实验一机械匀场和电子匀场实验.PDF

实验一 机械匀场和电子匀场实验 一、 验目的： 1、了解磁场均匀性的概念与表示方法。 2 、掌握永磁体的机械匀场和电子匀场的概念和基本方法。 3、掌握NMI20 台式成像仪的主磁场均匀性调整的方法。 二、 验器材 NMI20 台式核磁共振成像仪一台，样品管（含样品）一根，无磁内六角扳手 4mm、6mm 各一把。 三、 具体名词解释： 硬脉冲 FID 序列：时域较窄，幅值较高，的脉冲信号民，它可激励质子的 频带范围较宽，不具有很好的选择性。 * T2 ：磁场不均匀情况下的T2 弛豫时间。而T2 是在理想均匀磁场中的横向弛豫时间。 四、 验原理 1、主磁场的均匀性 磁场的均匀性是指在特定的容积限度内磁场的同一性，即穿过单位面积的磁 力线的数目的等同程度。在磁共振系统中，均匀性是以主磁场的百万分之一（ppm） 作为 个偏差单位来度量的，其数学定义为。 B max B min 6 B0 6 1ppm 10 10 B 0 B 0 在某 个限定的空间范围内，式中：B0 为主磁场中心磁感应强度 （Gs）； B0 为磁感应强度最大值与最小值的差 （Gs）。对于不同的主磁场大小，其偏差单位 也是不同的。例如对 1.0T 的磁共振， 个偏差单位即 1 个 ppm 为 1.0 106 T(0.001mT)。 在MRI 中，要进行空间编码 （层选脉冲、相位编码和频率编码），就要在静 磁场上迭加微弱的梯度磁场。静磁场均匀性越差，偏差越大，图像质量越差。而 且如果静磁场不均匀，在迭加上梯度磁场后，层位信号将发生偏离，引起图像失 真和畸变。 例如，中心磁场强度为3000Gs，梯度磁场强度为0.15Gs/cm。在20cm 直径 的球形体积内，静磁场的不均匀度为10ppm。那么，在X 轴的几何失真为多大？ B (10 3000) 106 0.03Gs 沿X 轴的几何失真为 X 1 1 X B 0.03Gs =0.2cm 梯度场强 0.15gs/cm 主磁体磁场均匀性越差，几何变形越大。 均匀性标准的规定还与所取的测量空间的大小有关。本实验装置所取的测量 空间范围为 10mm×10mm×10mm 的球形空间。医学磁共振由于需要给受检者提供 较大的受检范围，因此其磁场均匀性的空间范围 般为直径40～50cm 的球形或 椭球形； 2、均匀性对组织T 2 的影响因素和匀场方式 主磁场的均匀性直接影响到组织的T2 * 时间长短。根据磁共振成像理论，组 * 1 1 织的T2 与主磁场的不均匀性B0 之间的关系为： * gB0 。如图1所示， T T2 2 当主磁场均匀性越低时，即T2 * 越短，弛豫越快，即FID 信号的拖尾越短。当主 磁场均匀性越高时，即T2 * 越长，弛豫越慢，即FID 信号的拖尾越长。理论上， * T 当主磁场绝对均匀时，T =T ，FID 以组织固有的 弛豫进行衰减。 2 2 2 图1 主磁场不均匀性对组织T2 的影响 利用上述关系通过在显示器上观察F