磁共振成像设备-1.ppt

第六章磁共振成像设备 Contents 概述 主磁体系统 梯度磁场系统 射频场系统 计算机图像重建与控制系统 第一节 概述 一、磁共振成像的发展简史 磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是随着计算机网络技术、电子技术、低温超导技术、系统科学技术、磁体制造技术及图像处理技术迅速发展起来的医学诊断技术，它既可提供形态学结构信息，又可提供生物化学及代谢信息，在当今医学诊断技术中占有绝对优势。 磁共振成像的发展简史 1946年，发现磁共振现象。（Bloch水比Purcell石蜡,晚半个月）,1952年获诺贝尔物理学奖; 1967年,约翰斯等成功检测出动物体内分布的氢、磷和氮的MR信号。1970年Damadian发现正常组织与肿瘤组织的MR信号明显不同,并于1971年在Sciemce杂志上发表文章。1972年Lauterbur指出用MR信号可重建成像，提出MR空间编码技术。 1977年7月3日Damadian与他的实验小组用经历了7年时间设计制造出的第一台全身磁共振成像系统。1978年5月8日英国诺丁汉大学和阿伯丁大学的物理学家取得人体头部磁共振成像 1973年至1977年是磁共振波谱技术与成像理论相结合的时期，这期间产生了多种成像方法和理论，并进行了一系列人体成像的基础医学研究和技术准备工作。 80年代MR成像进入临床应用。 1.多参数成像，可提供组织脏器的解剖结构及丰富的生理、生化信息 2.可进行任意方位断面成像 3.软组织分辨力高 4.多种特殊成像:MRCP、MRU、MRA 5. 无电离辐射的安全检查 6.与CT相比，磁共振检查无骨性伪影。 1.MRI 各种参数的解剖学结构图像用以区别不同器官 可利用被检组织的物理和生物化学特性作组织特性评价 通过流动效应来评价血流和脑脊液的流动 2.MRS 利用化学位移对应的频谱分析揭示组织内生理、生化情况，是一种活体生化分析方法。 3.介入磁共振 实现精确定位及图像引导，达到某种诊断和治疗目的。 1. 扫描时间较长、费用较高 2. MR信号易受多种因素的影响 3. 对钙化灶不敏感 4. 禁忌症多 金属异物、早孕者(三个月内)、不安静者（恐惧者、婴儿、高危病人）、高温潮湿环境下、高热或散热功能障碍者。 第二节 主磁体系统 作用：主磁体产生高度均匀、稳定的静态磁场，使人体组织内的氢质子在磁场内形成磁矩，并以拉莫频率沿磁场方向进行自旋。 分类：永磁体、常导磁体及超导磁体。 低场、中场、高场。 主磁体的性能指标 场强的提高导致 磁体造价增加; 化学位移正比于磁场强度; T1弛豫时间延长，在TR为定值时，信号强度降低; 主磁场强度的提高拉莫频率提高，射频能量提高，导致射频激发场的分布不均匀，信号衰减明显; 逸散磁场增大; 5高斯线的边界更远,机房增大,建筑费用增加. 化学位移 信号丢失 空间定位畸变 测量方法： DSV:10cm、20cm、30cm、 40cm、50cm 平方根法：RMS 容积平方根法：Vrms 点对点法：P-P 磁场的稳定性可以分为时间稳定性和热稳定性两种。 时间稳定性指的是磁场随时间而变化的程度。如果在一次实验或一次检测时间内磁场值发生了一定量的漂移，则这种漂移就会影响到图像质量。磁场的漂移通常以一小时或数小时作为限度。一般说来，磁场的短期(1～2小时)漂移不能大于5ppm，而长期(以8小时为周期)漂移量须小于10ppm。磁体电源或匀场电源波动时，会使磁场的时间稳定性变差。 温度稳定性指磁场值随温度的变化而漂移。永磁体和常导磁体的热稳定度比较差。  永磁体的结构 永磁体的特点 永磁体的恒温控制 永磁材料的温度系数大，且为负值，磁场强度与温度成反比； 永磁体对温度非常敏感，永磁性材料对温度的变化1100ppm/ ?C。要求频率的漂移：每十分钟小于30Hz； 磁体本身温度要求在30??0.015?C，该温度通过在上、下两个极板上的点测量。 常导磁体的结构 常导磁体的特点 超导磁体所用的超导材料主要是铌钛（铌占44%~50%）合金与铜的多丝复合线， 工作温度为4.2K(-269℃)，即一个大气压下液氦的温度； 临界电流密度为3*103A/mm2 ； 临界磁场为10T。 超导磁体场强大小 超导线圈 超导磁体的构成 磁体预冷：磁体预冷是指用致冷剂将液氦容器内的温度分别降至其工作温度的过程。由于上述容器与致冷剂的温差相当悬殊，磁体的预冷常常要消耗大量液氦。 超导环境的建立：所谓超导环境，简单地说就是4.2K的液氦温度。磁体经过预冷，液氦容器内的温度已降至4.2K，而超导线圈稳定工作的条件是必