磁共振成像設(shè)備MRI-MRI設(shè)備之基本構(gòu)造（醫(yī)學(xué)影像設(shè)備）

MRI設(shè)備-基本結(jié)構(gòu)磁共振成像過程處于靜磁場的成像物體用Z軸方向的梯度磁場選擇層面用X軸方向的梯度磁場頻率編碼用Y軸方向的梯度磁場相位編碼信號采集信號處理，得到數(shù)字圖像層面圖像顯示磁共振成像系統(tǒng)磁共振機(jī)房磁共振成像系統(tǒng)或者叫做磁共振機(jī)器一般需要安裝在醫(yī)院的一個固定的房間，這個房間被稱為磁共振的機(jī)房，該機(jī)房系統(tǒng)由三個房間組成：①檢查室（Examinationroom）：又叫掃描間或磁體間，是MRI掃描儀所在的房間，被檢查者在這里完成掃描；②控制室（Operatorroom）：又叫操作間，是MRI技師操作磁共振的房間，一般與掃描間相連；③技術(shù)室（Technicalroom）：又叫設(shè)備間，主要是存放與磁共振相關(guān)的各種機(jī)柜，具備完整的供電，上下水，并盡可能與磁體間相連。為了盡可能合理的利用有效的場地及保證安全，MR場地從使用功能和安全等級上可以劃分為四個不同區(qū)域。不同區(qū)域?qū)τ谶M(jìn)出人員有不同的安全規(guī)范要求及限制。使用羅馬數(shù)字Ⅰ~Ⅳ，對不同的區(qū)域進(jìn)行劃分和標(biāo)識。磁共振機(jī)房磁共振組成磁共振組成磁共振組成

現(xiàn)代磁共振成像系統(tǒng)大體結(jié)構(gòu)都很相似，基本上由四個系統(tǒng)組成：即主磁體系統(tǒng)、梯度磁場系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)。磁體梯度線圈射頻線圈梯度控制梯度驅(qū)動接受通道發(fā)射通道脈沖程序計算機(jī)顯示器存儲器磁共振組成主磁體主磁體的作用：產(chǎn)生一個均勻的靜磁場，使處于磁場中人體的氫質(zhì)子被磁化而形成與主磁場方向相同的低能質(zhì)子和與主磁場方向相反的高能質(zhì)子（詳情見磁共振原理），高低能質(zhì)子產(chǎn)生的磁場相減，產(chǎn)生宏觀的縱向磁化矢量，為后續(xù)被適當(dāng)條件下的射頻脈沖RF激發(fā)，產(chǎn)生MR信號提供條件。主磁場主磁體系統(tǒng)的要求：高度均勻，圖像失真小穩(wěn)定（漂移率?。﹫鰪?qiáng)越高，信噪比越高膛孔大可容納較胖的受檢者主磁體的分類磁體系統(tǒng)是磁共振成像系統(tǒng)最重要、成本最高的部件，是磁共振系統(tǒng)中最強(qiáng)大的磁場，平時我們評論磁共振設(shè)備的大小就是指靜磁場的場強(qiáng)數(shù)值，單位用特斯拉（Tesla，簡稱T,垂直于磁場方向的1米長的導(dǎo)線，通過1安培的電流，受到磁場的作用力為1牛頓時，通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1特斯拉。）或高斯（Gauss）表示，1T=1萬高斯。臨床上磁共振成像要求磁場強(qiáng)度在0.05～3T范圍內(nèi)。一般將≤0.3T稱為低場，0.3T～1.0T稱為中場，＞1.0T稱為高場。磁場強(qiáng)度越高，信噪比越高，圖像質(zhì)量越好。但磁場強(qiáng)度過高也帶來一些不利的因素。為了獲得不同場強(qiáng)的磁體，生產(chǎn)廠商制造出了不同類型的磁體，常見的磁體有永久磁體、常導(dǎo)磁體和超導(dǎo)磁體。

主磁體的分類根據(jù)磁體的設(shè)置形狀又可以分為閉合式、開放式和特殊的形式。主磁體的類型（1）永久磁體

永久磁體是由永久磁鐵（如鐵氧體或銣鐵）的磁磚拼砌而成。它的結(jié)構(gòu)主要有兩種，即環(huán)型和軛型。永磁型磁體（permanentmagnet）是最早應(yīng)用于MRI全身成像系統(tǒng)的磁體，由具有鐵磁性的永磁材料構(gòu)成，可用于永磁體的磁性材料主要有鋁鎳鈷、鐵氧體和稀土鈷三種類型。我國有豐富的稀土元素，也能大量生產(chǎn)高性能的稀土永磁材料（如釹鐵硼）。這些材料都是生產(chǎn)永磁磁體的優(yōu)質(zhì)原料資源。永磁體一般由多塊永磁材料堆積或拼接而成，磁鐵塊的排布既要滿足構(gòu)成一定成像空間的要求，又要使其磁場均勻性盡可能高。另外，磁體的兩個極面須用導(dǎo)磁材料連接起來，以提供磁力線的返回通路，從而減少磁體周圍的雜散磁場，縮小邊緣場的空間范圍。主磁體的類型（1）永久磁體

圖中的兩個磁極分別位于磁體上、下兩端，使磁場方向與兩個極面相垂直。對于全身成像MRI設(shè)備來講，這意味著受檢者體軸將與磁場方向相垂直。這就是所謂的橫向磁場。兩極面間距離（d）就是磁體孔徑。d越小磁場越強(qiáng)，而d太小又不能容納人體。在d一定前提下，提高靜磁場B0磁場強(qiáng)度的唯一辦法就是增加磁性材料的用量，但這樣做又要受磁體重量的限制。因此，設(shè)計者必須在磁場強(qiáng)度、掃描檢查孔徑、和磁體重量三者之間進(jìn)行平衡、折中。0.35T永磁型磁共振磁體的重量一般在14噸左右，0.4T在20噸左右。永磁體的磁場強(qiáng)度一般不超過0.5T。永磁型磁體及其磁路示意圖主磁體的類型（1）永久磁體缺點(diǎn)：磁體龐大、笨重，同時其磁場均勻度受環(huán)境溫度影響大，磁場穩(wěn)定性較差。其周圍環(huán)境發(fā)生變化（例如地鐵線路、變電設(shè)施、供電電纜、過往機(jī)動車輛等）就會導(dǎo)致磁場均勻度被破壞，使圖像質(zhì)量下降，甚至造成圖像偽影。磁場均勻性通常也受到一定限制，與超導(dǎo)磁體MRI設(shè)備相比較，磁場均勻性指標(biāo)參數(shù)要低很多。其原因一是拼接成完整磁體的每塊永磁材料的性能不可能完全一致；二是受磁極平面加工精度的限制；三是磁極本身的邊緣效應(yīng)（磁極軸線與邊緣磁場的不均勻性）。此外，永磁型磁體的溫度系數(shù)較大即它對溫度變化非常敏感，這使其磁場穩(wěn)定性變差。因此，需要恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)將磁體間內(nèi)的溫度或磁體本身的溫度變化嚴(yán)格控制在±1℃之內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：永磁型磁體磁場強(qiáng)度衰減極慢，幾乎永久不變，且運(yùn)行維護(hù)簡單，無水電消耗，磁力線閉合，磁體漏磁少，磁力線方向與人體長軸垂直。射頻線圈制作簡便，線圈效率高。其優(yōu)異的開放性能、低造價、低運(yùn)行成本、整機(jī)故障率低、磁場發(fā)散少、對周圍環(huán)境影響小、檢查舒適等特點(diǎn)，使得永磁MRI設(shè)備不僅在中國，在全世界也得到認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。此外，日益興起的磁共振介入診斷和治療，以及磁共振導(dǎo)引的介入手術(shù)，正在為永磁開放型MRI設(shè)備開拓新的用武之地。主磁體的類型（2）常導(dǎo)磁體

常導(dǎo)磁體是根據(jù)電流產(chǎn)生磁場的原理設(shè)計的。當(dāng)電流通過圓形線圈時，在導(dǎo)線的周圍會產(chǎn)生磁場。其磁力線與受檢人體長軸平行。常導(dǎo)磁體的線圈是由高導(dǎo)電性的金屬導(dǎo)線或薄片繞制而成。它的結(jié)構(gòu)主要由各種線圈組成。常導(dǎo)型磁體實際上是某種類型的空芯電磁鐵，其線圈通常用銅線繞成。由于銅有一定的電阻率，故又有人將由這種線圈制成的磁體稱為阻抗型磁體（resistivemagnet）。此型磁體大致可分為三種：空心磁體、鐵心磁體和電磁永磁混合型磁體。為了產(chǎn)生較高的磁場強(qiáng)度和足夠的中空（有效檢查孔徑）直徑，往往數(shù)個線圈并用，主磁體的類型（2）常導(dǎo)磁體優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、重量較輕、制造安裝容易，造價低廉，造價較低，不用時可以停電，可隨時建立或卸掉靜磁場。在0.2T以下可以獲得較好的臨床圖像?？呻S時建立或卸掉靜磁場。缺點(diǎn)：磁場均勻性和穩(wěn)定性較差，受室溫影響大，開機(jī)后耗電量大（典型值80kW）并使磁體產(chǎn)生較多熱量，必須使用大量的循環(huán)水冷卻維持其運(yùn)行，故運(yùn)行費(fèi)用較高，且其磁場強(qiáng)度亦較低（典型值0．23T），另外，線圈供電電源的波動將會直接影響磁場的穩(wěn)定，因而高質(zhì)量的大功率恒流電源是常導(dǎo)型MRI設(shè)備整機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，目前僅有少數(shù)廠家還在生產(chǎn)常導(dǎo)型MRI設(shè)備。，主磁體的類型

（3）超導(dǎo)磁體這一類是目前臨床使用最多的。它也屬于電磁型磁共振，不過它的磁體采用的是超導(dǎo)材料制造。當(dāng)滿足超導(dǎo)臨界溫度，電阻消失，勵磁通電以后，后續(xù)不需要再繼續(xù)通電也會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。目前臨床使用的高場磁共振基本上都是超導(dǎo)型的。在普通的導(dǎo)體中，大部分通過導(dǎo)體的電流由于電阻的原因變?yōu)闊崮?，因而被“消耗”掉了，而由超?dǎo)材料制成的超導(dǎo)體最重要的特點(diǎn)是在特定條件下電流通過時其電阻為零。有一些類型的金屬（特別是鈦、釩、鉻、鐵、鎳），當(dāng)將其置于接近絕對零度（零下273.2攝氏度，標(biāo)為0K）的超低溫時，其電阻為零，即處于超導(dǎo)工作狀態(tài)，這些具有超導(dǎo)性的物質(zhì)可稱其為超導(dǎo)體。以超導(dǎo)體為線圈材料制造的磁體稱為超導(dǎo)型磁體。主磁體的類型

（3）超導(dǎo)磁體超導(dǎo)型磁體（superconductingmagnet）是由電流通過超導(dǎo)體導(dǎo)線產(chǎn)生磁場，與常導(dǎo)型磁體的主要差別在于其導(dǎo)線由超導(dǎo)材料制成并將其置于液氦之中。超導(dǎo)體線圈的工作溫度在絕對溫標(biāo)4.2K的液氦中獲得的超低溫環(huán)境，達(dá)到絕對零度（–273°C），此時線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，沒有電阻。當(dāng)超導(dǎo)線圈在8K溫度下其電阻即等于零，液氦的沸點(diǎn)為77K。超導(dǎo)磁體配有一個勵磁電源，勵磁電流從勵磁電源發(fā)出通過超導(dǎo)磁體線圈循環(huán)流動，當(dāng)電流上升到使磁場建立起預(yù)定的場強(qiáng)時，超導(dǎo)磁體開關(guān)閉合，勵磁電源斷開，電流在閉合的超導(dǎo)線圈內(nèi)幾乎無衰減地循環(huán)流動，產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻、高場強(qiáng)的磁場。

典型的超導(dǎo)勵磁電源為10V，4000A，要求優(yōu)質(zhì)的電流穩(wěn)定度。勵磁電流沿著一對銅制電流輸送排從勵磁電源系統(tǒng)被送往位于磁體上方的超導(dǎo)線圈頸管聯(lián)接處為超導(dǎo)線圈“充電”、充磁。超導(dǎo)磁體內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常為鈮合金線圈浸泡在液氦里（為了減少液氦的氣化，磁體內(nèi)通常有數(shù)層液氦及真空層）主磁體的類型

（3）超導(dǎo)磁體

超導(dǎo)磁體的優(yōu)點(diǎn)：磁場強(qiáng)度高（動物成像可高達(dá)17.6T，臨床成像常用的一般為0.15T～3.0T，人體成像目前可高達(dá)9.4T），超導(dǎo)磁體的磁場穩(wěn)定（磁場強(qiáng)度漂移小于0.1ppm/h），磁場均勻度高，幾乎不受環(huán)境溫度的波動影響，超導(dǎo)線圈不持續(xù)消耗電能，容易獲得高分辨率、高信噪比、高質(zhì)量的MR影像，能進(jìn)行磁共振波譜分析及功能性磁共振成像等一些研究項目。

超導(dǎo)磁體的缺點(diǎn)：如維持運(yùn)行費(fèi)用較高，需要持續(xù)消耗一定量的液氦（近年來，隨著冷頭技術(shù)的不斷進(jìn)步超導(dǎo)磁體液氦消耗水平呈不斷下降趨勢）；磁體的構(gòu)造和工藝復(fù)雜，整機(jī)價格昂貴；對操作者和管理者技術(shù)水平的要求很高；特殊情況下當(dāng)線圈溫度超過8K時可能發(fā)生失超的危險。超導(dǎo)磁體內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常為鈮合金線圈浸泡在液氦里（為了減少液氦的氣化，磁體內(nèi)通常有數(shù)層液氦及真空層）主磁體的類型

（4）超導(dǎo)型磁體性能及其相關(guān)性絕對零度和超導(dǎo)電性1908年荷蘭實驗物理學(xué)家昂內(nèi)斯成功地液化了地球上最后一種“永久氣體”——氦氣，并且獲得了接近絕對零度（零下273攝氏度，標(biāo)為0K）的低溫：4.25K～1.15K（相當(dāng)于零下攝氏度）。這樣低的溫度為超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)提供了有力保證。經(jīng)過多次實驗，1911年昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)：汞的電阻在4.2K左右的低溫度時急劇下降，以致完全消失（即零電阻）。1913年他在一篇論文中首次以“超導(dǎo)電性”一詞來表達(dá)這一現(xiàn)象。由于“對低溫下物質(zhì)性質(zhì)的研究，并使氦氣液化”方面的成就，昂內(nèi)斯獲1913年諾貝爾物理學(xué)獎。主磁體的類型

（4）超導(dǎo)型磁體性能及其相關(guān)性超導(dǎo)體的基本性質(zhì)及其性能指標(biāo)⑴完全導(dǎo)電性物理學(xué)上把物質(zhì)進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)后電阻為零的性質(zhì)稱為完全導(dǎo)電性。完全導(dǎo)電性是對直流而言的，在交流情況下，超導(dǎo)體不再具有超導(dǎo)電性，它將出現(xiàn)能量損耗。⑵完全抗磁性給處于超導(dǎo)態(tài)的某物體外加一磁場，磁感線將無法穿透該物體，即保持超導(dǎo)體內(nèi)的磁通為零，稱為完全抗磁性，又稱為邁斯納效應(yīng)。主磁體的類型

（4）超導(dǎo)型磁體性能及其相關(guān)性超導(dǎo)體的基本性質(zhì)及其性能指標(biāo)⑶超導(dǎo)體的性能指標(biāo)·臨界溫度（Tc）∶超導(dǎo)體從呈現(xiàn)一定電阻的正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮铻榱愕某瑢?dǎo)態(tài)時所處的溫度，稱為臨界溫度（Tc），又稱轉(zhuǎn)變溫度。臨界溫度是物質(zhì)的本征參量。物質(zhì)不同，其Tc值也不同。一般金屬的Tc極低。如水銀的Tc為4.2K，錫的Tc僅3.7K。·臨界磁場（Hc）∶當(dāng)外加磁場達(dá)到一定數(shù)值時，超導(dǎo)體的超導(dǎo)性即被破壞，物質(zhì)從超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)，這一磁場值即稱為臨界磁場。由此可見，超導(dǎo)體只有在臨界溫度和臨界磁場下才具有完全抗磁性和完全導(dǎo)電性?！づR界電流（Ic）∶在一定的溫度和磁場下，當(dāng)超導(dǎo)金屬中的電流達(dá)到某一數(shù)值后超導(dǎo)性會遭到破壞，這一數(shù)值就是臨界電流。超導(dǎo)物理中還把每平方厘米截面上可通過的最大電流值叫做臨界電流密度，用Ic表示。

主磁體的類型

（4）超導(dǎo)型磁體性能及其相關(guān)性超導(dǎo)體的基本性質(zhì)及其性能指標(biāo)⑷超導(dǎo)材料的應(yīng)用具有低臨界轉(zhuǎn)變溫度（Tc＜30K），在液氦溫度條件下工作的超導(dǎo)材料，稱為低溫超導(dǎo)材料（lowtemperaturesuperconductingmaterial）。超導(dǎo)材料大致可分為純金屬，合金和化合物三類。目前，已發(fā)現(xiàn)近30種元素的單質(zhì)，8000多種化合物和合金具有超導(dǎo)性能。低溫超導(dǎo)材料由于Tc低，必須在液氦溫度下使用，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用昂貴。由于具有實用價值的低溫超導(dǎo)金屬NbTi（鈮鈦）合金優(yōu)良的超導(dǎo)電性和加工性能，其Tc為9.3K，其使用已占低溫超導(dǎo)合金的95%左右。NbTi合金可用多芯復(fù)合加工法加工成以銅（或鋁）為基體的多芯復(fù)合NbTi/Cu（鈮-鈦與銅）超導(dǎo)線材（其Tc為4.2K，即-268.80C），可用于制造MRI設(shè)備的超導(dǎo)磁體。主磁體的類型

（5）超導(dǎo)磁體的構(gòu)成超導(dǎo)磁體主要由超導(dǎo)螺線管線圈（簡稱超導(dǎo)線圈）、高真空超低溫杜瓦容器、以及附屬部件構(gòu)成。⑴超導(dǎo)線圈超導(dǎo)磁體采用超導(dǎo)材料螺線管線圈、以及勻場線圈設(shè)計可達(dá)到MRI設(shè)備對靜磁場的磁場強(qiáng)度和均勻性的高標(biāo)準(zhǔn)要求，因此通常0.5T以上磁場強(qiáng)度的醫(yī)用人體MRI設(shè)備均采用超導(dǎo)磁體。超導(dǎo)螺線管內(nèi)軸線上的磁感強(qiáng)度是勻強(qiáng)的；在磁介質(zhì)一定的前提下，其場強(qiáng)僅與線圈的匝數(shù)和流經(jīng)線圈的電流強(qiáng)度有關(guān)。因此，改變超導(dǎo)磁體螺線管線圈的匝數(shù)或電流均可使其所產(chǎn)生磁場的磁場強(qiáng)度發(fā)生變化。為了固定超導(dǎo)線圈繞組的線匝，并防止其滑動，要用低溫特性優(yōu)良的環(huán)氧樹脂澆灌、固定、封裝繞好的超導(dǎo)線圈繞組，環(huán)氧樹脂封裝超導(dǎo)線圈繞組的強(qiáng)度需要確保其能夠抵抗并承受勵磁過程中線圈整體受到的徑向和軸向的擠壓力，而不發(fā)生位移。主磁體的類型

（5）超導(dǎo)磁體的構(gòu)成⑵杜瓦容器超導(dǎo)線圈須浸泡在高真空、全密封、超低溫、液氦杜瓦容器中方能工作，其磁體制造工藝比較復(fù)雜，定期補(bǔ)充液氦也給用戶帶來一定的消耗成本。⑶附屬部件為確保杜瓦容器和超導(dǎo)線圈安全穩(wěn)定地運(yùn)行，設(shè)置有致冷劑（液氮和液氦）液面計、超導(dǎo)開關(guān)、勵磁和退磁電路、失超控制和安全保護(hù)電路等附屬部件。主磁體的類型

（6）超導(dǎo)磁體的構(gòu)成低溫系統(tǒng)制冷劑：液氦、液氮制冷系統(tǒng)：一般包括冷頭、壓縮機(jī)、水冷機(jī)等部件。由于磁共振設(shè)備在運(yùn)行時會不可避免的產(chǎn)生熱量，熱量會揮發(fā)液氦營造的絕對零度環(huán)境，使溫度升高電阻增大，進(jìn)而影響主磁場產(chǎn)生磁場環(huán)境的穩(wěn)定性，因此磁共振設(shè)備需要將產(chǎn)生的熱量及時排出，所以每臺設(shè)備會安裝多套制冷系統(tǒng)。內(nèi)部充滿高濃度氦氣的冷頭與壓縮機(jī)通過柔性壓力管相連，經(jīng)壓縮的高壓氦氣在冷頭膨脹帶走熱量，吸入高壓低溫氦氣與釋放低壓高溫氦氣，并與水冷機(jī)組完成熱交換。。主磁體的類型

（6）超導(dǎo)環(huán)境的建立超導(dǎo)線圈的材料鈮-鈦與銅的多芯復(fù)合超導(dǎo)線材的Tc為4.2K(-268.80C)，因此必須將其浸泡在液氦里才能保證其以超導(dǎo)體方式正常工作。MRI磁體超導(dǎo)環(huán)境的建立需要經(jīng)歷下述三個步驟：⑴抽真空：環(huán)形真空絕熱層是超導(dǎo)磁體的重要保冷屏障，其保冷性能主要決定于它的真空度。由分子泵和機(jī)械泵組成的真空泵組，能使超導(dǎo)磁體內(nèi)的真空度達(dá)到10-6~10-7mbar，以保證超導(dǎo)磁體的真空絕熱性能。⑵磁體預(yù)冷：指用致冷劑將杜瓦容器（磁體）內(nèi)的溫度分別降至其工作溫度的過程。磁體預(yù)冷過程分為兩個階段，需要消耗大量的液氮和部分液氦。第一階段將價格相對便宜的液氮直接導(dǎo)入磁體內(nèi)部預(yù)冷至77K（-196℃）。液氮預(yù)冷完成后，第二階段再改用價格相對昂貴的液氦，將其不間斷地導(dǎo)入磁體內(nèi)部，用液氦氣化產(chǎn)生的壓力將磁體內(nèi)部的液氮全部“吹走”、“吹”干凈，同時將磁體內(nèi)部溫度從77K進(jìn)一步預(yù)冷到液氦的沸點(diǎn)溫度4.2K（-268.8℃，與室溫相差近300℃）。⑶灌滿液氦：磁體預(yù)冷到4.2K后，液氦氣化減弱，液氦開始駐留在磁體內(nèi)部，直至將磁體灌滿，一般可罐充到滿容量的95％左右，剩余空間屬于液氣兩相的平衡面和氦氣的空間。在4.2K這一臨界溫度下，超導(dǎo)線圈將實現(xiàn)從正常態(tài)至超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變，超導(dǎo)環(huán)境從而建立起來。主磁體的類型

（7）失超所謂失超，即在勵磁或工作過程中，一旦超導(dǎo)體因某種原因突然失去超導(dǎo)特性而進(jìn)入正常態(tài)，溫度急劇升高，液氦大量揮發(fā)，磁場強(qiáng)度迅速下降，不過，現(xiàn)代磁體設(shè)計相應(yīng)的防范監(jiān)控系統(tǒng)，以使運(yùn)行中失超的可能性降低。引起失超的因素很多：磁體結(jié)構(gòu)和線圈組份、超導(dǎo)材料性能不穩(wěn)定、磁體超低溫環(huán)境被破壞、以及人為因素等。第一類：勵磁時充磁電流超過額定值或者充磁電流增加速度過快均會導(dǎo)致超導(dǎo)線圈整體受到徑向和軸向的電磁擠壓力使得浸漬于線圈繞組之間的環(huán)氧樹脂局部開裂，此變形能的釋放會轉(zhuǎn)化為熱能，從而引發(fā)失超。第二類：灌注液氦速度過快以及輸液管尚未完全冷卻到4.2K溫度時就將其插入磁體輸液孔內(nèi)，會引起杜瓦容器內(nèi)液氦沸騰，迅速氣化并噴發(fā)而出，導(dǎo)致超導(dǎo)環(huán)境遭到破壞，從而引發(fā)失超。第三類：磁體杜瓦容器中的液氦液面降到一定限度(各廠家規(guī)定的液氦低限容量不等，一般極限經(jīng)驗值是滿容量的30％)時，如果仍未按規(guī)定及時補(bǔ)充，則會導(dǎo)致失超。第四類：磁體的真空隔溫層真空環(huán)境破壞后，發(fā)生失超是肯定無疑的。第五類：誤操作緊急失超開關(guān)造成“意外”失超。

主磁體的類型

（7）失超失超與和去磁失超和磁體去磁是兩個完全不同的概念。去磁只是通過磁體特殊設(shè)計的超導(dǎo)線開關(guān)電路慢慢泄去其儲存的巨大能量（一個1.5T的磁體在勵磁后所儲存的磁場能量高達(dá)5MJ），使線圈電流逐漸減小為零，但線圈仍然浸泡在磁體杜瓦容器的液氦中，因此仍處于超導(dǎo)態(tài)。去磁一般是需要將MRI設(shè)備移機(jī)、拆除、或遇緊急情況時所主動做的工作。失超則是被動的，并且后果很嚴(yán)重，失超后不僅磁場消失，而且線圈失去超導(dǎo)性，會將電磁能量轉(zhuǎn)換為熱能。失超開始點(diǎn)總要經(jīng)受最高溫升，此局部溫升既可能破壞磁體超導(dǎo)螺線管線圈繞組的絕緣，又可能熔化超導(dǎo)體，并且引起液氦急劇氣化，嚴(yán)重時甚至引發(fā)接口爆裂、磁體“爆炸”而破壞整個磁體，并威脅磁體間中人員和財產(chǎn)的安全。主磁體的類型

（8）失超的預(yù)防保護(hù)措施失超后的線圈不可能從磁體中取出更換，只能重建其超導(dǎo)環(huán)境、勵磁后繼續(xù)使用，但是因為失超過后的線圈已經(jīng)遭到某種程度的破壞，其再次發(fā)生失超的可能性增加，甚至形成“習(xí)慣性”失超的惡果，因此建立失超的預(yù)防和保護(hù)系統(tǒng)是十分重要的，首先通過傳感器、探測器實時監(jiān)控磁體的狀態(tài)，同時建立勵磁時的失超保護(hù)、以及超導(dǎo)建立并運(yùn)行后的失超保護(hù)等防范措施。⑴磁體監(jiān)控和保護(hù)措施磁體監(jiān)控裝置實時監(jiān)控測量磁體線圈溫度、應(yīng)力、液氦液位、真空度、流量、杜瓦容器壓力等參數(shù)值的變化。在磁體杜瓦容器里，安裝液位計和加熱器，用于測量和控制液氦液位高度，鉑－鈷合金溫度計用于檢測液氦溫度；碳玻璃纖維溫度計用于檢測從液氮至室溫段的溫度。將應(yīng)變片安裝在超導(dǎo)線圈的徑向和軸向支撐桿上，用于監(jiān)測線圈的偏移和受力情況；超導(dǎo)線圈上下各安裝一個失超探測器。為了診斷失超部位及研究其傳播速度，還需要引出若干電壓抽頭引線，實時監(jiān)測超導(dǎo)螺線管線圈繞組各個節(jié)段的失超電壓。在杜瓦容器的真空抽口附近還要安裝檢驗滲漏的氦傳感器，以及真空計、壓力表等。主磁體的類型

（8）失超的預(yù)防保護(hù)措施⑵失超管（quenchtube）失超管是超導(dǎo)磁體不可缺少的一部分。它匯集了磁體的所有氣體揮發(fā)管口，從磁體上端直通磁體間建筑外大氣中。平時，失超管的作用就是排除廢氣。一旦失超，磁體杜瓦容器中近2000升液氦揮發(fā)的全部氦氣（每升液氦可氣化為1.25m3氦氣）將從失超管噴出。如果失超管設(shè)計尺寸不足、鋪設(shè)路徑不合理、不通暢、甚至堵塞，磁體因內(nèi)部壓力快速增高而被損壞的可能性將增大。⑶氧監(jiān)測器和應(yīng)急排風(fēng)機(jī)氦氣的比重小于空氣，而氮?dú)庥种赜诳諝?，所以補(bǔ)充致冷劑或失超后上述兩種氣體的泄漏有可能充滿磁體間的所有空間，使人窒息。因此，要求在磁體間安裝氧監(jiān)測裝置和應(yīng)急排風(fēng)機(jī)。并且應(yīng)急排風(fēng)機(jī)的開關(guān)可由氧監(jiān)測裝置自動控制，當(dāng)磁體間氧含量低于設(shè)定濃度值時，應(yīng)急排風(fēng)機(jī)將自動打開，當(dāng)發(fā)生磁體失超或氦氣泄漏時，可保障仍然滯留在磁體間內(nèi)人員的安全。主磁體的類型

（8）失超的預(yù)防保護(hù)措施⑷緊急失超開關(guān)緊急失超開關(guān)又稱為磁體急停單元（EmergencyRun-DownUnit，ERDU），是人工強(qiáng)制主動失超的控制開關(guān)，裝于磁體間內(nèi)靠近門口的墻上，其作用是在緊急和危險情況下迅速使靜磁場削減為零。該開關(guān)僅用于地震、火災(zāi)和危及受檢者生命等突發(fā)事件時使用。出于安全考慮，可在失超按鈕上加裝隔離罩。需要嚴(yán)格控制進(jìn)出磁體間的人員對該開關(guān)的非正常操作。⑸除須具備上述失超保護(hù)電路和措施之外，每位MRI技師和工程師還必須每日例行如下工作：第一：觀察和記錄液氦水平和磁體壓力，液面下降到一定數(shù)值（例如60%）時要立即通知液氦供應(yīng)商前來灌裝。第二：例行磁體各對外管口的常規(guī)檢查。磁體上方各排氣管路應(yīng)保持暢通，以免容器內(nèi)壓力升高而導(dǎo)致失超。各輸液口應(yīng)密封完好，發(fā)現(xiàn)結(jié)冰要立即處理。通向室外的失超管應(yīng)有防塵措施，并定期清理，防止堵塞。⑹失超后需要重新抽真空、液氮預(yù)冷、灌注液氦、勵磁等過程重建超導(dǎo)環(huán)境，其直接經(jīng)濟(jì)損失約50－70萬元人民幣。主磁體的參數(shù)（1）磁場強(qiáng)度

磁共振設(shè)備磁場強(qiáng)度的大小就是指靜磁場的場強(qiáng)數(shù)值大小，單位用特斯拉（Tesla，簡稱T）或高斯（Gauss）來表示，1T=1萬高斯。增加主磁場強(qiáng)度，可提高圖像的信噪比（SNR）。MRI圖像質(zhì)量與主磁場強(qiáng)度、主磁場均勻性、梯度線圈、射頻接收線圈等諸多因素相關(guān)。高場強(qiáng)中化學(xué)位移偽影較明顯，對運(yùn)動較敏感而更易產(chǎn)生偽影。場強(qiáng)從1.5T增加到3.0T時，大多數(shù)組織的橫向弛豫時間，T2只有輕微降低，可以忽略不計。然而，對于縱向弛豫時間，T1卻有較大變化，隨著場強(qiáng)的增加而增加.質(zhì)子的進(jìn)動頻率正比于磁場強(qiáng)度。脂質(zhì)分子和水分子中氫質(zhì)子的進(jìn)動頻率存在差異，即化學(xué)位移。磁場強(qiáng)度由1.5T增加到3.0T時，化學(xué)位移也成倍增加，化學(xué)位移的增加非常有利于MR波譜成像[4]。能更準(zhǔn)確地測量指定化學(xué)成分含量。MR成像中的射頻脈沖激勵自旋的同時也在成像目標(biāo)中造成了能量沉積。一般用特殊吸收率SAR來表示，即為單位質(zhì)量組織中射頻功率的吸收量，單位為W/kg。對于同樣的偏轉(zhuǎn)角，3.0T比1.5T的SAR值增加了4倍.主磁體的參數(shù)（1）磁場強(qiáng)度

磁共振設(shè)備磁場強(qiáng)度的大小就是指靜磁場的場強(qiáng)數(shù)值大小，單位用特斯拉（Tesla，簡稱T）或高斯（Gauss）來表示，1T=1萬高斯。增加主磁場強(qiáng)度，可提高圖像的信噪比（SNR）。MRI圖像質(zhì)量與主磁場強(qiáng)度、主磁場均勻性、梯度線圈、射頻接收線圈等諸多因素相關(guān)。高場強(qiáng)中化學(xué)位移偽影較明顯，對運(yùn)動較敏感而更易產(chǎn)生偽影。

主磁場強(qiáng)度的高低與磁體以及整機(jī)的造價成正比，目前0.35TMRI設(shè)備市場價格一般在600萬元人民幣左右，而進(jìn)口一臺3.0TMRI設(shè)備則需花費(fèi)2000萬元人民幣。因此用戶需要在整機(jī)價格、主磁場強(qiáng)度、圖像質(zhì)量三者中進(jìn)行比較、平衡、選擇。

提高場強(qiáng)的唯一途徑就是采用超導(dǎo)磁體。3.0TMRI設(shè)備從2005年起，開始大規(guī)模進(jìn)入臨床；（GE）、德國西門子、（PHILIP）均已開發(fā)并向市場推出7.0T的超高場MRI設(shè)備，用于人體成像的實驗研究；與此同時在美國芝加哥9.4TMRI設(shè)備正在用于人體成像研究。但是由于超高磁場強(qiáng)度靜磁場對人體的生物效應(yīng)尚不肯定，超高場MRI設(shè)備產(chǎn)品尚不成熟，以及相關(guān)國家的有關(guān)法律或規(guī)則對其應(yīng)用還有限制等原因，7.0T及以上的超高場系統(tǒng)至今未能廣泛用于臨床，但應(yīng)用研究的文獻(xiàn)已有很多發(fā)表。主磁體的參數(shù)（2）磁場均勻度

所謂磁場均勻度是指在特定容積（常取球形空間）限度內(nèi)磁場的同一性程度，即穿過單位面積的磁感應(yīng)線是否相同。磁場均勻度的單位為ppm（partpermillion），即特定空間中磁場最大場強(qiáng)與最小場強(qiáng)之差除以平均場強(qiáng)再乘以一百萬。磁場均勻度是衡量MRI設(shè)備性能高低的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

MRI對磁場的均勻度要求很高，在成像范圍內(nèi)的磁場均勻度決定圖像的空間分辨力和信噪比。磁場均勻度差將會使圖像模糊和失真。磁場均勻度由磁體本身的設(shè)計和外部環(huán)境決定，磁體的成像區(qū)域越大，其所能達(dá)到的磁場均勻度越低。磁場均勻度標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與所取測量空間的大小和形狀有關(guān)，一般采用與磁體中心同心的、直徑一定的球體空間做為測量范圍。通常磁場均勻度的表示方法是在測量空間一定的情況下，磁場強(qiáng)度在該給定空間的變化范圍（ppm值），即以主磁場強(qiáng)度的百萬分之一（ppm）作為一個偏差單位來定量表示的，通常將這個偏差單位稱為ppm，這稱為絕對值表示法。無論何種標(biāo)準(zhǔn)，在所取測量球大小相同的前提下，ppm值越小表明磁場均勻度越好。主磁體的參數(shù)（2）磁場均勻度

所謂磁場均勻度是指在特定容積（常取球形空間）限度內(nèi)磁場的同一性程度，即穿過單位面積的磁感應(yīng)線是否相同。磁場均勻度的單位為ppm（partpermillion），即特定空間中磁場最大場強(qiáng)與最小場強(qiáng)之差除以平均場強(qiáng)再乘以一百萬。磁場均勻度是衡量MRI設(shè)備性能高低的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

MRI對磁場的均勻度要求很高，在成像范圍內(nèi)的磁場均勻度決定圖像的空間分辨力和信噪比。磁場均勻度差將會使圖像模糊和失真。磁場均勻度由磁體本身的設(shè)計和外部環(huán)境決定，磁體的成像區(qū)域越大，其所能達(dá)到的磁場均勻度越低。磁場均勻度標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與所取測量空間的大小和形狀有關(guān)，一般采用與磁體中心同心的、直徑一定的球體空間做為測量范圍。通常磁場均勻度的表示方法是在測量空間一定的情況下，磁場強(qiáng)度在該給定空間的變化范圍（ppm值），即以主磁場強(qiáng)度的百萬分之一（ppm）作為一個偏差單位來定量表示的，稱為絕對值表示法。無論何種標(biāo)準(zhǔn)，在所取測量球大小相同的前提下，ppm值越小表明磁場均勻度越好。主磁體的參數(shù)（2）磁場均勻度在實際測量磁場均勻度之前首先需要精確定出磁體中心，然后在一定半徑的空間球體上布置場強(qiáng)測量儀（高斯計）探頭，并逐點(diǎn)（24平面法、12平面法）測量其磁場強(qiáng)度，最后處理數(shù)據(jù)、計算整個容積內(nèi)的磁場均勻度。磁場均勻度是會伴隨周圍環(huán)境變化的。即使一個磁體在出廠前已達(dá)到了某一標(biāo)準(zhǔn)（工廠保證值），但是安裝后由于磁（自）屏蔽、射頻屏蔽（門窗）、波導(dǎo)板（管）、磁體間和支持物中的鋼結(jié)構(gòu)、裝修裝飾材料、照明燈具、通風(fēng)管道、消防管道、緊急排風(fēng)扇、樓上樓下樓旁的移動設(shè)備（甚至汽車、電梯）等環(huán)境因素的影響，其均勻度會改變。因此，均勻度是否達(dá)到磁共振成像要求，應(yīng)以最后驗收時的實際測量結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)。磁共振生產(chǎn)廠家安裝工程師在工廠或醫(yī)院現(xiàn)場所做的被動勻場和超導(dǎo)勻場線圈主動勻場工作是提高磁場均勻度的關(guān)鍵措施。主磁體的參數(shù)（2）磁場均勻度勻場

磁體安裝后，對磁場進(jìn)行物理調(diào)整，稱為勻場。1、有源勻場（主動調(diào)整）

適當(dāng)調(diào)整勻場線圈陣列中各線圈的電流大小和方向，產(chǎn)生所需補(bǔ)償?shù)男〉拇艌?，達(dá)到減小或消去靜磁場的不均勻性。2、無源勻場（被動調(diào)整）主磁體的參數(shù)（3）磁場穩(wěn)定度受MRI設(shè)備磁體附近散布的鐵磁性物質(zhì)、磁體間環(huán)境溫度和濕度、超導(dǎo)勻場線圈電流漂移、主磁場超導(dǎo)線圈電流漂移、進(jìn)入磁體檢查孔徑的人體以及人體攜帶的體內(nèi)植入物、體外攜帶物（例如曲別針、硬幣、鋼筆、釘子）等客觀因素的影響，磁場的均勻性和/或磁場強(qiáng)度值會發(fā)生變化，這就是磁場漂移。磁場穩(wěn)定性就是定量評價、衡量這種漂移變化的技術(shù)指標(biāo)。穩(wěn)定性下降，意味著單位時間內(nèi)磁場的變化率增高，如果在一次磁共振掃描檢查時間段內(nèi)，磁場強(qiáng)度值和/或磁場均勻性發(fā)生了漂移，就會影響到圖像質(zhì)量。磁場的穩(wěn)定度分時間穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度兩種。

時間穩(wěn)定度是指磁場隨時間而變化的程度。磁場隨時間變化會產(chǎn)生相位差，導(dǎo)致圖像偽影。

熱穩(wěn)定度是指磁場值隨環(huán)境溫度變化而漂移的程度。永磁體和常導(dǎo)磁體的熱穩(wěn)定度較差，超導(dǎo)磁體的時間穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度都能滿足要求。主磁體的參數(shù)（4）有效孔徑磁體的孔徑大小限制著被檢查者的體型尺寸大小，延伸到磁體外部的磁場的范圍亦與孔徑大小及磁場強(qiáng)度有關(guān)。在磁場的延伸范圍內(nèi)，電子儀器對磁場均勻度及其本身的磁場產(chǎn)生破壞作用，為限制磁場向外部延伸及外部磁場的影響，需要采用各種屏蔽措施。有效孔徑是指梯度線圈、勻場線圈、射頻體線圈和內(nèi)護(hù)板等部件均安裝完畢后所得到的空間）。全身MRI設(shè)備，磁體有效孔徑須足以容納人體為宜，一般來說，內(nèi)徑應(yīng)大于65厘米?？讖捷^小可使病人產(chǎn)生幽閉恐懼感。開放式磁體使病人躺在半敞開的檢查床上，不會產(chǎn)生幽閉恐懼感，并能開展磁共振介入治療項目。增加磁體的孔徑在一定程度上比提高磁場強(qiáng)度更難，因為孔徑的增大勢必導(dǎo)致磁場均勻性的破壞和失衡，而校正這種失衡的技術(shù)難度很大，因此大孔徑（一般指內(nèi)徑凈空尺寸大于70cm）MRI設(shè)備是當(dāng)前研發(fā)的熱點(diǎn)之一。主磁體的參數(shù)（5）磁場的逸散度強(qiáng)大的主磁體周圍形成的逸散磁場，其逸散程度稱為逸散度。它的危害是對附近的鐵磁性物體產(chǎn)生很強(qiáng)的吸引力，對人體健康、醫(yī)療儀器設(shè)備受到不同程度的損害、干擾和破壞?？臻g分布通常以磁體邊緣場的等高斯線在空間分布的三視圖（俯視圖、前視圖、側(cè)視圖），即等高斯線圖來表示。等高斯線圖是由一簇接近于橢圓的同心閉環(huán)曲線表示的邊緣場分布圖。逸散程度的措施是對磁體采取各種有效的屏蔽。

由于不同場強(qiáng)磁體的雜散磁場強(qiáng)弱不同，對應(yīng)的等高斯線也就不同。其中以5高斯（0.5mT）“安全線”的空間分布最為重要，在磁場強(qiáng)度一定的前提下，5高斯線邊緣場空間范圍越小，說明磁體的自屏蔽系統(tǒng)性能更好，該磁體的環(huán)境安全性能也更好。通常的安全原則是：5高斯線空間范圍以內(nèi)禁止無關(guān)人員進(jìn)入；5高斯線空間范圍盡可能局限在磁體間內(nèi)。主磁體的參數(shù)（5）磁場的逸散度對磁體進(jìn)行自屏蔽的方法有兩種。一種是無源屏蔽法，即給磁體披上非常厚的軟鐵，但是磁體的重量會急劇增加。另一種是現(xiàn)在常用的有源屏蔽法，使用一組或者幾組有源線圈，仔細(xì)計算和測量邊緣場的分布后，設(shè)計成與邊緣場大小相等、方向相反的電磁場分布，從而抵消和反射磁體引起的向外發(fā)散的磁力線，以此達(dá)到縮小邊緣場空間范圍的目的。除此之外，對磁體間也可以采用特種硅鋼材料包繞覆蓋的磁屏蔽法，將邊緣場空間范圍強(qiáng)制壓縮在磁屏蔽空間之內(nèi)。梯度磁場系統(tǒng)梯度磁場簡稱梯度場，梯度是指磁場強(qiáng)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(dāng)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(biāo)（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(biāo)。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(biāo)（3）梯度場的強(qiáng)度梯度場強(qiáng)度是指梯度場能夠達(dá)到的最大值。與主磁場相比梯度磁場是相當(dāng)微弱的。梯度場強(qiáng)度大，磁場梯度就可以更大些，可進(jìn)行超薄層面的掃描。梯度場強(qiáng)（mT/m）=梯度場兩端的磁場強(qiáng)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(dá)到某一預(yù)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?jǐn)?shù)。成像周期是指MRI設(shè)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?jǐn)?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(dú)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(yīng)用的頻率較低，相當(dāng)于調(diào)頻廣播FM波段，根據(jù)靜磁場的強(qiáng)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(qiáng)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(jī)進(jìn)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(qiáng)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(jī)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(jìn)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(jī)系統(tǒng)在MRI設(shè)備中，計算機(jī)系統(tǒng)包括各種規(guī)模的計算機(jī)、單片機(jī)、微處理器等，構(gòu)成了MRI設(shè)備的控制網(wǎng)絡(luò)。信號處理系統(tǒng)可采用高檔次微型機(jī)負(fù)責(zé)信號預(yù)處理、快速傅立葉變換和卷積反投影運(yùn)算。微機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)信息調(diào)度（如人機(jī)交互等）與系統(tǒng)控制（如控制梯度磁場、射頻脈沖）。計算機(jī)系統(tǒng)（一）主計算機(jī)系統(tǒng)

1、功能是控制操作者與磁共振設(shè)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(yīng)用要求。2、組成由主機(jī)、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(shè)備、網(wǎng)絡(luò)適配器以及測量系統(tǒng)的接口部件等組成。3、主計算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計算機(jī)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(jìn)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(yù)處理等。加入標(biāo)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(jìn)行高速數(shù)學(xué)運(yùn)算。由于運(yùn)算量很大，多采用并行計算機(jī)來重建圖像。計算機(jī)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(diǎn)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(jī)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(dāng)前的病人，在會診或進(jìn)行回顧性研究時還需要調(diào)出以往病人的圖像。輔助設(shè)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(hù)掃描室外的電子設(shè)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(shè)備種類最大磁場強(qiáng)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(jī)34566.59X-TV、顯示器等15791013心臟起搏器0.568111215影像增強(qiáng)器、γ照相機(jī)、X-CT0.11216202325各種設(shè)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(jī)、大汽車＞15輪椅、擔(dān)架＞8鐵路、電車、地鐵＞20大功率電纜＞10MRI設(shè)備常見磁場干擾源輔助設(shè)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(dá)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(dá)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(shè)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(jìn)行屏蔽屏蔽方式安裝濾波器，連接在電流導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)屏蔽層2米遠(yuǎn)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(shè)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(shè)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(shè)備的質(zhì)量保證設(shè)備檢測模體MRI檢測模體（phantom）就是各種MRI檢測標(biāo)準(zhǔn)所使用的模擬檢測物，即測試所用的模擬人體物，也稱體?；蛩！?/p>

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(jìn)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(diǎn)。設(shè)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(bǔ)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(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)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(jìn)行磁場均勻度的校正計算機(jī)定期除塵，檢查風(fēng)扇運(yùn)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(jī)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(jī)同定期清洗或更換梯度放大器和射頻放大器的通風(fēng)過濾網(wǎng)，檢查風(fēng)扇運(yùn)作情況設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)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(dá)，定期給驅(qū)動轉(zhuǎn)軸添加潤滑油光盤驅(qū)動器定時儲存圖像定期除塵防潮除濕設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)表面線圈的保養(yǎng)軟制線圈不可過分折疊和彎曲，不得用銳利器刺傷其表面固定設(shè)制的線圈不可撞擊硬物對表面線圈表面的臟物應(yīng)用清潔劑擦干，不得用有機(jī)溶劑擦洗水冷機(jī)定期檢查壓力、水溫及制冷情況壓縮機(jī)每日查看壓縮機(jī)運(yùn)作情況，檢查壓縮機(jī)壓力情況液氦顯示器每日查看氦面情況，防止失超PIQT每周進(jìn)行IQ水模測試，定期監(jiān)測成像設(shè)備的各項技術(shù)指標(biāo)及可靠性能MRI設(shè)備-基本結(jié)構(gòu)磁共振成像過程處于靜磁場的成像物體用Z軸方向的梯度磁場選擇層面用X軸方向的梯度磁場頻率編碼用Y軸方向的梯度磁場相位編碼信號采集信號處理，得到數(shù)字圖像層面圖像顯示磁共振成像系統(tǒng)磁共振機(jī)房磁共振成像系統(tǒng)或者叫做磁共振機(jī)器一般需要安裝在醫(yī)院的一個固定的房間，這個房間被稱為磁共振的機(jī)房，該機(jī)房系統(tǒng)由三個房間組成：①檢查室（Examinationroom）：又叫掃描間或磁體間，是MRI掃描儀所在的房間，被檢查者在這里完成掃描；②控制室（Operatorroom）：又叫操作間，是MRI技師操作磁共振的房間，一般與掃描間相連；③技術(shù)室（Technicalroom）：又叫設(shè)備間，主要是存放與磁共振相關(guān)的各種機(jī)柜，具備完整的供電，上下水，并盡可能與磁體間相連。為了盡可能合理的利用有效的場地及保證安全，MR場地從使用功能和安全等級上可以劃分為四個不同區(qū)域。不同區(qū)域?qū)τ谶M(jìn)出人員有不同的安全規(guī)范要求及限制。使用羅馬數(shù)字Ⅰ~Ⅳ，對不同的區(qū)域進(jìn)行劃分和標(biāo)識。磁共振機(jī)房磁共振組成磁共振組成磁共振組成

現(xiàn)代磁共振成像系統(tǒng)大體結(jié)構(gòu)都很相似，基本上由四個系統(tǒng)組成：即主磁體系統(tǒng)、梯度磁場系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)。磁體梯度線圈射頻線圈梯度控制梯度驅(qū)動接受通道發(fā)射通道脈沖程序計算機(jī)顯示器存儲器磁共振組成MRI設(shè)備-基本結(jié)構(gòu)計算機(jī)系統(tǒng)在MRI設(shè)備中，計算機(jī)系統(tǒng)包括各種規(guī)模的計算機(jī)、單片機(jī)、微處理器等，構(gòu)成了MRI設(shè)備的控制網(wǎng)絡(luò)。信號處理系統(tǒng)可采用高檔次微型機(jī)負(fù)責(zé)信號預(yù)處理、快速傅立葉變換和卷積反投影運(yùn)算。微機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)信息調(diào)度（如人機(jī)交互等）與系統(tǒng)控制（如控制梯度磁場、射頻脈沖）。計算機(jī)系統(tǒng)（一）主計算機(jī)系統(tǒng)

1、功能是控制操作者與磁共振設(shè)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(yīng)用要求。2、組成由主機(jī)、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(shè)備、網(wǎng)絡(luò)適配器以及測量系統(tǒng)的接口部件等組成。3、主計算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計算機(jī)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(jìn)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(yù)處理等。加入標(biāo)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(jìn)行高速數(shù)學(xué)運(yùn)算。由于運(yùn)算量很大，多采用并行計算機(jī)來重建圖像。計算機(jī)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(diǎn)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(jī)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(dāng)前的病人，在會診或進(jìn)行回顧性研究時還需要調(diào)出以往病人的圖像。輔助設(shè)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(hù)掃描室外的電子設(shè)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(shè)備種類最大磁場強(qiáng)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(jī)34566.59X-TV、顯示器等15791013心臟起搏器0.568111215影像增強(qiáng)器、γ照相機(jī)、X-CT0.11216202325各種設(shè)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(jī)、大汽車＞15輪椅、擔(dān)架＞8鐵路、電車、地鐵＞20大功率電纜＞10MRI設(shè)備常見磁場干擾源輔助設(shè)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(dá)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(dá)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(shè)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(jìn)行屏蔽屏蔽方式安裝濾波器，連接在電流導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)屏蔽層2米遠(yuǎn)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(shè)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(shè)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(shè)備的質(zhì)量保證設(shè)備檢測模體MRI檢測模體（phantom）就是各種MRI檢測標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(diǎn)。設(shè)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(bǔ)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(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)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(jìn)行磁場均勻度的校正計算機(jī)定期除塵，檢查風(fēng)扇運(yùn)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(jī)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(jī)同定期清洗或更換梯度放大器和射頻放大器的通風(fēng)過濾網(wǎng)，檢查風(fēng)扇運(yùn)作情況設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)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(dá)，定期給驅(qū)動轉(zhuǎn)軸添加潤滑油光盤驅(qū)動器定時儲存圖像定期除塵防潮除濕設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)表面線圈的保養(yǎng)軟制線圈不可過分折疊和彎曲，不得用銳利器刺傷其表面固定設(shè)制的線圈不可撞擊硬物對表面線圈表面的臟物應(yīng)用清潔劑擦干，不得用有機(jī)溶劑擦洗水冷機(jī)定期檢查壓力、水溫及制冷情況壓縮機(jī)每日查看壓縮機(jī)運(yùn)作情況，檢查壓縮機(jī)壓力情況液氦顯示器每日查看氦面情況，防止失超PIQT每周進(jìn)行IQ水模測試，定期監(jiān)測成像設(shè)備的各項技術(shù)指標(biāo)及可靠性能MRI設(shè)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(qiáng)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(dāng)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(biāo)（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(biāo)。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(biāo)（3）梯度場的強(qiáng)度梯度場強(qiáng)度是指梯度場能夠達(dá)到的最大值。與主磁場相比梯度磁場是相當(dāng)微弱的。梯度場強(qiáng)度大，磁場梯度就可以更大些，可進(jìn)行超薄層面的掃描。梯度場強(qiáng)（mT/m）=梯度場兩端的磁場強(qiáng)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(dá)到某一預(yù)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?jǐn)?shù)。成像周期是指MRI設(shè)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?jǐn)?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(dú)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(yīng)用的頻率較低，相當(dāng)于調(diào)頻廣播FM波段，根據(jù)靜磁場的強(qiáng)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(qiáng)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(jī)進(jìn)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(qiáng)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(jī)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(jìn)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(jī)系統(tǒng)在MRI設(shè)備中，計算機(jī)系統(tǒng)包括各種規(guī)模的計算機(jī)、單片機(jī)、微處理器等，構(gòu)成了MRI設(shè)備的控制網(wǎng)絡(luò)。信號處理系統(tǒng)可采用高檔次微型機(jī)負(fù)責(zé)信號預(yù)處理、快速傅立葉變換和卷積反投影運(yùn)算。微機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)信息調(diào)度（如人機(jī)交互等）與系統(tǒng)控制（如控制梯度磁場、射頻脈沖）。計算機(jī)系統(tǒng)（一）主計算機(jī)系統(tǒng)

1、功能是控制操作者與磁共振設(shè)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(yīng)用要求。2、組成由主機(jī)、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(shè)備、網(wǎng)絡(luò)適配器以及測量系統(tǒng)的接口部件等組成。3、主計算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計算機(jī)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(jìn)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(yù)處理等。加入標(biāo)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(jìn)行高速數(shù)學(xué)運(yùn)算。由于運(yùn)算量很大，多采用并行計算機(jī)來重建圖像。計算機(jī)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(diǎn)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(jī)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(dāng)前的病人，在會診或進(jìn)行回顧性研究時還需要調(diào)出以往病人的圖像。輔助設(shè)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(hù)掃描室外的電子設(shè)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(shè)備種類最大磁場強(qiáng)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(jī)34566.59X-TV、顯示器等15791013心臟起搏器0.568111215影像增強(qiáng)器、γ照相機(jī)、X-CT0.11216202325各種設(shè)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(jī)、大汽車＞15輪椅、擔(dān)架＞8鐵路、電車、地鐵＞20大功率電纜＞10MRI設(shè)備常見磁場干擾源輔助設(shè)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(dá)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(dá)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(shè)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(jìn)行屏蔽屏蔽方式安裝濾波器，連接在電流導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)屏蔽層2米遠(yuǎn)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(shè)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(shè)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(shè)備的質(zhì)量保證設(shè)備檢測模體MRI檢測模體（phantom）就是各種MRI檢測標(biāo)準(zhǔn)所使用的模擬檢測物，即測試所用的模擬人體物，也稱體模或水模。

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(jìn)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(diǎn)。設(shè)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(bǔ)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(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)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(jìn)行磁場均勻度的校正計算機(jī)定期除塵，檢查風(fēng)扇運(yùn)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(jī)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(jī)同定期清洗或更換梯度放大器和射頻放大器的通風(fēng)過濾網(wǎng)，檢查風(fēng)扇運(yùn)作情況設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)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(dá)，定期給驅(qū)動轉(zhuǎn)軸添加潤滑油光盤驅(qū)動器定時儲存圖像定期除塵防潮除濕設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)表面線圈的保養(yǎng)軟制線圈不可過分折疊和彎曲，不得用銳利器刺傷其表面固定設(shè)制的線圈不可撞擊硬物對表面線圈表面的臟物應(yīng)用清潔劑擦干，不得用有機(jī)溶劑擦洗水冷機(jī)定期檢查壓力、水溫及制冷情況壓縮機(jī)每日查看壓縮機(jī)運(yùn)作情況，檢查壓縮機(jī)壓力情況液氦顯示器每日查看氦面情況，防止失超PIQT每周進(jìn)行IQ水模測試，定期監(jiān)測成像設(shè)備的各項技術(shù)指標(biāo)及可靠性能MRI設(shè)備-基本結(jié)構(gòu)主磁體主磁體的作用：產(chǎn)生一個均勻的靜磁場，使處于磁場中人體的氫質(zhì)子被磁化而形成與主磁場方向相同的低能質(zhì)子和與主磁場方向相反的高能質(zhì)子（詳情見磁共振原理），高低能質(zhì)子產(chǎn)生的磁場相減，產(chǎn)生宏觀的縱向磁化矢量，為后續(xù)被適當(dāng)條件下的射頻脈沖RF激發(fā)，產(chǎn)生MR信號提供條件。主磁場主磁體系統(tǒng)的要求：高度均勻，圖像失真小穩(wěn)定（漂移率小）場強(qiáng)越高，信噪比越高膛孔大可容納較胖的受檢者主磁體的分類磁體系統(tǒng)是磁共振成像系統(tǒng)最重要、成本最高的部件，是磁共振系統(tǒng)中最強(qiáng)大的磁場，平時我們評論磁共振設(shè)備的大小就是指靜磁場的場強(qiáng)數(shù)值，單位用特斯拉（Tesla，簡稱T,垂直于磁場方向的1米長的導(dǎo)線，通過1安培的電流，受到磁場的作用力為1牛頓時，通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1特斯拉。）或高斯（Gauss）表示，1T=1萬高斯。臨床上磁共振成像要求磁場強(qiáng)度在0.05～3T范圍內(nèi)。一般將≤0.3T稱為低場，0.3T～1.0T稱為中場，＞1.0T稱為高場。磁場強(qiáng)度越高，信噪比越高，圖像質(zhì)量越好。但磁場強(qiáng)度過高也帶來一些不利的因素。為了獲得不同場強(qiáng)的磁體，生產(chǎn)廠商制造出了不同類型的磁體，常見的磁體有永久磁體、常導(dǎo)磁體和超導(dǎo)磁體。

主磁體的分類根據(jù)磁體的設(shè)置形狀又可以分為閉合式、開放式和特殊的形式。主磁體的類型（1）永久磁體

永久磁體是由永久磁鐵（如鐵氧體或銣鐵）的磁磚拼砌而成。它的結(jié)構(gòu)主要有兩種，即環(huán)型和軛型。永磁型磁體（permanentmagnet）是最早應(yīng)用于MRI全身成像系統(tǒng)的磁體，由具有鐵磁性的永磁材料構(gòu)成，可用于永磁體的磁性材料主要有鋁鎳鈷、鐵氧體和稀土鈷三種類型。我國有豐富的稀土元素，也能大量生產(chǎn)高性能的稀土永磁材料（如釹鐵硼）。這些材料都是生產(chǎn)永磁磁體的優(yōu)質(zhì)原料資源。永磁體一般由多塊永磁材料堆積或拼接而成，磁鐵塊的排布既要滿足構(gòu)成一定成像空間的要求，又要使其磁場均勻性盡可能高。另外，磁體的兩個極面須用導(dǎo)磁材料連接起來，以提供磁力線的返回通路，從而減少磁體周圍的雜散磁場，縮小邊緣場的空間范圍。主磁體的類型（1）永久磁體

圖中的兩個磁極分別位于磁體上、下兩端，使磁場方向與兩個極面相垂直。對于全身成像MRI設(shè)備來講，這意味著受檢者體軸將與磁場方向相垂直。這就是所謂的橫向磁場。兩極面間距離（d）就是磁體孔徑。d越小磁場越強(qiáng)，而d太小又不能容納人體。在d一定前提下，提高靜磁場B0磁場強(qiáng)度的唯一辦法就是增加磁性材料的用量，但這樣做又要受磁體重量的限制。因此，設(shè)計者必須在磁場強(qiáng)度、掃描檢查孔徑、和磁體重量三者之間進(jìn)行平衡、折中。0.35T永磁型磁共振磁體的重量一般在14噸左右，0.4T在20噸左右。永磁體的磁場強(qiáng)度一般不超過0.5T。永磁型磁體及其磁路示意圖主磁體的類型（1）永久磁體缺點(diǎn)：磁體龐大、笨重，同時其磁場均勻度受環(huán)境溫度影響大，磁場穩(wěn)定性較差。其周圍環(huán)境發(fā)生變化（例如地鐵線路、變電設(shè)施、供電電纜、過往機(jī)動車輛等）就會導(dǎo)致磁場均勻度被破壞，使圖像質(zhì)量下降，甚至造成圖像偽影。磁場均勻性通常也受到一定限制，與超導(dǎo)磁體MRI設(shè)備相比較，磁場均勻性指標(biāo)參數(shù)要低很多。其原因一是拼接成完整磁體的每塊永磁材料的性能不可能完全一致；二是受磁極平面加工精度的限制；三是磁極本身的邊緣效應(yīng)（磁極軸線與邊緣磁場的不均勻性）。此外，永磁型磁體的溫度系數(shù)較大即它對溫度變化非常敏感，這使其磁場穩(wěn)定性變差。因此，需要恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)將磁體間內(nèi)的溫度或磁體本身的溫度變化嚴(yán)格控制在±1℃之內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：永磁型