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文檔簡介
MRI設備-基本結(jié)構(gòu)梯度磁場系統(tǒng)梯度磁場簡稱梯度場,梯度是指磁場強度按其磁場的位置(距離)的變化而改變,它的產(chǎn)生是由梯度線圈完成的,一般在主磁體空間沿著X、Y、Z三個方向放置。梯度線圈有三組即GX、GY、GZ,疊加在靜磁場的磁體內(nèi),當線圈通電時可在靜磁場中形成梯度改變。梯度磁場系統(tǒng)梯度磁場的性能指標(1)有效容積(梯度場的均勻容積)有效容積是指線圈所包容的、其梯度場能滿足一定線性要求的空間區(qū)域。有效容積越大,可成像區(qū)范圍越大。(2)梯度場的線性梯度場的線性是衡量梯度場平穩(wěn)度的指標。線性越好,表明梯度場越精確,圖像的質(zhì)量就越好。梯度磁場系統(tǒng)梯度磁場的性能指標(3)梯度場的強度梯度場強度是指梯度場能夠達到的最大值。與主磁場相比梯度磁場是相當微弱的。梯度場強度大,磁場梯度就可以更大些,可進行超薄層面的掃描。梯度場強(mT/m)=梯度場兩端的磁場強度之差÷梯度場有效長度。(4)梯度場變化率和梯度上升時間梯度場變化率是指單位時間內(nèi)梯度場變化的程度,即最大梯度與上升時間的比率,亦稱梯度切換率。梯度上升時間是指梯度場達到某一預定值所需的時間。梯度上升性能的提高,可開發(fā)更快速的成像序列.(5)梯度場工作周期梯度場工作周期是指在一個成像周期的時間內(nèi)梯度場工作時間所占的百分數(shù)。成像周期是指MRI設備采集一次數(shù)據(jù)所需的時間,即一個脈沖序列執(zhí)行一遍所需的時間。梯度場工作周期與成像層數(shù)有關(guān),成像層數(shù)越多,梯度場的工作周期百分數(shù)越高。梯度磁場系統(tǒng)梯度磁場的組成梯度系統(tǒng)主要由梯度線圈(GradientCoil)、梯度放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、梯度控制器等組成,主要的作用是產(chǎn)生成像所需要的梯度磁場。梯度磁場系統(tǒng)梯度磁場的組成
梯度線圈三個梯度場分別由X、Y和Z三個梯度直流線圈來產(chǎn)生,每一組線圈要求有一個單獨的電源發(fā)生器供電,每組梯度線圈由兩個電流方向相反的同軸線圈組成,以產(chǎn)生其軸線方向的最大線性梯度磁場。射頻系統(tǒng)射頻脈沖磁場簡稱射頻脈沖(radiofrequency,RF)是一種以正弦波震蕩的射頻電波。磁共振系統(tǒng)中應用的頻率較低,相當于調(diào)頻廣播FM波段,根據(jù)靜磁場的強度不同其RF頻率也不同。射頻系統(tǒng)作用:用來發(fā)射射頻磁場,激發(fā)樣品的磁化強度產(chǎn)生磁共振,同時,接收樣品磁共振發(fā)射出來的信號,通過一系列的處理,得到數(shù)字化原始數(shù)據(jù),送給計算機進行圖像重建。它是由發(fā)射射頻磁場部分和接收射頻信號部分組成。射頻系統(tǒng)射頻脈沖
射頻梯度場是在射頻控制系統(tǒng)的作用下由射頻線圈以射頻(RF)脈沖波的形式發(fā)出的。通過調(diào)節(jié)射頻場強度和脈沖寬度兩個量,可使磁化向量M翻轉(zhuǎn)至任意角度,這由計算機和射頻控制單元來實施控制。射頻線圈1、射頻線圈的功能射頻線圈有發(fā)射和接收兩個基本功能。發(fā)射是指輻射一定頻率和功率的電磁波,使被檢體內(nèi)的氫核受到激勵而發(fā)生共振;接收是指檢測被激氫核的進動行為,即獲取MR信號。2、射頻線圈的種類有不同方法分類,如按功能分、按范圍分等。射頻系統(tǒng)射頻發(fā)射系統(tǒng)——發(fā)射射頻信號激勵質(zhì)子,起產(chǎn)生和傳播射頻能量的作用射頻發(fā)射器主要有四個組成部分頻率組合器數(shù)字射頻真空管高功率射頻放大器線圈射頻系統(tǒng)接收系統(tǒng)接收線圈、低噪聲前放、RF放大、帶通濾波器、檢波器、低通濾波器、低頻放大器和A/D部分射頻線圈——磁共振成像系統(tǒng)的“天線”向病人發(fā)射射頻信號或接收返回的射頻信號只用來做接收發(fā)射線圈又是接收線圈計算機系統(tǒng)在MRI設備中,計算機系統(tǒng)包括各種規(guī)模的計算機、單片機、微處理器等,構(gòu)成了MRI設備的控制網(wǎng)絡。信號處理系統(tǒng)可采用高檔次微型機負責信號預處理、快速傅立葉變換和卷積反投影運算。微機系統(tǒng)負責信息調(diào)度(如人機交互等)與系統(tǒng)控制(如控制梯度磁場、射頻脈沖)。計算機系統(tǒng)(一)主計算機系統(tǒng)
1、功能是控制操作者與磁共振設備各系統(tǒng)之間的通信,并通過掃描軟件來滿足所期望的應用要求。2、組成由主機、磁盤存儲器、光盤存儲器、控制臺、主圖像顯示器(主診斷臺)、輔助圖像顯示器(輔診斷臺)、圖像硬拷貝輸出設備、網(wǎng)絡適配器以及測量系統(tǒng)的接口部件等組成。3、主計算機系統(tǒng)中運行的軟件系統(tǒng)
系統(tǒng)軟件應用軟件計算機系統(tǒng)(二)圖像重建
1、數(shù)據(jù)處理
在重建圖像之前還需對A/D轉(zhuǎn)換所得數(shù)據(jù)進行簡單的處理,包括傳送驅(qū)動、數(shù)據(jù)字酌拼接和重建前的預處理等。加入標志信息,如掃描行和列的信息、數(shù)據(jù)的類型、生理信號門控數(shù)據(jù)、層號等等。2、圖像重建圖像重建的本質(zhì)是對數(shù)據(jù)進行高速數(shù)學運算。由于運算量很大,多采用并行計算機來重建圖像。計算機系統(tǒng)(三)圖像顯示圖像重建結(jié)束后,得到的是表示圖像各點不同亮度的一組數(shù)據(jù),這些圖像數(shù)據(jù)立即被送入主計算機系統(tǒng)的海量存儲器或硬盤中,并以圖像的形式輸出才能讓人眼看到。最成熟、最受歡迎的顯示方法是電子視頻顯示系統(tǒng),目前比較流行的是液晶顯示器。圖像的顯示不僅限于當前的病人,在會診或進行回顧性研究時還需要調(diào)出以往病人的圖像。輔助設備部分磁屏蔽的意義使靜磁場不受外界磁場干擾,保持穩(wěn)定均勻狀態(tài)保護掃描室外的電子設備不受MR磁體的影響
磁場對環(huán)境的影響
環(huán)境對磁場的影響設備種類最大磁場強度(mT)據(jù)磁體中心的一般最小距離(m)0.15T0.5T1.0T1.5T2.0T信用卡、磁盤、照相機34566.59X-TV、顯示器等15791013心臟起搏器0.568111215影像增強器、γ照相機、X-CT0.11216202325各種設備與磁體的最近距離干擾源至磁體中心的最小距離(m)干擾源至磁體中心的最小距離(m)地板內(nèi)的鋼筋網(wǎng)>1活動床、電瓶車、小汽車>12鋼梁、支持物>5起重機、大汽車>15輪椅、擔架>8鐵路、電車、地鐵>20大功率電纜>10MRI設備常見磁場干擾源輔助設備部分(二)主磁體屏蔽
主磁體屏蔽是為了盡量將5高斯線區(qū)域限于磁體室內(nèi),除通過增加磁體室的面積和高度外,還須采用磁屏蔽來達到目的。
1、有源屏蔽由一個線圈或線圈系統(tǒng)通以電流,產(chǎn)生反向的磁場來抵消工作磁場的雜散磁場,從而達到屏蔽的目的。2、無源屏蔽
無源屏蔽使用的是鐵磁性(鎳合金和鐵合金)屏蔽體,它因不使用電流源而得名。房屋屏蔽定向屏蔽鐵軛屏蔽輔助設備部分射頻屏蔽意義防止射頻干擾,需對工作頻率附近的干擾信號進行屏蔽屏蔽方式安裝濾波器,連接在電流導線的屏蔽罩之間用黃銅釘和紫銅釘將鋁板釘在木框上來完成射頻屏蔽注意事項使用薄銅板焊接成為整體,門縫隙也需要加屏蔽,觀察窗的屏蔽采用銅網(wǎng),為了取得好的屏蔽效果可采用雙層屏蔽銅網(wǎng)增加密度(即增加銅網(wǎng)的目)射頻屏蔽的標準屏蔽層2米遠測量2MHZ的射頻泄漏小于80db(分貝)5MHZ時小于100db30MHZ時小于110db的射頻干擾輔助設備部分照明要求照明只能用白熾燈自本身的電源濾波器再與建筑物上的市電相連,調(diào)光器必須裝配在射頻屏蔽之外電源要求380v,50HZ,Y或連接最大電源電阻380v時為0.1歐姆相之間允許的電源波動為6%10%允許的頻率波動為1%輔助設備部分功率要求0.5T系統(tǒng)為50KVA,100AMP1.0T,1.5T,2.0T系統(tǒng)為90KVA,125AMP環(huán)境要求空氣溫度22oC3oC相對濕度40%~60%場地要求0.5T工作室占地面積約110平方米,高度3.5米1.5T工作室占地面積約175平方米,高度4米設備的質(zhì)量保證設備檢測模體MRI檢測模體(phantom)就是各種MRI檢測標準所使用的模擬檢測物,即測試所用的模擬人體物,也稱體?;蛩?。
ACRMRI模體可檢測MRI高對比度空間分辨率(高分辨率)、密度分辨率(低對比度檢測能力)、信躁比、T1/T2值、幾何線性等。
Magphan模體可進行橫斷面、冠狀面和矢狀面及斜面的掃描成像,可檢測信噪比、幾何畸變(空間線性)、掃描層厚和連續(xù)性、空間分辨率、低對比度分辨率、偽影、T1/T2值等。它具有定位容易、測量性能參數(shù)多等優(yōu)點。設備的質(zhì)量保證質(zhì)量控制參數(shù)(一)磁場均一性
(二)空間定位精確度和線性度
(三)渦流補償(四)信噪比(五)百分比圖像均勻性(PIU)(六)掃描層厚和層間距(七)高對比度空間分辨率(八)低對比度檢測能力設備的保養(yǎng)維護主磁體主要對外部的保養(yǎng),保持磁體干凈有恒定的溫度和濕度定期進行磁場均勻度的校正計算機定期除塵,檢查風扇運轉(zhuǎn)情況,保證一定的溫度、濕度和空氣凈化度定期清理文件目錄,刪除計算機自動生成的錯誤文件,整理硬盤的碎片文件,必要時格式化硬盤梯度放大器/射頻放大器環(huán)境要求與計算機同定期清洗或更換梯度放大器和射頻放大器的通風過濾網(wǎng),檢查風扇運作情況設備的保養(yǎng)維護主操作臺及工作站保持恒定的溫度和濕度定期除塵保持空氣凈化檢查床檢查驅(qū)動其上下、前后的活動馬達,定期給
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