磁共振成像仪的基本硬件(1)
磁共振成像仪的基本硬件医用MRI仪通常由主磁体、梯度线圈、脉冲线圈、计算机系统及其他辅助设备等五部分构成。
主磁体是磁共振成像仪最基本的构件，是产生磁场的装置，主磁体的性能将直接影响磁共振图像的质量。
根据磁场产生的方式可将主磁体分为永磁型和电磁型。
永磁型主磁体实际上就是大块磁铁，磁场持续存在，目前绝大多数低场强开放式MRI仪采用永磁型主磁体。
电磁型主磁体是利用导线绕成的线圈，通电后即产生磁场，根据导线材料不同又可将电磁型主磁体分为常导磁体和超导磁体。
常导磁体的线圈导线采用普通导电性材料，需要持续通电，目前已经逐渐淘汰；超导磁体的线圈导线采用超导材料制成，置于液氦的超低温环境中，导线内的电阻抗几乎消失，一旦通电后在无需继续供电情况下导线内的电流一直存在，并产生稳定的磁场，目前中高场强的MRI仪均采用超导磁体。
主磁体最重要的技术指标包括场强、磁场均匀度及主磁体的长度。
主磁场的场强可采用高斯（Gauss，G）或特斯拉（Tesla，T）来表示，特斯拉是目前磁场强度的法定单位。
距离5安培电流通过的直导线1cm处检测到的磁场强度被定义为1高斯。
特斯拉与高斯的换算关系为：1 T = 10000 G。
在过去的20年中，临床应用型MRI仪主磁体的场强已由0.2 T以下提高到1.5 T以上，1999年以来，3.0 T的超高场强MRI仪通过FDA认证进入临床应用阶段。
目前一般把0.5 T以下的MRI仪称为低场机，0.5 T到1.0 T之间的称为中场机，1.0 T到2.0之间的称为高场机（1.5 T为代表），大于2.0 T的称为超高场机（3.0 T为代表）。
高场强MRI仪的主要优势表现为：（1）主磁场场强高提高质子的磁化率，增加图像的信噪比；（2）在保证信噪比的前提下，可缩短MRI信号采集时间；（3）增加化学位移使磁共振频谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）对代谢产物的分辨力得到提高；（4）增加化学位移使脂肪饱和技术更加容易实现；（5）磁敏感效应增强，从而增加血氧饱和度依赖（BOLD）效应，使脑功能成像的信号变化更为明显。
当然MRI仪场强增高也带来以下问题：（1）设备生产成本增加，价格提高。
（2）噪音增加，虽然采用静音技术降低噪音，但是进一步增加了成本。
（3）因为射频特殊吸收率（specific absorption ratio，SAR）与主磁场场强的平方成正比，高场强下射频脉冲的能量在人体内累积明显增大，SAR值问题在3.0 T的超高场强机上表现得尤为突出。
（4）各种伪影增加，运动伪影、化学位移伪影及磁化率伪影等在3.0 T超高场机上更为明显。
由于上述问题的存在，3.0 T的MRI仪在临床应用还有一定限制，尽管其在中枢神经系统具有优势，但是在体部应用还不太成熟，因此，目前以1.5 T的高场机最为成熟和实用。
主磁场均匀度所谓的磁场均匀性是指在一定的容积范围内磁场强度的均一性,也即单位面积内通过的磁力线数目的一致性。
MR技术对主磁场均匀度的要求很高,原因在于:①高均匀度的场强有助于提高图像信噪比;②场强均匀是保证.MR信号空间定位准确性的前提;③场强均匀可减少伪影(特别是磁化率伪影);④高度均匀的磁场有利于进行大视野扫描,尤其肩关节等偏中心部位的MRI检查;⑤只有高度均匀的磁场才能充分利用脂肪饱和技术进行脂肪抑制扫描;⑥高度均匀的磁场MRS才能有效区分不同的代谢产物。
主磁场的均匀度通常以主磁场强度的百万分之几数值(即ppm值)作为磁场强度偏离的单位。
需要指出的是,同样的值在不同场强下所代表的磁场强度偏离值是不同的,例如1ppm在一台1.0T的磁共振仪中表示磁场强度偏离1×10T,而在一台1.5 T的磁共振仪中则表现磁场强度偏离1.5 ×10T。
单纯的值还不能充分表述磁场强度均匀性,应该用一定容积范围内的ppm值来表述。
I临床用磁共振成像仪一般采用与主磁场同中心的球体空间作为磁场均匀性测量的容积范围,用球体容积的直径来表示该容积范围的大小。
厂家提供的主磁场强度均匀性的参数中,通常会提供多种直径的球体容积内的测量结果,如10cmDSV的ppm值、20cmDSV 的ppm值、30cmDSV的ppm值及40cmDSV的ppm值等。
ppm值越小代表磁场的均匀性越好。
【DSV=球体直径】主磁场的匀场技术主要包括无源匀场和有源匀场。
无源匀场是指在磁体孔洞内壁上添加专用的匀场小铁片,这种匀场技术无需电源供应,因此被称为无源匀场技术。
有源匀场技术需要在机架内安装若干个小线圈组成的匀场线圈阵列,通过控制匀场线圈阵列中各个小线圈的电流来达到均匀主磁场的目的。
现代MRI仪的主动及被动匀场技术进步很快,磁场均匀度有了很大提高。
目前1.5 T以上的超导主磁体,其主磁场的均匀度一般都可以达到10cmDSV(≤0.05ppm)、20cmDSV(≤0.1 ppm)、30cmDSV(≤O.2 5ppm)、40cmI)SV(≤O.5 ppm)以上。
为保证主磁场均匀度，以往MRI仪多采用2m以上的长磁体，近几年伴随磁体技术的进步，各厂家都推出磁体长度为1.4m～1.7m的高场强（1.5T）短磁体，使病人更为舒适，尤其适用于幽闭恐惧症的患者。
随介入MR的发展，开放式MRI仪也取得很大进步，其场强已从原来的0.2T左右上升到0.5T以上，目前开放式MRI仪的最高场强已达1.0T。
图像质量明显提高，扫描速度更快，已经几乎可以做到实时成像，使MR“透视”成为现实。
开放式MR扫描仪与DSA的一体化设备使介入放射学迈进一个崭新时代。
主磁场的稳定性主磁场的稳定性实际上是指主磁场强度及其均匀性的变化,也称为磁场漂移。
磁场的稳定性可分为热稳定性和时间稳定性。
所谓热稳定性是指主磁场的强度及其均匀性随温度的变化,一般永磁型磁体的热稳定性较差,因此对磁体间内温度的要求很高；而超导磁体的热稳定性一般较好。
所谓时间稳定性是指主磁场的强度和均匀度随时间的变化，一般用单位时间的磁场强度漂移的ppm 值来表示。
超导磁体的时间稳定性很高，24h常≦0.3ppm.梯度线圈梯度线圈是MRI仪最重要的硬件之一，由梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控制器、梯度冷却装置等构成，梯度线圈安装在主磁体内。
主要作用有：（1）进行MRI信号的空间定位编码；（2）产生MR回波（梯度回波）；（3）施加扩散加权梯度场；（4）进行流动补偿；（5）进行流动液体的流速相位编码等。
梯度磁场的主要作用之一是为磁共振信号进行空间定位。
梯度线圈由X、Y、Z 轴三个线圈构成（在MR成像技术中，把主磁场方向定义为Z轴方向，与Z轴方向垂直的平面为XY平面）。
梯度线圈是特殊绕制的线圈，以Z轴线圈为例，通电后线圈头侧部分产生的磁场与主磁场方向一致，因此磁场相互叠加，而线圈足侧部分产生的磁场与主磁场方向相反，因此磁场相减，从而形成沿着主磁场长轴（或称人体长轴），头侧高足侧低的梯度场，梯度线圈的中心磁场强度保持不变。
X、Y轴梯度场的产生机理与Z轴方向相同，只是方向不同而已。
梯度线圈的主要性能指标包括梯度场强和切换率（slew rate）。
梯度线圈的主要性能指标包括梯度场强和梯度切换率和梯度线性。
梯度场强是指单位长度内磁场强度的差别，通常用每米长度内磁场强度差别的毫特斯拉量（mT/M）来表示。
图1为梯度场强示意图，条状虚线表示均匀的主磁场，斜线表示线性梯度场；两条线相交处为梯度场中点，该点梯度场强为零，不引起主磁场强度发生变化；虚线下方的斜线部分表示反向梯度场，造成主磁场强度呈线性降低；虚线上方的斜线部分为正向梯度场，造成主磁场强度呈线性降低；虚线上方的斜线部分为正向梯度场，造成主磁场强度呈线性增高。
有效梯度场两端的磁场强度差值除以梯度场施加方向上有效梯度场的范围（长度）即表示梯度场强，即：梯度场强（mT/M）＝梯度场两端的磁场强度差值/梯度场的长度切换率（slew rate）是指单位时间及单位长度内的梯度磁场强度变化量，常用每秒每米长度内磁场强度变化的毫特斯拉量（mT/M.S）来表示，切换率越高表明梯度磁场变化越快，也即梯度线圈通电后梯度磁场达到预设值所需要时间（爬升时间）越短。
图2为梯度场切换率示意图。
梯度场的变化可用梯形来表示，梯形中只有中间的矩形部分才是有效的，矩形部分表示梯度场已经达到预定值并持续存在，梯形的左腰表示梯度线圈通电后梯度场强逐渐增高、直至预定值，用t表示梯度场增高到预定值所需的时间，则梯度场的切换率＝梯度场预定强度/t实际上就是梯形左腰的斜率。
斜率越大，即切换率越高，梯度场爬升越快，所需的爬升时间越短。
梯度线圈性能的提高对于MR超快速成像至关重要，可以说没有梯度线圈的进步就不可能有超快速序列。
SS-RARE、Turbo-GRE及EPI等超快速序列以及水分子扩散加权成像对梯度场的场强及切换率都有很高的要求，高梯度场及高切换率不仅可以缩短回波间隙加快信号采集速度，还有利于提高图像的SNR，因而近几年快速或超快速成像技术的发展可以说是直接得益于梯度线圈性能的改进。
现代新型1.5T MRI仪的常规梯度线圈场强已达25mT/m以上，切换率达120mT/m.s以上。
1.5T MRI仪最高配置的梯度线圈场强已达60mT/m，切换率超过200 mT/m.s。
需要指出的是由于梯度磁场的剧烈变化会对人体造成一定的影响，特别是引起周围神经刺激，因此梯度磁场场强和切换率不是越高越好，是有一定限制的。
射频系统由射频发生器、射频放大器和射频线圈等构成。
脉冲线圈脉冲线圈也是MRI仪的关键部件，脉冲线圈有发射线圈和接收线圈之分。
发射线圈发射射频脉冲（无线电波）激发人体内的质子发生共振，就如同电台的发射天线；接收线圈接收人体内发出的MR信号（也是一种无线电波），就如同收音机的天线。
有的线圈可同时作为发射线圈和接受线圈，如装在扫描架内的体线圈和头颅正交线圈。
大部分表面线圈只能作为接受线圈，而由体线圈来承担发射线圈的功能。
【在所有的射频线圈中只有安装在主磁体中的体线圈是我们平时看不到的，其他的线圈都需要操作者来摆放于不同检查部位】MR成像对脉冲线圈也有很高的要求，发射线圈应尽可能均匀地发射射频脉冲，激发感兴趣容积内的质子。
发射线圈所发射的射频脉冲的能量与其强度和持续时间有关，现代新型的发射线圈由高功率射频放大器供能，所发射的射频脉冲强度增大，因而所需要的持续时间缩短，加快了MRI的采集速度。
与MR图像信噪比密切相关的是接收线圈，接收线圈离检查部位越近，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，因而各产家开发了多种适用于各检查部位的专用表面线圈，如心脏线圈、肩关节线圈、直肠内线圈、脊柱线圈等。
近年来出现的表面相控阵线圈（phased array coils）是脉冲线圈技术的一大飞跃。
磁共振成像基础知识
IR序列M的变化过程
IR序列特点
IR序列具有强T1对比特性； • 可设定TI，饱和特定组织产生具有特征
性对 比图像(STIR、FLAIR)； • 短 TI 对比常用于新生儿脑部成像； • 采集时间长，层面相对较少。
STIR序列(Short TI Inversion Recovery)
在IR恢复过程中，组织的MZ都要过0点，但时间不 同。利用这一特点，对某一组织进行抑制。
超导型
优点：1.场强高(0.5-3.0T) ；2.磁场稳 定均匀；3.成像速度快，图象质量好。
缺点：1.造价高；2.需要补充液氦和 液氮；日常维护费用高。
梯度线圈
梯度线圈性能的提高 磁共振成像速度加 快
梯度线圈性能指标 梯度场强 20mT/m 切换率 50mT/m.s
脉冲线圈
作用：激发人体产 生共振；采集MR信 号
质子密度加权像
长TR、短TE——质子密度加权像，图像特点：
组织的 H 越大，信号就越强； H 越小，信号 就越弱。
脑白质：65 % 脑灰质：75 % CSF： 97 %
常规SE序列的特点
最基本、最常用的脉冲序列。 得到标准T1 WI 、 T2 WI图像。 T1 WI观察解剖好。 T2 WI有利于观察病变，对出血较敏感。 伪影相对少（但由于成像时间长，病人易
180- 90-{180-Echo}n
180°脉冲反转脉冲结束后，无MXY的存在，MZ开 始恢复，等MZ过了0点后，在时刻 t=TI (Time of In version反转时间)，再施加一个 90°脉冲(此后的脉 冲方式同SE)，再施加180°脉冲，就可以得到回波信 号。IR序列的TR一般为1800～2500ms，而TI=400～60 0ms。
头颅MRI基础知识1-硬件结构
三、正常磁共振图像的特征
脑组织结构完整 脑组织界面清晰 中线及中线旁结构居中 脑室系统的形态、大小及位臵完好 脑沟、脑池的形态、大小无改变 各扫描序列中脑内未见异常信号 正常血管流空现象存在 颅骨结构无破坏与增生 脑内无异常强化
正常 轴位 T1WI
正常 轴位 T2WI
– 外磁场强度与均匀
氢质子密度 氢质子运动速 度 T1弛豫 T2弛豫
性 – 射频脉冲序列 – 序列定时参数 – 信号叠加次数
影响扫描时间的 参数有TR、矩阵、 激励次数
磁共振图像的基本参数
在一定的TR 时间内层数 与时间无关
TR、TE构成T1WI、T2WI 图像参数 成像参数 TR＞1000 TE ＞ 50 T2WI ＜MRI 500 编号（ TE ＜50 T1WI –TR 1、 MRI 号） 1、重复时间TR ＞1000 TE ＜Ex 50） PdWI –TR 2、系统编号（ 2、回波时间TE TI 构成反转恢复序列 – 3 、序列号（ Se号） 层厚与间隔 3、反转时间TI 构成分辨率 – 4、图像号（Im号） 4、层面厚度 – 5、姓名、性别、年龄 5、层间距 FOV– 构成 6、日期、时间 6、重建野 图像大小 – 7、窗宽、窗位
量纲：每小时磁场的变化，单位是ppm/ h 。通
常短时间（ 1-2 小时）漂移不能大于 5 ppm ，长
时间（8小时）不能大于10 ppm。
③
热稳定性：即B0和它的均匀度还随工作温度变化 而发生漂移。热稳定性不好同样会使图像质量 变差。
4)符合需要的有效孔径
用于检测不同物体或人体的不同部位的MRI设备，主磁 体的孔径也不相同。
核磁共振设备简介介绍
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工作方式
设备首先通过一个大型超导磁铁产生强磁场，然后将样品置于该磁场中。接着，设备发射射频脉冲，使样品中的 原子核发生共振，随后接收并测量这些原子核在返回平衡态时发射的信号。通过对这些信号的处理和分析，可以 得到样品的结构和性质信息。
设备构成和主要部件
主要构成
核磁共振设备主要由超导磁铁、射频 发射器、射频接收器、控制系统和数 据处理系统等部分组成。
02
设备的技术特点
高磁场强度
强磁场
核磁共振设备采用高磁场强度技 术，通常为1.5特斯拉或3.0特斯 拉，以提供更准确的检测结果。
磁场稳定性
高磁场强度要求设备具有极高的磁 场稳定性，以确保图像的一致性和 可靠性。
磁体冷却系统
为了维持高磁场强度，设备通常采 用超导磁体并配备专门的冷却系统 ，如液氦冷却系统，以确保磁体的 稳定运行。
超导磁铁
用于产生稳定且均匀的强磁场，是核 磁共振设备的关键部件。
射频发射器和接收器
用于发射射频脉冲并接收样品返回的 信号，要求具有高精度和稳定性。
控制系统和数据处理系统
负责对设备进行控制和信号的处理分 析，得出样品的结构和性质信息。
设备的应用领域和重要性
医学领域
核磁共振设备在医学领域被称为MRI（核磁共振成像）， 是一种非侵入性的医学影像技术，可用于诊断各种疾病， 如肿瘤、脑部疾病等。
05
设备的发展趋势和前景
技术升级和发展方向
1 2
高场强技术
随着科技的进步，核磁共振设备将向更高场强的 方向发展，以提高成像分辨率和信噪比。
快速成像技术
通过改进脉冲序列和优化算法，核磁共振设备能 够实现更快速的成像，减少患者检查时间。
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。
核磁共振硬件系统结构详细介绍
1 Introduction
主磁体 ~ Magnet 梯度系统 ~ Gradient system RF系统 ~ RF system 计算机系统 ~ Computer system
PDP11、 VAX
SUN、SGI; PC
多用户操作系统 •VMS（早期）
•UNIX
3T： •Linux（GE） •Windows XP （SIEMENS、 Philips）
文件存档： •MOD •DVD •CDR
MR 系统构造
MR系统部件和构造以及T/R转换开关
2主磁体
主磁体是MR的主要部件 主磁体特性:
– 稳定性（Stability） – 均匀性（Homogeneity） 非均匀性 Inhomogeneity (ppm) = variation (T)/field strength (T) ×106
开放（孩子、幽闭症、介入） 系统构造简单 不产生热 运行成本低 维护费用低 寿命长
永磁体场强对温度非常敏感 (0.1 C)。
例如， Nd-Fe-B磁体温度升高1 C ，磁场 降低约1000ppm；
II 常导体~ Resistive magnet
1.电磁理论(Electromagnetism theory): 线圈中有电流时会产生磁场，并会导致
UL
IL
di/dt =-UL/L
ν
• UH- 加热电压
• (超导开关)
• UL
•UH make is not SC;
•IL increasing with the effect of UL;
•B increasing linearly with t;
•UL gradually decreasing, till to 0 when B0 is acquired; •Turn off UH
MRI设备的主要物理部件和使用
MRI设备的主要物理部件和使用磁体、梯度场线圈和射频线圈是ＭＲ成像设备的重要物理部件。
它们的主要技术性能参数是磁感应强度、磁场均匀度、磁场稳定性、边缘场的空间范围、梯度场的磁感应强度和线性度、射频线圈的灵敏度等。
成像系统的主要用户功能是数据采集、影像显示和影像分析等。
磁共振成像设备有以下基本组成部分：①产生磁场的磁体和磁体电源；②梯度场线圈和梯度场电源；③射频发射/接收机；④系统控制和数据处理计算机；⑤成像操作和影像分析工作台；⑥活动检查床。
这些部分之间通过控制线和数据线及接口电路联接起来组成完整的设备。
这里着重讨论对磁共振成像和影像质量有决定性作用的物理部件，介绍它们的工作原理、特性和技术指标。
这些物理部件包括产生磁场的磁体、产生梯度场的梯度场线圈、用于射频发射和信号接收的射频线圈。
另外，ＭＲ成像设备必须有为用户提供的软件程序。
用户通过操作系统的终端利用这些程序，根据需要进行影像采集、影像显示和影像分析。
一、磁体1.磁体的性能参数产生磁场的磁体是ＭＲ成像系统的核心。
磁场的主要技术指标是磁感应强度、磁场均匀度、磁场的时间稳定性和边缘场的空间范围等，它们对影像质量有重要影响。
(1)磁场磁感应强度ＭＲＩ所用的磁场磁感应强度从0.02T到4T，范围相当宽。
因为生物组织中含有大量质子，而且，质子的旋磁比大，所以，即使磁感应强度很低的磁场也能实现质子磁共振成像。
但是，磁感应强度越高，组织的磁化程度越大，产生的磁共振信号越强。
在一定范围内，磁感应强度越高，影像的信噪比越大，因信噪比近似与磁感应强度成线性关系。
磁共振频谱分析和化学位移成像要求的频谱分辨率很高，只能用磁感应强度很高的系统进行。
高磁场也有不利因素，主要是在高磁场条件下，射频频率高，人体对射频能量的吸收增加，射频对人体的穿透能力减小，同时因水和脂肪之间不同的化学位移引起的伪影的影响也不可忽略。
磁共振成像用的磁体有永久磁体、常导磁体和超导磁体3种。
目前，大多数ＭＲ成像系统采用超导磁体，磁感应强度低的工作在0.3T，高的工作在2.0T，甚至4.0T或更高。
磁共振成像设备简介介绍
磁共振成像设备简介介绍汇报人：日期:CATALOGUE 目录•磁共振成像技术概述•磁共振成像设备组成及工作原理•磁共振成像设备的特点与优势•磁共振成像设备的市场与发展趋势•磁共振成像设备的维护与保养建议01磁共振成像技术概述磁场与射频脉冲在强磁场中，原子核发生能级分裂，射频脉冲激发后，原子核发生跃迁并发出共振信号。
空间编码与图像重建通过梯度磁场进行空间编码，获取共振信号后，利用计算机技术进行图像重建。
核磁共振现象利用射频脉冲激发原子核，通过观察共振信号进行成像。
磁共振成像技术的原理03技术进步与普及随着科技进步，磁共振成像技术不断优化，分辨率和速度大幅提升，逐渐成为临床重要检查手段。
01早期探索20世纪初，科学家发现原子核的磁性，奠定了核磁共振的理论基础。
02第一台磁共振成像仪1970年代，第一台磁共振成像仪问世，开启了医学影像学的新篇章。
磁共振成像技术的历史与发展用于检测病变、肿瘤、血管疾病等，对某些疾病具有早期发现和诊断价值。
医学诊断用于研究生物组织的功能和代谢过程，为疾病机制探索提供支持。
科研领域如工业检测、材料科学等，应用范围较广。
其他领域磁共振成像技术的应用范围02磁共振成像设备组成及工作原理磁体系统射频系统计算机系统冷却系统磁共振成像设备的组成01020304包括主磁场和梯度磁场，主磁场产生强大的磁场，梯度磁场则用于定位和导航。
产生并发送射频脉冲，同时接收并处理从组织中返回的射频信号。
进行数据处理和图像重建。
保持设备的稳定运行，防止过热。
人体内的氢原子核具有自旋磁矩，会在主磁场中产生不同的能级。
原子核的自旋磁矩射频脉冲信号采集通过射频脉冲将氢原子核激发到高能级，然后回到低能级释放能量。
设备接收这些能量信号，经过处理后得到图像。
030201患者需要在专业人员的指导下进入扫描室，并按照要求躺在扫描床上。
患者进入扫描室设备会根据预设的扫描序列对目标部位进行扫描，期间患者需要保持静止。
扫描过程扫描完成后，数据会被传输到计算机系统进行处理和图像重建。
MRI磁共振成像设备
梯度线圈系统
评估梯度系统的可靠性四个方面
最大梯度强度 上升时间或切换率 工作周期 涡流补偿技术
梯度强度的测量单位为mT/m或G/cm 较高的梯度强度可以在不改变其它测量参数
的情况下，选择薄层或较小的视场 梯度磁场场强越高，可选择层面越薄，分辨
率越高
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梯度线圈系统
梯度磁场系统性能直接关系到成像质量
梯度线圈系统
33
梯度线圈系统
34
五、对梯度系统的要求
良好线性特性 梯度场的线性范围至少大于成像 视野
响应时间短 梯度场从零上升到所需稳定值的时 间称为梯度场的响应时间。
功率损耗小 梯度场线圈建立梯度场需要很大驱 动电流
最低程度的涡流效应 涡流指梯度场从零上升和 从稳定值下降过程中在临近梯度线圈的 金属结 构中感应的电流
主计算机可以选择或修改扫描参数， 执行图像显示、摄片、存取光盘及后 处理等功能
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生理监控
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谢谢!
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接收带宽、功率、线圈类型
4。计算机：
字长、位数、图像重建速度以及总线结构
9
磁体系统
主磁场磁体系统类型
永磁体
电磁体
常导磁体 超导磁体
磁感应强度0.04～4特斯拉 B=0H 0是真空磁导率 H是磁场强度
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一、永磁体
1、原理(铁磁性物质组成 (Fe3O4)
磁体系统
11
磁体系统
射频系统 发射和接收 频率合成器、RF成形部分、 发射器、预放、功率放大器、 发射线圈、接收线圈及低噪 声信号放大器
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射频系统
接收系统 接收线圈、低噪声前放、RF放大、 带通滤波器、检波器、低通滤波器、 低频放大器和A/D部分
磁共振成像设备介绍
磁共振成像设备介绍1. 概述磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是一种利用磁共振现象对人体或物体进行成像的无创检查技术。
它能够提供高对比度、高分辨率的图像，对于诊断疾病和观察生理过程具有重要价值。
磁共振成像设备是实现MRI检查的关键设备，下面将对其进行详细介绍。
2. 磁共振成像设备的组成磁共振成像设备主要由以下几个部分组成：2.1. 主磁体主磁体是磁共振成像设备的核心部件之一，它产生强大的静态磁场，用于对采集的信号进行定向和扩散。
主磁体通常采用超导磁体或永磁体。
超导磁体利用超导材料在极低温下产生极强的磁场，能够提供更稳定和均匀的磁场质量。
永磁体则是通过特殊磁材制造的，相对于超导磁体具有较低的成本和更小的体积。
2.2. 梯度线圈梯度线圈用于在磁共振成像过程中产生梯度磁场，通过改变梯度磁场的方向和强度，可以对磁共振信号进行空间编码，从而实现对物体内部结构的定位和分辨。
2.3. RF线圈RF线圈是用于向被检体中输入射频信号以及接收磁共振信号的设备。
它是磁共振成像设备的重要组成部分，能够产生高频的交变电磁场，激发被检体内部的磁共振信号。
2.4. 接收器接收器用于接收从被检体中采集到的磁共振信号，并将其转换为电信号进一步处理。
接收器通常包括信号放大器、滤波器、模数转换器等。
2.5. 控制与处理系统控制与处理系统负责操纵磁共振成像设备的各部分，并对采集到的信号进行处理和重建。
它通常由计算机和相应的软件组成，能够实现图像采集、重建和显示。
3. 磁共振成像设备的工作原理磁共振成像设备的工作原理是基于核磁共振现象。
当被检体置于强磁场中时，其中的原子核会受到磁场的影响，处于不同的能级。
通过向被检体中输入射频脉冲，可以使原子核从低能级跃迁至高能级。
当射频脉冲结束后，原子核会返回到低能级，并释放出能量。
这些能量以磁共振信号的形式被接收器采集，并由控制与处理系统转化为图像。
4. 磁共振成像设备的应用磁共振成像设备广泛应用于医学领域，主要用于以下方面：4.1. 诊断疾病磁共振成像设备能够提供高对比度和高分辨率的图像，可用于检测和诊断各种疾病，如脑卒中、肿瘤、心血管病等。