、任意方位體層、三維成像、任意方位體層、三維成像橫斷面、冠狀面、矢狀面、任意斜位多個(gè)方位的成像，三維立體空間橫斷面、冠狀面、矢狀面、任意斜位多個(gè)方位的成像，三維立體空間上觀察人體上觀察人體 。4 4、高的組織學(xué)、分子學(xué)特征、高的組織學(xué)、分子學(xué)特征 nMRIMRI不僅能顯示人體解剖及病理變化的影像學(xué)細(xì)節(jié)，不僅能顯示人體解剖及病理變化的影像學(xué)細(xì)節(jié)，磁共振波譜分析還可提供有關(guān)分子水平診斷信息。磁共振波譜分析還可提供有關(guān)分子水平診斷信息。n任何生物組織在發(fā)生結(jié)構(gòu)變化之前，首先要經(jīng)過任何生物組織在發(fā)生結(jié)構(gòu)變化之前，首先要經(jīng)

7、過復(fù)雜的化學(xué)變化，然后才發(fā)生功能改變和組織學(xué)復(fù)雜的化學(xué)變化，然后才發(fā)生功能改變和組織學(xué)異常。異常。MRIMRI使疾病的診斷深入到分子生物學(xué)和組織使疾病的診斷深入到分子生物學(xué)和組織學(xué)的水平。學(xué)的水平。n通過通過MRIMRI的研究可以洞察組織器官的能量代謝情況。的研究可以洞察組織器官的能量代謝情況。MRIMRI是目前唯一能對人體的組織代謝、生化環(huán)境及是目前唯一能對人體的組織代謝、生化環(huán)境及化合物進(jìn)行定量分析的無創(chuàng)傷性方法?；衔镞M(jìn)行定量分析的無創(chuàng)傷性方法。 5、多種特殊成像、多種特殊成像 如各種血管成像，水、脂成像、腦功能成像等。如各種血管成像，水、脂成像、腦功能成像等。MRIMRI無需注射對比劑

8、即可顯示心臟和某些血管的結(jié)無需注射對比劑即可顯示心臟和某些血管的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。、較高的成像速度、較高的成像速度 雖然目前大多數(shù)磁共振成像速度還不十分快雖然目前大多數(shù)磁共振成像速度還不十分快, ,但新但新的快速成像序列技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)的快速成像序列技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn), ,其高速其高速M(fèi)RIMRI設(shè)備的設(shè)備的成像速度已經(jīng)超過了螺旋成像速度已經(jīng)超過了螺旋CTCT。 、無電離輻射、無電離輻射、高額的運(yùn)行、檢查費(fèi)用。、高額的運(yùn)行、檢查費(fèi)用。 （二）磁共振成像的主要臨床應(yīng)用（二）磁共振成像的主要臨床應(yīng)用1 1MRI 磁共振成像在臨床上的應(yīng)用磁共振成像在臨床上的應(yīng)用：各種參數(shù)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)圖像，用以區(qū)別不同各種參數(shù)的解剖學(xué)

9、結(jié)構(gòu)圖像，用以區(qū)別不同器官、組織；器官、組織；MRI可利用被檢組織的物理和生物化學(xué)特性可利用被檢組織的物理和生物化學(xué)特性作組織特性的評價(jià)；作組織特性的評價(jià)；通過流動(dòng)效應(yīng)來評價(jià)血流和腦脊液的流動(dòng)，通過流動(dòng)效應(yīng)來評價(jià)血流和腦脊液的流動(dòng)，可精確測定血液的流速、分布等特征?？删_測定血液的流速、分布等特征。 2 2磁共振波譜分析磁共振波譜分析（magnetic resonance spectroscopy, MRS） 目前檢測體內(nèi)化學(xué)成分唯一的無創(chuàng)性目前檢測體內(nèi)化學(xué)成分唯一的無創(chuàng)性手段，可精確測定很小單元體積內(nèi)組織特手段，可精確測定很小單元體積內(nèi)組織特定成分的含量。定成分的含量。 MRS 在高均勻性的

10、強(qiáng)磁場中，利用在高均勻性的強(qiáng)磁場中，利用化學(xué)位移對應(yīng)的頻譜分析，能揭示組織內(nèi)化學(xué)位移對應(yīng)的頻譜分析，能揭示組織內(nèi)生理、生化生理、生化(蛋白質(zhì)等蛋白質(zhì)等)的情況。的情況。（）磁共振波譜：（）磁共振波譜：將磁共振信號，經(jīng)傅立葉將磁共振信號，經(jīng)傅立葉公式轉(zhuǎn)換成頻率公式轉(zhuǎn)換成頻率(波譜波譜)作為診斷手段的檢查作為診斷手段的檢查方法。方法。 與磁共振成像不同的是磁共振波譜主要與磁共振成像不同的是磁共振波譜主要檢測的是組織內(nèi)的一些化合物和代謝物的檢測的是組織內(nèi)的一些化合物和代謝物的含量以及它們的濃度。含量以及它們的濃度。 由于各組織中的原子核質(zhì)子是以一定的由于各組織中的原子核質(zhì)子是以一定的化合物的形式存在

11、化合物的形式存在. .在一定的化學(xué)環(huán)境下這在一定的化學(xué)環(huán)境下這些化合物或代謝物有一定的化學(xué)位移，并在些化合物或代謝物有一定的化學(xué)位移，并在磁共振波譜中的峰值都會(huì)有微小變化，它們磁共振波譜中的峰值都會(huì)有微小變化，它們的峰值和化學(xué)濃度的微小變化經(jīng)磁共振掃描的峰值和化學(xué)濃度的微小變化經(jīng)磁共振掃描儀采集，使其轉(zhuǎn)化為數(shù)值波譜。這些化學(xué)信儀采集，使其轉(zhuǎn)化為數(shù)值波譜。這些化學(xué)信息代表組織或體液中相應(yīng)代謝物的濃度，反息代表組織或體液中相應(yīng)代謝物的濃度，反映組織細(xì)胞的代謝狀況。即磁共振波譜是從映組織細(xì)胞的代謝狀況。即磁共振波譜是從組織細(xì)胞代謝方面來表達(dá)其病理改變的。組織細(xì)胞代謝方面來表達(dá)其病理改變的。（）化學(xué)位

12、移：（）化學(xué)位移：n原子核周圍因素即所謂化學(xué)環(huán)境不同引起外原子核周圍因素即所謂化學(xué)環(huán)境不同引起外磁場或共振頻率的移動(dòng)這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位磁場或共振頻率的移動(dòng)這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移。移。3 3介入磁共振介入磁共振 n所謂介入所謂介入MRI，是在開放式，是在開放式MRI設(shè)備下實(shí)設(shè)備下實(shí)現(xiàn)精確定位及圖像引導(dǎo)，以達(dá)到某種診斷現(xiàn)精確定位及圖像引導(dǎo)，以達(dá)到某種診斷和治療目的的新技術(shù)。它的應(yīng)用范圍包括和治療目的的新技術(shù)。它的應(yīng)用范圍包括腦外科、骨科、普通外科及腫瘤科等。腦外科、骨科、普通外科及腫瘤科等。 （三）磁共振成像臨床應(yīng)用的禁忌與局限（三）磁共振成像臨床應(yīng)用的禁忌與局限1金屬異物：會(huì)產(chǎn)生金屬偽影。金屬異物

13、：會(huì)產(chǎn)生金屬偽影。 體內(nèi)（起搏器、介入留置夾、金屬關(guān)節(jié)、種體內(nèi)（起搏器、介入留置夾、金屬關(guān)節(jié)、種植牙、金屬節(jié)育環(huán)等），體外（假牙、假肢、金植牙、金屬節(jié)育環(huán)等），體外（假牙、假肢、金屬飾品、磁卡等）。屬飾品、磁卡等）。n磁共振檢查為何要求嚴(yán)格：磁共振檢查為何要求嚴(yán)格： 首先，含鐵磁性的置入物在磁場環(huán)境下受磁力首先，含鐵磁性的置入物在磁場環(huán)境下受磁力相互作用時(shí)，可出現(xiàn)移位和轉(zhuǎn)動(dòng)，其移動(dòng)程度與相互作用時(shí)，可出現(xiàn)移位和轉(zhuǎn)動(dòng)，其移動(dòng)程度與靜磁場的場強(qiáng)大小、空間梯度磁場的場強(qiáng)大小，靜磁場的場強(qiáng)大小、空間梯度磁場的場強(qiáng)大小，以及置入物的質(zhì)量、大小、形狀及其磁敏感性呈以及置入物的質(zhì)量、大小、形狀及其磁敏感性呈

14、正比。正比。 其次，具有生物電活動(dòng)或?qū)щ姴考纳镝t(yī)學(xué)其次，具有生物電活動(dòng)或?qū)щ姴考纳镝t(yī)學(xué)置入物及其附屬裝置會(huì)被誘導(dǎo)，產(chǎn)生局部較強(qiáng)電置入物及其附屬裝置會(huì)被誘導(dǎo)，產(chǎn)生局部較強(qiáng)電流，進(jìn)而有可能導(dǎo)致置入物過量加熱。流，進(jìn)而有可能導(dǎo)致置入物過量加熱。 例如，心臟起搏器、各類體內(nèi)神經(jīng)刺激裝置、例如，心臟起搏器、各類體內(nèi)神經(jīng)刺激裝置、體內(nèi)導(dǎo)絲等進(jìn)入磁場后，可導(dǎo)致患者不同程度的體內(nèi)導(dǎo)絲等進(jìn)入磁場后，可導(dǎo)致患者不同程度的燒傷。尤其是當(dāng)這些裝置具有一定幾何形狀，如燒傷。尤其是當(dāng)這些裝置具有一定幾何形狀，如呈環(huán)形或線圈樣，且靠近射頻發(fā)射源時(shí)，熱損傷呈環(huán)形或線圈樣，且靠近射頻發(fā)射源時(shí)，熱損傷更易發(fā)生。更易發(fā)生。

15、2早孕者早孕者(三個(gè)月內(nèi)三個(gè)月內(nèi)) 盡管目前尚無證據(jù)表明磁場對人體發(fā)育有盡管目前尚無證據(jù)表明磁場對人體發(fā)育有危害，但謹(jǐn)慎起見，對妊娠病人，尤其妊娠早危害，但謹(jǐn)慎起見，對妊娠病人，尤其妊娠早期必須慎重對待。期必須慎重對待。3不安靜者不安靜者(恐懼者、嬰幼兒、高危病人恐懼者、嬰幼兒、高危病人) MRI掃描時(shí)間較長，因此無法控制的不自掃描時(shí)間較長，因此無法控制的不自主運(yùn)動(dòng)及不合作的病人、重危病人需要生命監(jiān)主運(yùn)動(dòng)及不合作的病人、重危病人需要生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)和生命維持系統(tǒng)者（鐵磁物質(zhì)不能進(jìn)入護(hù)系統(tǒng)和生命維持系統(tǒng)者（鐵磁物質(zhì)不能進(jìn)入磁體機(jī)房），亦不能接受此項(xiàng)檢查。磁體機(jī)房），亦不能接受此項(xiàng)檢查。三、主要技術(shù)參

16、數(shù)三、主要技術(shù)參數(shù)1組織參數(shù)：組織參數(shù)： 它是人體的內(nèi)在信息參數(shù)。它是人體的內(nèi)在信息參數(shù)。 氫核（質(zhì)子）密度氫核（質(zhì)子）密度 縱向弛豫時(shí)間縱向弛豫時(shí)間T1橫向弛像時(shí)間橫向弛像時(shí)間T2體內(nèi)液體的流速體內(nèi)液體的流速V化學(xué)位移（化學(xué)位移（） n質(zhì)子密度質(zhì)子密度與與MR信號的強(qiáng)度成正比，它主信號的強(qiáng)度成正比，它主要反映欲觀察平面內(nèi)組織臟器的大小、范要反映欲觀察平面內(nèi)組織臟器的大小、范圍和位置。圍和位置。nTl、T2參數(shù)則含有豐富和敏感的生理、生參數(shù)則含有豐富和敏感的生理、生化信息?；畔ⅰ?2設(shè)備參數(shù)設(shè)備參數(shù) ：是成像所依賴的設(shè)備及成像過是成像所依賴的設(shè)備及成像過程的測量條件參數(shù)。程的測量條件參數(shù)。n

17、主要有磁場強(qiáng)度、梯度磁場強(qiáng)度和切換率、主要有磁場強(qiáng)度、梯度磁場強(qiáng)度和切換率、線圈特性（包含發(fā)射和接收）、測量條件。線圈特性（包含發(fā)射和接收）、測量條件。n重復(fù)時(shí)間（重復(fù)時(shí)間（time of repetition，TR）、回波、回波時(shí)間時(shí)間（time of echo，TE）和反轉(zhuǎn)時(shí)間和反轉(zhuǎn)時(shí)間（time of inversion，TI）決定圖像的性質(zhì)，決定圖像的性質(zhì)，即圖像的權(quán)重。即圖像的權(quán)重。n層厚、平均采樣次數(shù)、像素尺寸、有效視野層厚、平均采樣次數(shù)、像素尺寸、有效視野和層數(shù)決定掃描區(qū)域并控制圖像信號的密度。和層數(shù)決定掃描區(qū)域并控制圖像信號的密度。 四、發(fā)展趨勢四、發(fā)展趨勢1 1主磁體主磁體

18、n主磁體的發(fā)展趨勢是低磁場強(qiáng)度的開放和主磁體的發(fā)展趨勢是低磁場強(qiáng)度的開放和高磁場強(qiáng)度的性能改善。高磁場強(qiáng)度的性能改善。n國內(nèi)市場上的國內(nèi)市場上的MRI產(chǎn)品主要有兩種：場強(qiáng)產(chǎn)品主要有兩種：場強(qiáng)為為0.30.4的永磁的永磁MRI和場強(qiáng)在和場強(qiáng)在1.5以上的超導(dǎo)以上的超導(dǎo)MRI(78T)。n由于技術(shù)水平不高，國內(nèi)企業(yè)較多的生產(chǎn)由于技術(shù)水平不高，國內(nèi)企業(yè)較多的生產(chǎn)永磁永磁MRI，而跨國企業(yè)則在超導(dǎo)，而跨國企業(yè)則在超導(dǎo)MRI上優(yōu)上優(yōu)勢明顯。勢明顯。 (1)(1)在第在第20062006年年4 4月的月的5555屆中國國際醫(yī)療器屆中國國際醫(yī)療器械春季博覽會(huì)上，北京萬東醫(yī)療裝備股份械春季博覽會(huì)上，北京萬東醫(yī)

19、療裝備股份公司正式對外發(fā)布了其擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、公司正式對外發(fā)布了其擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、去年被評為中關(guān)村科技園海淀園經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新去年被評為中關(guān)村科技園海淀園經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新工程的國內(nèi)第一臺工程的國內(nèi)第一臺“永磁型超級開放永磁型超級開放0.360.36磁共振成像系統(tǒng)磁共振成像系統(tǒng)”。 (2)(2)新奧博為公司以推出世界首臺新奧博為公司以推出世界首臺0.450.45永永磁磁共振成像系統(tǒng)，一躍成為國內(nèi)磁共振生磁磁共振成像系統(tǒng)，一躍成為國內(nèi)磁共振生產(chǎn)企業(yè)中的一員新貴。（產(chǎn)企業(yè)中的一員新貴。（20032003年，由年，由8 8位歸位歸國博士創(chuàng)辦的美國博維技術(shù)有限公司與廊坊國博士創(chuàng)辦的美國博維技術(shù)有限公司與廊坊新奧集團(tuán)

20、聯(lián)合成立新奧博為公司。）新奧集團(tuán)聯(lián)合成立新奧博為公司。）n20062006年年7 7月月2323日，國內(nèi)首臺日，國內(nèi)首臺“MRIMRI圖像導(dǎo)航圖像導(dǎo)航介入治療系統(tǒng)介入治療系統(tǒng)”正式落戶北京協(xié)和醫(yī)院，正式落戶北京協(xié)和醫(yī)院，這標(biāo)志著我國自主科技創(chuàng)新的尖端科研成這標(biāo)志著我國自主科技創(chuàng)新的尖端科研成果在中國首次實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，可望成為中國果在中國首次實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，可望成為中國醫(yī)療領(lǐng)域的一大發(fā)展趨勢。醫(yī)療領(lǐng)域的一大發(fā)展趨勢。n“MRIMRI圖像導(dǎo)航介入治療系統(tǒng)圖像導(dǎo)航介入治療系統(tǒng)”主要是將手主要是將手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合到磁共振掃描機(jī)上，借助術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合到磁共振掃描機(jī)上，借助計(jì)算機(jī)處理手段，把手術(shù)器械（如穿刺針）

21、計(jì)算機(jī)處理手段，把手術(shù)器械（如穿刺針）的影像及其虛擬的進(jìn)入路線，投射到系統(tǒng)的影像及其虛擬的進(jìn)入路線，投射到系統(tǒng)實(shí)時(shí)成像的解剖圖像上，以達(dá)到準(zhǔn)確定位實(shí)時(shí)成像的解剖圖像上，以達(dá)到準(zhǔn)確定位和實(shí)時(shí)監(jiān)控。和實(shí)時(shí)監(jiān)控。 磁場強(qiáng)度大小對磁場強(qiáng)度大小對MRIMRI設(shè)備圖像質(zhì)量的影響：設(shè)備圖像質(zhì)量的影響：在信噪比方面，磁場強(qiáng)度越高，信號強(qiáng)度在信噪比方面，磁場強(qiáng)度越高，信號強(qiáng)度越大，信噪比越高（但不是線性關(guān)系）。越大，信噪比越高（但不是線性關(guān)系）。磁場強(qiáng)度高，掃描時(shí)間短。磁場強(qiáng)度高，掃描時(shí)間短。在圖像對比度方面，組織的在圖像對比度方面，組織的T1值隨磁場強(qiáng)值隨磁場強(qiáng)度增高而變大，度增高而變大，T1馳豫時(shí)間延長。當(dāng)

22、馳豫時(shí)間延長。當(dāng)TR為為固定值時(shí)，固定值時(shí)，T1圖像對比度反而下降，造成圖像對比度反而下降，造成T1圖像質(zhì)量下降圖像質(zhì)量下降 。2 2梯度磁場梯度磁場 ：影響：影響MRI設(shè)備的成像時(shí)間，也設(shè)備的成像時(shí)間，也決定圖像的最高空間分辨力。決定圖像的最高空間分辨力。n梯度切換時(shí)，變化的磁場在周圍導(dǎo)體中感梯度切換時(shí)，變化的磁場在周圍導(dǎo)體中感應(yīng)出圓形電流，稱為渦流。應(yīng)出圓形電流，稱為渦流。n這些渦流自身又產(chǎn)生變化的磁場，其方向這些渦流自身又產(chǎn)生變化的磁場，其方向與梯度線圈所產(chǎn)生的磁場相反。因此，渦與梯度線圈所產(chǎn)生的磁場相反。因此，渦流會(huì)抵消和削弱梯度場，使梯度場波形畸流會(huì)抵消和削弱梯度場，使梯度場波形畸變

23、，圖像質(zhì)量下降；變，圖像質(zhì)量下降； 3 3接收線圈接收線圈 ：提高接收線圈的效率和進(jìn)一：提高接收線圈的效率和進(jìn)一步增加陣列線圈，將成為步增加陣列線圈，將成為MRI設(shè)備臨床中設(shè)備臨床中的最大需要。改進(jìn)接收線圈，使其能滿足的最大需要。改進(jìn)接收線圈，使其能滿足介入治療的需要。介入治療的需要。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化五、分類及構(gòu)成五、分類及構(gòu)成n分類：臨床應(yīng)用型和臨床研究分類：臨床應(yīng)用型和臨床研究n構(gòu)成：構(gòu)成：磁體系統(tǒng)磁體系統(tǒng)譜儀系統(tǒng)譜儀系統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖像重建和顯示系統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖像重建和顯示系統(tǒng)配套的附屬裝置組成配套的附屬裝置組成 （一）磁體系統(tǒng)（一）磁體系統(tǒng) n由主磁體、均場線圈、梯度線圈、和射由主磁體、

24、均場線圈、梯度線圈、和射頻線圈組成，是磁共振發(fā)生和產(chǎn)生信號頻線圈組成，是磁共振發(fā)生和產(chǎn)生信號的主體部分。的主體部分。1.1.主磁體主磁體 n主磁場的作用是產(chǎn)生靜態(tài)磁場。磁場強(qiáng)主磁場的作用是產(chǎn)生靜態(tài)磁場。磁場強(qiáng)度、磁場均勻度和磁場穩(wěn)定度是衡量磁度、磁場均勻度和磁場穩(wěn)定度是衡量磁體性能的三大要素。體性能的三大要素。n常見的磁體有常導(dǎo)磁體、超導(dǎo)磁體和永常見的磁體有常導(dǎo)磁體、超導(dǎo)磁體和永磁體三類。磁體三類。 2 2梯度磁場梯度磁場：包括梯度線圈和梯度發(fā)生系：包括梯度線圈和梯度發(fā)生系統(tǒng)。統(tǒng)。n梯度線圈是裝在磁體內(nèi)用于產(chǎn)生梯度線圈是裝在磁體內(nèi)用于產(chǎn)生x、y、z三三維空間線性變化的梯度磁場的，是三個(gè)正維空間

25、線性變化的梯度磁場的，是三個(gè)正交的直流線圈。交的直流線圈。 3 3射頻磁場射頻磁場：包括射頻線圈和射頻發(fā)生系統(tǒng)。：包括射頻線圈和射頻發(fā)生系統(tǒng)。n射頻線圈裝在主磁體梯度線圈內(nèi)徑和成像射頻線圈裝在主磁體梯度線圈內(nèi)徑和成像體的外徑之間。產(chǎn)生的射頻場與主磁場垂體的外徑之間。產(chǎn)生的射頻場與主磁場垂直，主要用于激勵(lì)核子出現(xiàn)共振現(xiàn)象（或直，主要用于激勵(lì)核子出現(xiàn)共振現(xiàn)象（或接收信號）。接收信號）。 4 4勻場磁場勻場磁場 n勻場磁場由墊補(bǔ)線圈（或稱校正線圈）產(chǎn)勻場磁場由墊補(bǔ)線圈（或稱校正線圈）產(chǎn)生，是常導(dǎo)或超導(dǎo)材料繞制的較小電流線生，是常導(dǎo)或超導(dǎo)材料繞制的較小電流線圈，用于提供輔助磁場以補(bǔ)償磁共振系統(tǒng)圈，用于

26、提供輔助磁場以補(bǔ)償磁共振系統(tǒng)中主磁場的不均勻性。也可用鐵片進(jìn)行勻中主磁場的不均勻性。也可用鐵片進(jìn)行勻場。場。（二）譜儀系統(tǒng)（二）譜儀系統(tǒng)它是整個(gè)它是整個(gè)MRI設(shè)備的控制核心。其作用為：設(shè)備的控制核心。其作用為：1. 根據(jù)計(jì)算機(jī)控制臺提供的脈沖序列參數(shù)，產(chǎn)根據(jù)計(jì)算機(jī)控制臺提供的脈沖序列參數(shù)，產(chǎn)生序列脈沖并將其輸出到梯度功率放大器和生序列脈沖并將其輸出到梯度功率放大器和射頻功率放大器進(jìn)行脈沖功率的放大。射頻功率放大器進(jìn)行脈沖功率的放大。2. 對接收線圈接收到的對接收線圈接收到的MR信號經(jīng)由前置放大信號經(jīng)由前置放大器（簡稱前放）放大后進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并器（簡稱前放）放大后進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的

27、數(shù)據(jù)送往計(jì)算機(jī)控制臺的主機(jī)進(jìn)將采集到的數(shù)據(jù)送往計(jì)算機(jī)控制臺的主機(jī)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的處理、圖像的重建、顯示等。行原始數(shù)據(jù)的處理、圖像的重建、顯示等。（三）計(jì)算機(jī)圖像重建系統(tǒng)（三）計(jì)算機(jī)圖像重建系統(tǒng)n計(jì)算機(jī)控制臺的主機(jī)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)存儲、計(jì)算機(jī)控制臺的主機(jī)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)存儲、處理、圖像的重建及顯示，最后將處理、圖像的重建及顯示，最后將MRI圖像送到輸出設(shè)備如激光照相機(jī)進(jìn)行硬圖像送到輸出設(shè)備如激光照相機(jī)進(jìn)行硬拷貝輸出。拷貝輸出。（四）附屬裝置（四）附屬裝置MRI設(shè)備還需要許多附屬裝置共同參與，設(shè)備還需要許多附屬裝置共同參與，如磁屏蔽體、射頻屏蔽體、冷水機(jī)組、不如磁屏蔽體、射頻屏蔽體、冷水機(jī)組、不間斷電源、空

28、調(diào)機(jī)以及超導(dǎo)磁體的低溫保間斷電源、空調(diào)機(jī)以及超導(dǎo)磁體的低溫保障設(shè)施等。障設(shè)施等。六六 MRI構(gòu)成構(gòu)成n超導(dǎo)型超導(dǎo)型MRI設(shè)備由主磁體（含冷卻裝置）、設(shè)備由主磁體（含冷卻裝置）、掃描床、梯度線圈、射頻掃描床、梯度線圈、射頻（radio frequency，RF）線圈、譜儀系統(tǒng)、控制線圈、譜儀系統(tǒng)、控制柜、人機(jī)對話的操作臺、計(jì)算機(jī)和圖像處理柜、人機(jī)對話的操作臺、計(jì)算機(jī)和圖像處理器等構(gòu)成。器等構(gòu)成。n永磁型開放式永磁型開放式MRI設(shè)備由主磁體、掃描床、設(shè)備由主磁體、掃描床、譜儀系統(tǒng)、控制柜、操作臺、計(jì)算機(jī)和圖像譜儀系統(tǒng)、控制柜、操作臺、計(jì)算機(jī)和圖像處理器等構(gòu)成。永磁型處理器等構(gòu)成。永磁型MRI設(shè)備的主磁場方設(shè)備的主磁場方向?yàn)榇怪狈较?。向?yàn)榇怪狈较颉本章以永磁型本章以永磁型MRI設(shè)備為例，主要介紹設(shè)備為例，主要介紹MRI設(shè)備的硬件系統(tǒng)。設(shè)備的硬件系統(tǒng)。永磁型永磁型MRI設(shè)備的硬件部分因安裝位置的不同又可分設(shè)備的硬件部分因安裝位置的不同又可分為掃描室內(nèi)、掃描室外兩大部分：為掃描室內(nèi)、掃描室外兩大部分：1 1掃描室內(nèi)部分掃描室內(nèi)部分 n主磁體主磁體（magnet）n支架支