磁共振系统组成
MRI基本原理
1000mT
有效梯度场长度 50 cm
梯度场强＝（1010mT-990mT）/ 0.5 M= 40 mT/M
梯度场强
爬升时间
切换率＝梯度场预定强度/爬升时间
（三）射频系统
射频系统的作用是发射射频(RF)脉冲,
使磁化的质子吸收能量产生共振,并接
收质子在弛豫过程中释放的能量而产
生MR信号，其频率在拉莫频率附近。
在励磁以后，电流可以无衰减地循环流动， 产生稳定、均匀、高场强的磁场，且不受室 温影响大。场强最高可达8T，医用一般小于 2T。
由于需液氦，运行维护费用较高。
2、梯度线圈
• 作用：
– 空间定位 – 产生信号 – 其他作用
• 梯度线圈性能的 提高 磁共振成 像速度加快
• 没有梯度磁场的 进步就没有快速、 超快速成像技术
脉冲线圈
• 脉冲线圈的作用 • 如同无线电波的天线
– 激发人体产生共振（广 播电台的发射天线）
– 采集MR信号（收音机 的天线）
•脉冲线圈的分类
•按作用分两类
–激发并采集MRI信号（体线圈）
–仅采集MRI信号，激发采用体线 圈进行（绝大多数表面线圈）
接收线圈与MRI图像SNR密切相关
接收线圈离身体越近，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
4、射频线圈关闭后发生了什么？
无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线 电波后，磁场又慢慢回到平衡状态（纵向)
•弛豫
•Relaxation
•放松、休息
4、射频线圈关闭后发生了什么？
按与检查部位的关系分
体线圈 表面线圈
第一代为线性极化表面线圈 第二代为圆形极化表面线圈 第三代为圆形极化相控阵线圈 第四代为一体化全景相控阵线圈
磁共振MRI成像原理2
主磁体
一、永磁型磁体 由于永磁型磁体通常有上下两组磁体，磁力线沿上下方向分布，与受检者
的身体长轴相互垂直，因此被称为垂直磁场。
主磁体
一、永磁型磁体 永磁型磁体具有以下优点：
①结构相对简单； ②开放性结构使受检者更为舒适； ③造价相对低廉； ④低耗能；⑤无需使用液氦；⑥维护费用相对较低。 目前低场强磁共振成像仪一般采用永磁型磁体。
①进行MRI信号的空间定位编码； ②产生MR回波，磁共振梯度回波信号是由梯度场切换产生的； ③施加扩散敏感梯度场，用于水分子扩散加权成像； ④进行流动补偿； ⑤进行流动液体的流速相位编码等。
梯度系统
一、磁共振系统的坐标系 梯度磁场的主要作用之一是为磁共振信号进行空间定位，梯度磁场本身也具有方
向性。以主磁场方向为磁共振系统的Z轴方向，当受检者头先进仰卧位时，Z轴平行 于人体长轴，方向指向人体解剖位置的头侧；X轴及Y轴垂直于Z轴，Y轴指向人体解 剖位置的前侧，X轴指向人体解剖位置的左侧。
射频系统
计算机系统及其他辅助设施
计算机系统属于MRI仪的大脑，控制着MRI仪的射频脉冲激发、信号采集、 数据运算和图像显示等功能。磁共振设备的发展，同计算机科学的发展有非常紧 密的联系。计算机硬件处理速度的提高，特别是并行总线和并行CPU处理技术的 发展，使得磁共振设备可以生成更复杂的扫描序列，并可计算步骤更多的后处理 算法（如PROPELLER等）。计算机技术的发展还显著减轻了并行采集及后处理 数据引起的数据负担，使实时高分辨快速成像技术的临床应用成为可能。
资料需要储存到其他设备或媒介上。 5.生理监控仪器。绝大多数危重或特殊的
病例则需要进行生理监控。
END
主磁体
二、电磁型磁体及超导磁体 磁体由导线绕成的线圈和磁介质构成，线圈通电后即可产生磁场。根据导
磁共振成像设备(MRI) MRI设备之基本构造 其它组成与质保
计算机系统
（二）图像重建 1、数据处理 在重建图像之前还需对A/D 转换
所得数据进行简单的处理，包括传送驱动、数据字 酌拼接和重建前的预处理等。加入标志信息，如扫 描行和列的信息、数据的类型、生理信号门控数据、 层号等等。
2、图像重建 图像重建的本质是对数据进行高 速数学运算。由于运算量很大，多采用并行计算机 来重建图像。
• 水冷机
• 定期检查压力、水温及制冷情况
• 压缩机
• 每日 查看压缩机运作情况，检查压缩机压力情况
• 液氦显示器
• 每日查看氦面情况，防止失超
• PIQT
• 每周进行IQ水模测试，定期监测成像设备的各项技术指标及可靠性能
• 主操作台及工作站
• 保持恒定的温度和湿度 • 定期除尘 • 保持空气净化
• 检查床
• 检查驱动其上下、前后的活动马达，定期给驱动转轴添加润滑油
• 光盘驱动器
• 定时储存图像 • 定期除尘 • 防潮除湿
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设备的保养维护
• 表面线圈的保养
• 软制线圈不可过分折叠和弯曲，不得用锐利器刺伤其表面 • 固定设制的线圈不可撞击硬物 • 对表面线圈表面的脏物应用清洁剂擦干，不得用有机溶剂擦洗
MRI设备-基本结构
计算机系统
在MRI设备中，计算机系统包括各种规模的计算机、单片机、微处 理器等，构成了MRI设备的控制网络。信号处理系统可采用高档次微 型机负责信号预处理、快速傅立叶变换和卷积反投影运算。
微机系统负责信息调度（如人机交互等）与系统控制（如控制梯度 磁场、射频脉冲）。
计算机系统
• 计算机
• 定期除尘，检查风扇运转情况，保证一定的温度、湿度和空气净化度 • 定期清理文件目录，删除计算机自动生成的错误文件，整理硬盘的碎片文件，
MRI设备基本组成认知和操作
MRI设备基本组成认知和操作MRI设备由主磁体系统、梯度系统、射频系统、计算机系统等组成，为确保MRI设备的正常运行，还需有磁屏蔽、射频屏蔽、超导及低温等其它辅助设备。
一、主磁体系统主磁体系统（又称静磁场系统），是磁共振成像装置的核心部件，也是磁共振成像系统最重要、制造和运行成本最高的部件。
主磁体的作用是产生一个均匀的、稳定的静态磁场，使处于磁场中的人体内氢原子核被磁化而形成磁化强度矢量，并以拉莫尔频率沿磁场方向进行自旋（进动）。
（一）主磁体的性能指标1．磁场强度2．磁场均匀性3．磁场稳定度4．有效孔径5．磁场的安全性（二）主磁体的种类与特点1．永磁体2．超导磁体（三）匀场主磁场的均匀性是MR的重要指标，无论何种磁体由于受设计和制造工艺限制，在其制造过程中都不可能使整个有效空间内的磁场完全均匀一致。
另外，磁体周围环境中的铁磁性物体（如钢梁等）也会进一步降低磁场的均匀性。
因此，磁体安装完毕后还要在现场对磁场进行物理调整，称为匀场。
静磁场是靠各种匀场补偿线圈和铁磁材料，经多次补偿、测量、修正而逐渐逼近理想均匀磁场。
由于精度要求极高而且校准工作极其繁琐，大多是在计算机辅助下，采取多次测量、多次计算、多次修正才能达到1250pxDSV（球体直径）5ppm的均匀度。
常用的匀场方法有有源匀场和无源匀场两种。
1．有源匀场2．无源匀场二、梯度磁场系统梯度磁场系统是为MR提供满足线性度要求、可快速开关的梯度磁场。
（一）梯度磁场的作用在磁共振成像时，必须要在成像区域内的静磁场上，动态地迭加三个相互正交的线性梯度磁场，如图6-12所示，使受检体在不同位置的磁场值有线性的梯度差异，实现成像体素的选层和空间位置编码的功能。
三个梯度场的任何一个均可用以完成这三项作用之一，但联合使用梯度场可获得任意轴面的图像。
此外，在梯度回波和其他一些快速成像序列中，梯度磁场的翻转还起着射频激发后自旋系统的相位重聚，产生梯度回波信号的作用；在成像系统没有独立的匀场线圈的磁体系统的情况下，梯度线圈可兼用于对磁场的非均匀性校正，因此，梯度系统也是MRI设备的核心系统。
经典MRI磁共振成像原理讲解-2020版本-动画版本
上海XXX磁共振技术有限公司
Magnetic resonance imaging
磁共振成像原理
MRI技术培训
市场部：
这关爱健康，让生命绚丽多彩！
目录
CONTENTS
磁共振成像系统的基本硬件
--主磁体系统 --梯度系统 --射频系统 --计算机系统及谱仪 --其他辅助设备系统
相控阵线圈采集 SNR=26.3
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相控阵线圈
线圈单元(Element) 数据接收通道(Receiver) --4 通道 --8 通道 --16通道 --32通道
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四、计算机系统及谱仪
--射频脉冲激发 --信号采集 --时钟 --数据的运算 --图像显示
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非常重要
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高 能 与 低 能 状 态 氢 质 子 的 进 动
由于在主磁场中氢 质子进动，每个氢 质子均产生纵向和 横向磁化分矢量。
那么人体进入主磁 场后到底处于何种 核磁状态呢？
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处于低能状态的氢质子略多于处于高能状态的氢 质子，因而产生纵向宏观磁化矢量。
人体组织的MRI信号主要来源于自由水！
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•人体内有无数个氢质子(每毫升水氢质子=3×1022)； •每个氢质子都自旋产生核磁现象； •那么人体不就是一块大磁铁了吗？
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矢量的合成和分解：
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通常情况下人体内氢质子的核磁状态
通常情况下，尽管每个氢质子自旋均产生一个小的磁场， 但都是随机无序排列，磁化矢量相互抵消，人体组织并不 表现出宏观磁化矢量。
磁共振成像设备的工作原理
磁共振成像设备的工作原理磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种通过利用核磁共振现象来获得人体组织图像的医学检查技术。
它可以提供高分辨率、无创伤的全身解剖图像，对病理性变化早期的发现和定量分析具有重要意义。
那么，磁共振成像设备是如何工作的呢？下面将详细介绍MRI设备的工作原理。
首先，磁共振成像设备包括主磁场系统、梯度磁场系统和射频系统。
主磁场系统是整个设备的核心，产生一个极强的定向磁场，通常为1到3特斯拉。
这个磁场可以将人体内的核磁共振信号分离出来。
在主磁场的作用下，人体内的水分子和其他核自旋（比如氢原子核）会产生一个差异很小的能级分裂。
然后，梯度磁场系统起到定位的作用，通过改变磁场的强度和方向，可以选择性地激发和感应特定区域的核磁共振信号。
接下来，利用射频系统，通过传送一系列射频脉冲激发患者体内的核自旋。
这些射频脉冲将导致核自旋从基态向激发态跃迁，并在脉冲结束后，核自旋会回到基态并释放出能量。
这些释放的能量即为核磁共振信号。
为了获得高质量的MRI图像，必须对核磁共振信号进行针对性的频率分析和空间编码。
频率分析是指将复杂的核磁共振信号转换为频率分量，以获得不同的核磁共振频率信息。
而空间编码则是指通过改变梯度磁场的强度和方向，对核磁共振信号在空间上进行编码。
最后，通过一系列计算和图像重建算法，将获得的核磁共振信号转换为高质量的图像。
这些算法包括傅里叶变换、滤波、插值和二维重建等步骤，以达到优化图像质量的目的。
综上所述，磁共振成像设备的工作原理主要包括主磁场系统、梯度磁场系统和射频系统的协同作用。
通过产生一个高强度的定向磁场、改变梯度磁场的强度和方向、利用射频脉冲激发和感应核磁共振信号，并通过频率分析和空间编码，最终获得高质量的MRI图像。
这种非侵入性的成像技术在临床上的广泛应用将进一步提高医学诊断的精确性和准确性。
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种通过核磁共振现象来获得人体组织图像的非侵入性检查技术。
核磁共振原理
企业申请报告飞利浦 磁共振成像仪1套型号 Ingenia3.0T MRI 影像设备功能磁共振成像系统大体结构基本上由四个系统组成：即磁体系统、梯度磁场系统、射频系统和计算机系统。
1．磁体系统磁体系统是磁共振成像系统最重要、成本最高的部件，是磁共振系统中最强大的磁场，平时我们评论磁共振设备的大小就是指静磁场的场强数值，单位用特斯拉（Tesla ，简称T ）或高斯（Gauss ）表示，1T=1万高斯。
临床上磁共振成像要求磁场强度在0.05～3T 范围内。
一般将≤0.3T 称为低场，0.3T ～1.0T 称为中场，＞1.0T 称为高场。
磁场强度越高，信噪比越高，图像质量越好。
但磁场强度过高也带来一些不利的因素。
磁 体梯度线圈 射频 线圈 梯度 控制 梯度 驱动 接受 通道 发射 通道 脉冲程序 计算机 显示器 存储器为了获得不同场强的磁体，生产厂商制造出了不同类型的磁体，常见的磁体有永久磁体、常导磁体和超导磁体。
（1）永久磁体永久磁体是由永久磁铁（如铁氧体或铷铁）的磁砖拼砌而成。
它的结构主要有两种，即环型和轭型。
优点是：造价低，场强可以达到0.3T，能产生优质图像，需要功率极小，维护费用低，可装在一个相对小的房间里。
缺点是：磁场强度较低，磁场的均匀度和强度欠稳定，易受外界因素的影响（尤其是温度），不能满足临床波谱研究的需要。
（2）常导磁体常导磁体是根据电流产生磁场的原理设计的。
当电流通过圆形线圈时，在导线的周围会产生磁场。
常导磁体的线圈是由高导电性的金属导线或薄片绕制而成。
它的结构主要由各种线圈组成。
优点是：造价较低，不用时可以停电，在0.2T以下可以获得较好的临床图像。
缺点是：磁场的不稳定性因素主要是受供电电源电压波动的影响，均匀度差。
另外易受环境因素（如温度、线圈绕组的位置或尺寸）的影响.（3）超导磁体荷兰科学家昂尼斯（Kamerlingh Onnes）在1911年首先发现某些物质的电阻在超低温下急剧下降为零的超导性质，电阻的突然消失意味着物质已转变为某种新的状态，这些物质称为超导体。
磁共振成像设备的工作原理
磁共振成像设备的工作原理磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种常用于医学诊断的非侵入性扫描技术，它利用磁共振原理，通过对人体组织的磁性物质的成像进行分析，得出病灶位置和病理变化的信息。
下面将详细介绍MRI设备的工作原理。
MRI设备主要由主磁场系统、梯度线圈系统、射频系统和计算机系统组成。
1. 主磁场系统主磁场系统是MRI设备的核心组成部分，它由一个超导磁体构成。
这个超导磁体能产生一个稳定的高强度磁场，通常是1.5T或3T。
这个磁场可以将人体内的水和脂肪等有机分子的原子核（如氢核、氧核等）原子核自旋取向，从而为后续成像提供必要的条件。
2. 梯度线圈系统梯度线圈系统由三个互相垂直的线圈组成，即横向、纵向和轴向梯度线圈。
这些线圈的作用是产生稳定强度和变化频率的梯度磁场，用于在空间上定位图像中不同的区域。
梯度线圈系统的变化频率决定了成像的分辨率，变化强度决定了成像的对比度。
3. 射频系统射频系统由发射线圈和接收线圈组成，它的作用是产生高频电磁场和接收返回的信号。
在成像过程中，射频系统会向人体内部提供一个高频脉冲电磁场，导致人体内的原子核自旋发生能级跃迁。
原子核回到基态时，会发送出一个特定的信号，通过接收线圈接收并传回计算机系统进行处理。
4. 计算机系统计算机系统是MRI设备的控制中心，它负责控制整个设备的运行、数据采集、图像重建和存储。
在成像过程中，计算机会通过梯度线圈和射频线圈产生的信号，对人体内部的原子核进行测量和记录。
然后利用这些数据，通过复杂的数学计算和图像处理算法，生成最终的MRI图像。
具体工作流程如下：1. 开始扫描前，患者需要去除身上的金属物品，因为磁场会对金属产生吸引力和磁化。
2. 患者躺在MRI设备的扫描床上，床会进入主磁场系统中央，电脑通过脚踏开关控制床的位置。
3. 当主磁场系统通电后，会产生一个均匀的磁场。
此时，射频系统会向人体内部发送射频脉冲，使原子核自旋发生能级跃迁。