MRI原理及设备教学教材.ppt

磁共振成像;磁共振的含义： 磁：成像的靶子和整个成像过程离不开 磁场。 共振：成像靶子主要为 H（奇数）的能 量吸收与释放过程，即磁共振现 象。 成像：对成像物体进行空间的编码。三 维。;MR的基本原理 当处于磁场中的物质受到射频（RF）电磁波的激励时，如果RF电磁波的频率与磁场强度的关系满足拉莫尔方程，则组成物质的一些原子核会发生共振，即MR。 此时，原子核吸收了RF电磁波的能量；当RF电磁波停止激励时，吸收了能量的原子核又会把这部分能量释放出来，即发射MR信号。;一、历史; 1978 年英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像。 1980 年磁共振开始应用于临床。 1984 年磁共振获得美国食品药物管理局正式批准应用于临床。 MRI技术得到很大发展 EPI技术、单次激发EPI、磁共振血管成像、FMRI技术、 磁共振介入 ;主要特点及临床应用;临床应用的局限性 1、成像速度慢 2、对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感 3、禁忌症较多 4、图像易受多种伪影影响;主要由主磁体、梯度线圈、RF线圈、计算机与控制台和检查床等组成;;主磁体;性能指标;磁场均匀性 磁场均匀度在很大程度上决定着图像质量的好坏！可引起图像的信噪比（S/N）、空间分辨力（SR)和有效视野（FOV）的几何变形。 常用磁场不均匀度（ppm）衡量。 磁场均匀度越差，几何变形越大。 （ ppm，百万分之一） 磁场的稳定性 受磁体附近铁磁性物质、环境温度、匀场电源飘逸等因素的影响，磁场的均匀性或B0也会发生变化，即磁场漂移。 保证图像的一致性和可重复性的重要指标。1~2小时内，磁场漂移应小于2ppm，1~8小时，10ppm。 ;主磁体;主磁体;主磁体;;超导磁体的内部结构 由容器、浸泡在液氦中的超导线圈、底座以及顶部的输液管口、气体蒸发通道、电流引线等组成。 ;超导磁体特性： 场强高；稳定性和均匀度好；可开发更的的临床应用功能；缺点是技术复杂、成本高。;磁共振成像系统的质量保证体系;;磁共振成像磁场对环境的影响;磁共振成像系统的部分磁场干扰源;磁屏蔽的分类;磁屏蔽的分类;匀场技术;梯度场系统;MRI设备的分辨力高，通过调整梯度场，可直接摄取横、冠??矢状层面和斜位等不同体位的体层图像;梯度场系统;梯度场系统;;涡流对梯度的影响 当梯度电流导通或切断时，变化的磁场在周围导体中感应出感生电流，此感生电流在金属体内环形流动。称为涡流。 涡流的强度与磁场的变化率成正比。涡流所产生的 热量，称涡流损耗。 涡流也会产生变化的磁场，其方向与梯度磁场相反，会消弱梯度磁场。 涡流补偿可以通过RC电路使梯度脉冲电流产生畸变，因而产生所期望的梯度脉冲波形。;梯度线圈 X轴、Y轴、Z轴的三个梯度线圈的工作原理相同，但实现起来是不同的。梯度线圈分为：直线型、鞍型、螺线型及平面型。 ;鞍型线圈 两对、四对鞍型线圈 ;技术参数：磁场梯度、梯度切换率、工作周期、有效容积及线性。 磁场梯度：即梯度磁场的强度。表征梯度场系统产生的磁场随空间的变化率。 梯度切换率：梯度场上升、下降的时间。切换率高，信噪比就高。 工作周期：梯度场工作时间占TR时间的百分数。 ;四、射频场系统; ;发射线圈的类型： 圆形线圈；鞍形线圈；螺线管线圈；低频鸟笼式线圈；高频鸟笼式线圈。;磁共振成像卷;发射通道： 具有形成RF脉冲形状、对脉冲进行衰减控制、功率放大和监视等功能。 1、频率合成器：发射部分需要一路中频信号和一路同中频进行混频的信号；接收部分需要用到两路具有90°相位差的中频信号，和用于混频的一路RF信号；整个RF部分的控制还要一个公用的时钟信号。这些都有频率合成器来产生。 2、发射混频器：它通过两种信号混频，产生RF信号，同时通过门控电路形成RF脉冲波形。 3、发射调制器：对RF信号进行幅度调制。;4、功率放大器：将RF信号由0.5V，1mW左右，放大到足够大的功率。;接受线圈与接收通道 接受线圈：用于接收人体所产生的MR信号。 可以和发射线圈使用同一线圈，也可独立使用。 线圈越接近人体组织接收的信号越强；线圈越小、噪声越小。 常用一些专用线圈：头部线圈，关节表面线圈，脊柱相控阵线圈等。;接收通道 MR信号的感生电流很小，必须经接收通道放大、混频、滤波、检波、A/D转换等一系列处理后才能送到计算机。;1、前置放大器：位于开端，要求匹配，尤其要低噪。 2、混频器与滤波器 混频器： 将信号频谱搬移到中频上。 滤波器：滤除不必要的频率组合，滤噪。 3、相敏检波器：从来自中频滤波电路的中频信号中检测出低频MR信号。 4、低频放大与低通滤波 5、ADC—A/D ;五、计算机系统;梯度场控制 每个梯度场都有一