磁共振成像技術(shù)

1、磁共振成像技術(shù)磁共振的現(xiàn)狀 磁共振成像技術(shù)（核磁共振，MRI）是與CT幾乎同步發(fā)展起來的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。MRI作為最先進的影像檢查技術(shù)之一，在許多方面有其獨到的優(yōu)勢，尤其是近年來高場磁共振超快速成像與功能成像的出現(xiàn)，使得MRI的優(yōu)勢更為明顯。但是，由于國情所限，MRI遠沒有CT普及，實際工作中，大量的病例本應(yīng)首選MRI檢查，卻都進行了CT檢查，因此造成的誤診及漏診屢見不鮮。磁共振成像的特點：一、無損傷性檢查。二、多種圖像類型。三、圖像對比度高。四、任意方位斷層。五、心血管成像無須造影劑增強六、代謝、功能成像。膜轉(zhuǎn)移瘤的磁共振成像表現(xiàn)下圖是通用磁共振統(tǒng)框圖：目錄磁共振計算機系統(tǒng)梯度磁場系統(tǒng)射頻系統(tǒng)

2、其它輔助系統(tǒng)主磁體系統(tǒng)主磁體系統(tǒng)有永久磁鐵的磁磚拼砌而成永磁體性能參數(shù)：磁場強度、磁場均勻性、磁場穩(wěn)定性、磁體有效孔徑場強的選擇：應(yīng)用型MRI設(shè)備(低、中場)、應(yīng)用兼研究MRI設(shè)備（高場）、研究型MRI設(shè)備（超高場）主磁體根據(jù)電流產(chǎn)生磁場的原理設(shè)計常導(dǎo)磁體（目前基本淘汰）利用某些超導(dǎo)體對電流幾乎沒有阻力，而不產(chǎn)生熱量的性質(zhì)制成超導(dǎo)磁體技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)永磁體優(yōu)點造價低、能產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)圖像，耗能低、維護費用低、體積和重量也在減小。磁場強度:0.10.4T磁場均勻性:C10ppm瞬時穩(wěn)定性：（0.51.5）ppm/h磁體孔徑：1m0.5m缺點磁場強度低，均勻性欠佳，穩(wěn)定性差常導(dǎo)磁體優(yōu)點造價低，不用可停電

3、可獲得較好的臨床圖像缺點場強不夠、功耗大、運行費用高、均勻度和穩(wěn)定性差超導(dǎo)磁體優(yōu)點場強高、穩(wěn)定性和均勻度好磁場強度:0.59.4T,多為0.53T磁場均勻性:1015ppm瞬時穩(wěn)定性：0.1ppm/h磁體孔徑:0.91.0m充磁時間：0.20.5h缺點技術(shù)復(fù)雜，成本高梯度磁場系統(tǒng) 梯度磁場系統(tǒng)是由梯度線圈、梯度控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC)、梯度放大器、梯度冷卻系統(tǒng)等部分組成。是電流通過一定形狀的結(jié)構(gòu)線圈產(chǎn)生的 。它是脈沖式的，需要一定的電路組成，組成電路框圖如下圖所示：反饋控制部分預(yù)驅(qū)動功率驅(qū)動高壓控制高壓開關(guān)線圈梯度線圈梯度線圈是MRI儀最重要的硬件之一。梯度線圈的主要性能指標包括梯度場強和

4、切換率主要作用有： （1）進行MRI信號的空間定位編碼； （2）產(chǎn)生MR回波（梯度回波）； （3）施加擴散加權(quán)梯度場； （4）進行流動補償； （5）進行流動液體的流速相位編碼。梯度場強 梯度場強是指單位長度內(nèi)磁場強度的差別，通常用每米長度內(nèi)磁場強度差別的毫特斯拉-梯度場； 有效梯度場兩端的磁場強度差值除以梯度場施加方向上有效梯度場的范圍（長度）即表示梯度場強，即：梯度場強（mT/M）梯度場兩端的磁場強度差值/梯度場的長度 切換率（slew rate）是指單位時間及單位長度內(nèi)的梯度磁場強度變化量，常用每秒每米長度內(nèi)磁場強度變化的毫特斯拉量（mT/M.S）來表示，切換率越高表明梯度磁場變化越快，也

5、即梯度線圈通電后梯度磁場達到預(yù)設(shè)值所需要時間（爬升時間）越短 切換率梯度場預(yù)定強度/t（梯度場增高到預(yù)定值所需的時間）梯度場強示意圖 梯度場切換率示意圖渦流 由于梯度線圈周圍存在導(dǎo)體。當(dāng)梯度電流導(dǎo)通或切斷時，變化的磁場在周圍導(dǎo)體中感應(yīng)出感生電流，此感生電流在金屬體內(nèi)環(huán)形流動，成為渦流。 渦流產(chǎn)生的熱量成為渦流損耗。 渦流的強度與磁場變化率成正比。 渦流會消弱梯度場強（渦流也會產(chǎn)生變化磁場，其方向與梯度線圈所產(chǎn)生的磁場相反） 因此渦流補償可以通過RC電路使梯度脈沖電流產(chǎn)生畸變；也可以利用有緣梯度磁場屏蔽 即安放第二組梯度線圈，與原梯度線圈同軸，但電流方向相反，電流同時通斷。射頻系統(tǒng) 脈沖線圈有發(fā)

6、射線圈和接收線圈之分。 發(fā)射線圈發(fā)射射頻脈沖（無線電波）激發(fā)人體內(nèi)的質(zhì)子發(fā)生共振，就如同電臺的發(fā)射天線； 接收線圈接收人體內(nèi)發(fā)出的MR信號（也是一種無線電波），就如同收音機的天線。 有的線圈可同時作為發(fā)射線圈和接受線圈，。大部分表面線圈只能作為接受線圈，而由體線圈來承擔(dān)發(fā)射線圈的功能。發(fā)射線圈 發(fā)射線圈所發(fā)射的射頻脈沖的能量與其強度和持續(xù)時間有關(guān)。 現(xiàn)代新型的發(fā)射線圈由高功率射頻放大器供能，所發(fā)射的射頻脈沖強度增大，因而所需要的持續(xù)時間縮短，加快了MRI的采集速度接收線圈 接收線圈離檢查部位越近，所接收到的信號越強，線圈內(nèi)體積越小，所接收到的噪聲越低，因而各產(chǎn)家開發(fā)了多種適用于各檢查部位的專用

7、表面線圈，如心臟線圈、肩關(guān)節(jié)線圈、直腸內(nèi)線圈、脊柱線圈等。計算機系統(tǒng)射頻發(fā)射射頻線圈射頻接收梯度形成梯度放大與線圈梯度控制計算機重建控制顯示控制射頻控制陣列機AP顯示設(shè)備計算機系統(tǒng)功能框圖計算機系統(tǒng)功能框圖計算機系統(tǒng)CPU緩存器D/A梯度驅(qū)動直接控制直接控制梯度磁場的控制：梯度磁場的控制：梯度存儲器緩存器D/ACPU計算機間接控制間接控制射頻脈沖的控制：射頻脈沖的控制：RF地址計數(shù)器計算機數(shù)據(jù)寄存器RF存儲器RF數(shù)據(jù)鎖存儲器RF DACRF脈沖控制部分原理框圖脈沖控制部分原理框圖計算機系統(tǒng) 磁共振成像技術(shù)在以下幾個方面取得很大進展： 1.回波平面成像（echoplannar maging,EPI），使MR的成像時間大大縮短，可在100200ms內(nèi)得到高分辨率的圖像（像素寬度1.5mm。分辨率較低的圖像（像素寬度3mm）只需50ms就可得到。2.磁共振血管造影（magnetic esonance angiography，MRA），不需要造影劑即可得到血管造影像，優(yōu)于CT和X線血管造影。還有磁共振的灌注和滲透加權(quán)成像，不僅提供了人體組織器官形態(tài)方面的信息，還提供了功能方面的信息。 3.磁共振成像介入，有良好的組織對比度，可以精確地區(qū)分病灶的界面、確定目標；亞毫米級空間分辨率便于病灶定位和介入引導(dǎo)；多層和三維空間成像允許全方位地觀察重要的