《放射醫(yī)學技術(shù)醫(yī)學影像設(shè)備知識磁共振MR成像設(shè)備》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《放射醫(yī)學技術(shù)醫(yī)學影像設(shè)備知識磁共振MR成像設(shè)備（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、放射醫(yī)學技術(shù)醫(yī)學影像設(shè)備知識放射醫(yī)學技術(shù)醫(yī)學影像設(shè)備知識磁共振 MR 成像設(shè)備磁共振 MR 成像設(shè)備一、MRI 設(shè)備的分類和發(fā)展一、MRI 設(shè)備的分類和發(fā)展（一）MRI 設(shè)備的分類（一）MRI 設(shè)備的分類1按磁體類型分類 可分為永磁型 MRI 設(shè)備、常導型 MRI 設(shè)備、超導型 MRI 設(shè)備、以及混合型 MRI 設(shè)備。1按磁體類型分類 可分為永磁型 MRI 設(shè)備、常導型 MRI 設(shè)備、超導型 MRI 設(shè)備、以及混合型 MRI 設(shè)備。2按磁體產(chǎn)生靜磁場的磁場強度大小分類 可分為低場（0.10.5T）MRI 設(shè)備、中場（0.61T）MRI 設(shè)備、高場（1.52T）MRI 設(shè)備、以及超高場（3T 及

2、以上）MRI 設(shè)備。2按磁體產(chǎn)生靜磁場的磁場強度大小分類 可分為低場（0.10.5T）MRI 設(shè)備、中場（0.61T）MRI 設(shè)備、高場（1.52T）MRI 設(shè)備、以及超高場（3T 及以上）MRI 設(shè)備。（二）MRI 設(shè)備的發(fā)展（二）MRI 設(shè)備的發(fā)展主磁體的發(fā)展趨勢是低磁場強度的開放和高磁場強度的性能改善。低磁場強度永磁開放型 MRI 設(shè)備的磁場強度已達 0.4T，其結(jié)構(gòu)為單柱型或雙柱非對稱型。開放式 MRI 設(shè)備的優(yōu)點是可消除病人的幽閉恐懼癥。超導型 MRI 設(shè)備的磁場強度已由傳統(tǒng)的 1.5T發(fā)展到 34T，并有發(fā)展到 78T 的趨勢。超導型 MRI 設(shè)備的液氦消耗量已大幅度下降。隨著材料

3、科學的進一步發(fā)展，將來可能出現(xiàn)高溫超導磁體。主磁體的發(fā)展趨勢是低磁場強度的開放和高磁場強度的性能改善。低磁場強度永磁開放型 MRI 設(shè)備的磁場強度已達 0.4T，其結(jié)構(gòu)為單柱型或雙柱非對稱型。開放式 MRI 設(shè)備的優(yōu)點是可消除病人的幽閉恐懼癥。超導型 MRI 設(shè)備的磁場強度已由傳統(tǒng)的 1.5T發(fā)展到 34T，并有發(fā)展到 78T 的趨勢。超導型 MRI 設(shè)備的液氦消耗量已大幅度下降。隨著材料科學的進一步發(fā)展，將來可能出現(xiàn)高溫超導磁體。二、MRI 設(shè)備的構(gòu)成及其功能二、MRI 設(shè)備的構(gòu)成及其功能MRI 設(shè)備由磁體系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、信號采集和圖像重建系統(tǒng)、主控計算機系統(tǒng)及輔助保障系統(tǒng)構(gòu)成。M

4、RI 設(shè)備由磁體系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、信號采集和圖像重建系統(tǒng)、主控計算機系統(tǒng)及輔助保障系統(tǒng)構(gòu)成。（一）磁體系統(tǒng)（一）磁體系統(tǒng)磁體的基本功能是為 MRI 設(shè)備提供滿足特定要求的靜磁場。磁體系統(tǒng)除了磁體之外，還包括勻場線圈、梯度線圈及射頻發(fā)射和接收體線圈（又稱為內(nèi)置體線圈）等組件。磁體的基本功能是為 MRI 設(shè)備提供滿足特定要求的靜磁場。磁體系統(tǒng)除了磁體之外，還包括勻場線圈、梯度線圈及射頻發(fā)射和接收體線圈（又稱為內(nèi)置體線圈）等組件。1永磁型磁體 永磁型磁體的磁性材料主要有鋁鎳鈷、鐵氧體和稀土鈷三種類型。其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

5、磁場均勻性盡可能高。永磁體的磁場強度一般不超過 0.45T。1永磁型磁體 永磁型磁體的磁性材料主要有鋁鎳鈷、鐵氧體和稀土鈷三種類型。其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。永磁體的磁場強度一般不超過 0.45T。永磁型磁體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格控制在1之內(nèi)。永磁型 MRI 設(shè)備以其優(yōu)異的開放性能、低造價、低運行成本、整機故障率低、磁場發(fā)散少、對周圍環(huán)境影響小、檢查舒適等特點，應(yīng)用于磁共振介入治療和磁共振導引的介入手術(shù)中。永磁型磁體對溫度變

6、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格控制在1之內(nèi)。永磁型 MRI 設(shè)備以其優(yōu)異的開放性能、低造價、低運行成本、整機故障率低、磁場發(fā)散少、對周圍環(huán)境影響小、檢查舒適等特點，應(yīng)用于磁共振介入治療和磁共振導引的介入手術(shù)中。2常導型磁體 常導型磁體是用線圈中的恒定電流來產(chǎn)生MRI 設(shè)備中的靜磁場，其磁場強度與導體中的電流強度、導線形狀和磁介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。常導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，故又將由這種線圈制成的磁體稱為阻抗型磁體。2常導型磁體 常導型磁體是用線圈中的恒定電流來產(chǎn)生MRI 設(shè)備中

7、的靜磁場，其磁場強度與導體中的電流強度、導線形狀和磁介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。常導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，故又將由這種線圈制成的磁體稱為阻抗型磁體。常導型磁體的功耗較大，同時產(chǎn)生大量的熱量。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型 MRI 設(shè)備整機系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。常導型磁體的功耗較大，同時產(chǎn)生大量的熱量。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型 MRI 設(shè)備整機系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。3超導型磁體 有一些的金屬，當將其置于接近絕對零度（零下 273.2 攝氏度，標為 0K）的超低溫時，其

8、電阻為零，即處于超導狀態(tài)，這些具有超導性的物質(zhì)可稱為超導體。以超導體為線圈材料制造的磁體稱為超導型磁體。3超導型磁體 有一些的金屬，當將其置于接近絕對零度（零下 273.2 攝氏度，標為 0K）的超低溫時，其電阻為零，即處于超導狀態(tài)，這些具有超導性的物質(zhì)可稱為超導體。以超導體為線圈材料制造的磁體稱為超導型磁體。（1）超導磁體的構(gòu)成：超導磁體主要由超導螺線管線圈（簡稱超導線圈）、高真空超低溫杜瓦容器、及其附屬部件構(gòu)成。（1）超導磁體的構(gòu)成：超導磁體主要由超導螺線管線圈（簡稱超導線圈）、高真空超低溫杜瓦容器、及其附屬部件構(gòu)成。（2）超導環(huán)境的建立：磁體超導環(huán)境的建立需要經(jīng)歷下述三個步驟。（2）超導

9、環(huán)境的建立：磁體超導環(huán)境的建立需要經(jīng)歷下述三個步驟。1）抽真空：環(huán)形真空絕熱層是超導磁體的重要保冷屏障，其真空絕熱、保冷性能主要決定于它的真空度。1）抽真空：環(huán)形真空絕熱層是超導磁體的重要保冷屏障，其真空絕熱、保冷性能主要決定于它的真空度。2）磁體預(yù)冷：磁體預(yù)冷是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 4.2K（-268.8，與室溫相差近 300）的過程。2）磁體預(yù)冷：磁體預(yù)冷是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 4.2K（-268.8，與室溫相差近 300）的過程。3）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

10、，一般可罐充到滿容量的 95左右。在 4.2K 這一臨界溫度下，超導線圈將實現(xiàn)從正常態(tài)至超導態(tài)的轉(zhuǎn)變，超導環(huán)境從而建立起來。3）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。在 4.2K 這一臨界溫度下，超導線圈將實現(xiàn)從正常態(tài)至超導態(tài)的轉(zhuǎn)變，超導環(huán)境從而建立起來。（3）勵磁：勵磁又叫充磁，是指超導磁體系統(tǒng)在磁體勵磁電源的控制下逐漸給超導線圈施加電流，建立預(yù)定靜磁場的過程。勵磁一旦成功，超導磁體就將在不消耗能量的情況下，提供強大的、高度穩(wěn)定的勻強磁場。（3）勵磁：勵磁又叫充磁，是指超導磁體系統(tǒng)在磁體勵磁電源的控制下逐漸給

11、超導線圈施加電流，建立預(yù)定靜磁場的過程。勵磁一旦成功，超導磁體就將在不消耗能量的情況下，提供強大的、高度穩(wěn)定的勻強磁場。（4）失超（quench）：在勵磁或工作過程中，一旦超導體因某種原因突然失去超導特性而進入正常態(tài)，即失超。引起失超的因素很多：如磁體結(jié)構(gòu)和線圈組份、超導材料性能不穩(wěn)定、磁體超低溫環(huán)境被破壞以及人為因素等。（4）失超（quench）：在勵磁或工作過程中，一旦超導體因某種原因突然失去超導特性而進入正常態(tài)，即失超。引起失超的因素很多：如磁體結(jié)構(gòu)和線圈組份、超導材料性能不穩(wěn)定、磁體超低溫環(huán)境被破壞以及人為因素等。失超會將電磁能量轉(zhuǎn)換為熱能，引起液氦氣化，噴射而出。失超會將電磁能量轉(zhuǎn)換

12、為熱能，引起液氦氣化，噴射而出。（5）失超的預(yù)防保護措施（5）失超的預(yù)防保護措施通過傳感器、探測器實時監(jiān)控磁體的狀態(tài)；建立勵磁時的失超保護電路；超導建立并運行后的失超保護措施；設(shè)置失超管；氧監(jiān)測器和應(yīng)急排風機；緊急失超開關(guān)。通過傳感器、探測器實時監(jiān)控磁體的狀態(tài)；建立勵磁時的失超保護電路；超導建立并運行后的失超保護措施；設(shè)置失超管；氧監(jiān)測器和應(yīng)急排風機；緊急失超開關(guān)。超導型磁體具有高場強、高穩(wěn)定性、高磁場均勻性、線圈不持續(xù)消耗電能以及容易達到系統(tǒng)所要求的孔徑、能獲得高分辨率、高質(zhì)量的 MR 影像等優(yōu)點。超導型磁體不僅磁場強度可以做到很高（例如 9.4T），其磁場強度的穩(wěn)定性也很好（磁場強度漂移小

13、于0.1ppm/h）。超導型磁體具有高場強、高穩(wěn)定性、高磁場均勻性、線圈不持續(xù)消耗電能以及容易達到系統(tǒng)所要求的孔徑、能獲得高分辨率、高質(zhì)量的 MR 影像等優(yōu)點。超導型磁體不僅磁場強度可以做到很高（例如 9.4T），其磁場強度的穩(wěn)定性也很好（磁場強度漂移小于0.1ppm/h）。4混合型磁體 混合型磁體是利用上述兩種或兩種以上的磁體技術(shù)構(gòu)造而成的磁體。常見的是永磁型和常導型兩種磁體的組合。在永磁型磁體的兩個磁極上繞以銅質(zhì)線圈（繞線方向應(yīng)使其產(chǎn)生的磁場與固有的永磁場方向一致并疊加）便得到混合型磁體。4混合型磁體 混合型磁體是利用上述兩種或兩種以上的磁體技術(shù)構(gòu)造而成的磁體。常見的是永磁型和常導型兩種磁

14、體的組合。在永磁型磁體的兩個磁極上繞以銅質(zhì)線圈（繞線方向應(yīng)使其產(chǎn)生的磁場與固有的永磁場方向一致并疊加）便得到混合型磁體。（二）梯度系統(tǒng)（二）梯度系統(tǒng)梯度系統(tǒng)的功能是為 MRI 設(shè)備提供線性度優(yōu)良、梯度磁場強度高、并可快速開關(guān)的梯度場，以便動態(tài)地、依次遞增地修改主磁場的磁場強度，實現(xiàn)成像體素的空間定位和層面的選擇。此外，梯度系統(tǒng)的功能是為 MRI 設(shè)備提供線性度優(yōu)良、梯度磁場強度高、并可快速開關(guān)的梯度場，以便動態(tài)地、依次遞增地修改主磁場的磁場強度，實現(xiàn)成像體素的空間定位和層面的選擇。此外，在梯度回波和其他一些快速成像序列中，梯度場的翻轉(zhuǎn)還起著射頻激發(fā)后自旋系統(tǒng)的相關(guān)重聚作用。在梯度回波和其他一些

15、快速成像序列中，梯度場的翻轉(zhuǎn)還起著射頻激發(fā)后自旋系統(tǒng)的相關(guān)重聚作用。梯度系統(tǒng)由梯度線圈、梯度控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、梯度放大器和梯度冷卻系統(tǒng)等部分組成。梯度線圈和放大器均有雙套設(shè)計方案，現(xiàn)有 MRI 設(shè)備中按照其梯度組合方式和工作模式可分為單梯度放大器單梯度線圈、雙梯度放大器單梯度線圈、單梯度放大器雙梯度線圈等三種梯度類型。梯度系統(tǒng)由梯度線圈、梯度控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、梯度放大器和梯度冷卻系統(tǒng)等部分組成。梯度線圈和放大器均有雙套設(shè)計方案，現(xiàn)有 MRI 設(shè)備中按照其梯度組合方式和工作模式可分為單梯度放大器單梯度線圈、雙梯度放大器單梯度線圈、單梯度放大器雙梯度線圈等三種梯度類型。1梯

16、度線圈 MRI 設(shè)備至少需要三個相互正交（X、Y、Z 方向）的梯度磁場作為圖像重建的空間立體（X、Y、Z 軸）定位和層面選擇的依據(jù)。因此 MRI 設(shè)備中分別由 X、Y、Z 三個方向的梯度線圈以及為梯度線圈提供“動力”的梯度放大器來提供這三個梯度場 Gx、Gy、Gz。1梯度線圈 MRI 設(shè)備至少需要三個相互正交（X、Y、Z 方向）的梯度磁場作為圖像重建的空間立體（X、Y、Z 軸）定位和層面選擇的依據(jù)。因此 MRI 設(shè)備中分別由 X、Y、Z 三個方向的梯度線圈以及為梯度線圈提供“動力”的梯度放大器來提供這三個梯度場 Gx、Gy、Gz。2梯度控制器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 梯度控制器（GCU）的任務(wù)是按系統(tǒng)主控

17、單元的指令，發(fā)出全數(shù)字化的控制信號，該控制信號包含有梯度電流大小的代碼，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）接收并“解讀”后，立即轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓控制信號，據(jù)此產(chǎn)生梯度放大器輸出的梯度電流。2梯度控制器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 梯度控制器（GCU）的任務(wù)是按系統(tǒng)主控單元的指令，發(fā)出全數(shù)字化的控制信號，該控制信號包含有梯度電流大小的代碼，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）接收并“解讀”后，立即轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓控制信號，據(jù)此產(chǎn)生梯度放大器輸出的梯度電流。3梯度放大器 梯度場是在 X、Y、Z 軸方向梯度線圈中流動電流（即梯度電流）的激勵下產(chǎn)生的，而梯度電流是由梯度放大器產(chǎn)生并輸出。3梯度放大器 梯度場是在 X、Y、Z 軸方向梯度

18、線圈中流動電流（即梯度電流）的激勵下產(chǎn)生的，而梯度電流是由梯度放大器產(chǎn)生并輸出。梯度放大器是整個梯度系統(tǒng)的功率輸出級。它必須具有功率大、開關(guān)時間短、輸出電流精確、可重復(fù)性好、可持續(xù)工作時間長、散熱系統(tǒng)優(yōu)良可靠等特點。梯度放大器是整個梯度系統(tǒng)的功率輸出級。它必須具有功率大、開關(guān)時間短、輸出電流精確、可重復(fù)性好、可持續(xù)工作時間長、散熱系統(tǒng)優(yōu)良可靠等特點。4梯度冷卻系統(tǒng) 梯度線圈的電流一般在 100A 之上，將在線圈中產(chǎn)生大量的熱量，因此必須采用水冷的冷卻方式。4梯度冷卻系統(tǒng) 梯度線圈的電流一般在 100A 之上，將在線圈中產(chǎn)生大量的熱量，因此必須采用水冷的冷卻方式。梯度系統(tǒng)作為 MRI 設(shè)備的核心

19、和關(guān)鍵部件，其性能高低直接決定著 MRI 設(shè)備的掃描速度（時間分辨率）、最小掃描層厚（空間分辨率）、XYZ 三軸有效掃描范圍、影像的幾何保真度。MRI 設(shè)備對梯度系統(tǒng)的要求就是梯度場強高、梯度上升速度快、梯度切換率高、梯度線性度好、梯度輸出波形的準確度高及其可重復(fù)性好、梯度效率和利用率高等。梯度系統(tǒng)作為 MRI 設(shè)備的核心和關(guān)鍵部件，其性能高低直接決定著 MRI 設(shè)備的掃描速度（時間分辨率）、最小掃描層厚（空間分辨率）、XYZ 三軸有效掃描范圍、影像的幾何保真度。MRI 設(shè)備對梯度系統(tǒng)的要求就是梯度場強高、梯度上升速度快、梯度切換率高、梯度線性度好、梯度輸出波形的準確度高及其可重復(fù)性好、梯度效

20、率和利用率高等。（三）射頻系統(tǒng)（三）射頻系統(tǒng)射頻系統(tǒng)負責實施射頻（RF）激勵并接收和處理射頻信號，即 MR 信號。射頻系統(tǒng)不僅要根據(jù)不同掃描序列的要求編排組合并發(fā)射各種翻轉(zhuǎn)角的射頻脈沖，還要接收成像區(qū)域內(nèi)射頻系統(tǒng)負責實施射頻（RF）激勵并接收和處理射頻信號，即 MR 信號。射頻系統(tǒng)不僅要根據(jù)不同掃描序列的要求編排組合并發(fā)射各種翻轉(zhuǎn)角的射頻脈沖，還要接收成像區(qū)域內(nèi)1 1H（氫質(zhì)子）、H（氫質(zhì)子）、3131P、P、3 3He、He、2323Na、Na、1313C 等的磁共振信號。射頻系統(tǒng)由射頻線圈、射頻脈沖發(fā)射單元、以及射頻脈沖接收單元等部分組成。C 等的磁共振信號。射頻系統(tǒng)由射頻線圈、射頻脈沖發(fā)

21、射單元、以及射頻脈沖接收單元等部分組成。1射頻線圈1射頻線圈（1）一般概念：射頻線圈既是氫質(zhì)子、（1）一般概念：射頻線圈既是氫質(zhì)子、3131P、P、3 3He、He、2323Na、Na、1313C等發(fā)生磁共振的激勵源，又是磁共振信號的探測器（以下討論均以氫質(zhì)子為例）。因此，射頻線圈有發(fā)射線圈和接收線圈之分。C等發(fā)生磁共振的激勵源，又是磁共振信號的探測器（以下討論均以氫質(zhì)子為例）。因此，射頻線圈有發(fā)射線圈和接收線圈之分。無論是發(fā)射線圈還是接收線圈，它們所處理的都是同頻率的射頻信號。無論是發(fā)射線圈還是接收線圈，它們所處理的都是同頻率的射頻信號。（2）射頻線圈的種類（2）射頻線圈的種類1）按功能分類

22、：可分為發(fā)射/接收兩用線圈以及接收線圈。1）按功能分類：可分為發(fā)射/接收兩用線圈以及接收線圈。2）按線圈作用范圍分類：可將其分為全容積線圈、部分容積線圈、表面線圈、體腔內(nèi)線圈、相控陣線圈五類。其中相控陣線圈是由兩個以上的小線圈或線圈單元組成的線圈陣列。這些線圈可彼此連接，組成一個大的成像區(qū)間，使有效空間增大；各線圈單元也可相互分離，每個線圈單元也可作為獨立線圈應(yīng)用。2）按線圈作用范圍分類：可將其分為全容積線圈、部分容積線圈、表面線圈、體腔內(nèi)線圈、相控陣線圈五類。其中相控陣線圈是由兩個以上的小線圈或線圈單元組成的線圈陣列。這些線圈可彼此連接，組成一個大的成像區(qū)間，使有效空間增大；各線圈單元也可相

23、互分離，每個線圈單元也可作為獨立線圈應(yīng)用。3）按極化方式分類：可分為線（性）極化和圓（形）極化兩種線圈。其中圓形極化線圈也可稱為正交線圈，它的兩個繞組工作時接收同一磁共振信號，但得到的噪聲卻是互不相干，如果對輸出信號進行適當?shù)慕M合，就可使線圈的信噪比提高，故正交線圈的應(yīng)用非常廣泛。例如磁體內(nèi)置的發(fā)射/接收體線圈就是正交線圈，此外還有正交頭線圈等。3）按極化方式分類：可分為線（性）極化和圓（形）極化兩種線圈。其中圓形極化線圈也可稱為正交線圈，它的兩個繞組工作時接收同一磁共振信號，但得到的噪聲卻是互不相干，如果對輸出信號進行適當?shù)慕M合，就可使線圈的信噪比提高，故正交線圈的應(yīng)用非常廣泛。例如磁體內(nèi)置

24、的發(fā)射/接收體線圈就是正交線圈，此外還有正交頭線圈等。4）按主磁場方向分類：可分為用于橫向靜磁場的磁體中螺線管線圈，以及用于縱向靜磁場的磁體中的鞍形線圈。它們是體線圈的主要形式。4）按主磁場方向分類：可分為用于橫向靜磁場的磁體中螺線管線圈，以及用于縱向靜磁場的磁體中的鞍形線圈。它們是體線圈的主要形式。5）按繞組形式分類：可分為亥姆霍茲線圈、螺線管線圈、四線結(jié)構(gòu)線圈（鞍形線圈、交叉橢圓線圈等）、STR（管狀諧振器）線圈和鳥籠式線圈等多種形式。其中鳥籠式線圈應(yīng)用廣泛。5）按繞組形式分類：可分為亥姆霍茲線圈、螺線管線圈、四線結(jié)構(gòu)線圈（鞍形線圈、交叉橢圓線圈等）、STR（管狀諧振器）線圈和鳥籠式線圈等

25、多種形式。其中鳥籠式線圈應(yīng)用廣泛。2射頻脈沖發(fā)射單元 射頻脈沖發(fā)射單元由射頻控制器、射頻脈沖序列發(fā)生器、射頻脈沖生成器、射頻振蕩器（射頻脈沖源）、頻率合成器、濾波放大器、波形調(diào)制器、射頻脈沖功率放大器、發(fā)射終端匹配電路及射頻發(fā)射線圈等功能組件構(gòu)成。2射頻脈沖發(fā)射單元 射頻脈沖發(fā)射單元由射頻控制器、射頻脈沖序列發(fā)生器、射頻脈沖生成器、射頻振蕩器（射頻脈沖源）、頻率合成器、濾波放大器、波形調(diào)制器、射頻脈沖功率放大器、發(fā)射終端匹配電路及射頻發(fā)射線圈等功能組件構(gòu)成。在射頻控制器的統(tǒng)一指揮下，上述各個部件協(xié)同工作以生成MR 掃描序列所需的各種角度和功率的射頻脈沖。MRI 中最常用的射頻脈沖有 90在射頻

26、控制器的統(tǒng)一指揮下，上述各個部件協(xié)同工作以生成MR 掃描序列所需的各種角度和功率的射頻脈沖。MRI 中最常用的射頻脈沖有 900 0和 180和 1800 0兩種，但是，各種小角度射頻脈沖激勵技術(shù)要求射頻發(fā)射單元還要能夠產(chǎn)生任意角度的射頻脈沖進行 RF激發(fā)。兩種，但是，各種小角度射頻脈沖激勵技術(shù)要求射頻發(fā)射單元還要能夠產(chǎn)生任意角度的射頻脈沖進行 RF激發(fā)。射頻能量在人體中累積情況，即特殊吸收比率（SAR 值）能引起灼傷事件的發(fā)生，應(yīng)進行嚴格管理和控制。SAR 值是計量電磁波輻射能量被人體實際吸收的計量尺度，以 W/kg 或 mW/g 來表示。射頻能量在人體中累積情況，即特殊吸收比率（SAR 值

27、）能引起灼傷事件的發(fā)生，應(yīng)進行嚴格管理和控制。SAR 值是計量電磁波輻射能量被人體實際吸收的計量尺度，以 W/kg 或 mW/g 來表示。3射頻脈沖接收單元 射頻激勵脈沖關(guān)斷后，共振質(zhì)子的磁化強度矢量就要回到其平衡態(tài)位置，從而在射頻接收線圈中產(chǎn)生自由感應(yīng)衰減（FID）信號，于是，線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，即磁共振信號。磁共振信號只有微伏（V）的數(shù)量級，因而其接收系統(tǒng)的靈敏度、放大倍數(shù)、抗干擾能力都要非常高。射頻脈沖接收單元的功能是接收人體產(chǎn)生的磁共振信號，并經(jīng)適當放大和處理后供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用。射頻脈沖接收單元由信號接收（前置放大器、混頻器、中頻放大器）、信號處理（相敏檢波、低通濾波器）、射頻接收

28、控制器等電路組成。3射頻脈沖接收單元 射頻激勵脈沖關(guān)斷后，共振質(zhì)子的磁化強度矢量就要回到其平衡態(tài)位置，從而在射頻接收線圈中產(chǎn)生自由感應(yīng)衰減（FID）信號，于是，線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，即磁共振信號。磁共振信號只有微伏（V）的數(shù)量級，因而其接收系統(tǒng)的靈敏度、放大倍數(shù)、抗干擾能力都要非常高。射頻脈沖接收單元的功能是接收人體產(chǎn)生的磁共振信號，并經(jīng)適當放大和處理后供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用。射頻脈沖接收單元由信號接收（前置放大器、混頻器、中頻放大器）、信號處理（相敏檢波、低通濾波器）、射頻接收控制器等電路組成。（四）信號采集和圖像重建系統(tǒng)（四）信號采集和圖像重建系統(tǒng)1信號采集 信號采集是指對磁共振射頻接收信號進

29、行模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，使之成為離散數(shù)字信號的過程。1信號采集 信號采集是指對磁共振射頻接收信號進行模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，使之成為離散數(shù)字信號的過程。射頻信號采集單元的核心器件是 A/D 轉(zhuǎn)換器。A/D 轉(zhuǎn)換器的兩個重要指標是轉(zhuǎn)換速度和精度。目前多通道（4、8、16、32 通道）射頻信號采集技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于從 0.3T 永磁型 MRI 設(shè)備到 7.0T 超導 MRI 設(shè)備中。多通道射頻技術(shù)帶來的是磁共振成像速度、圖像空間分辨率、時間分辨率、以及圖像質(zhì)量均得到全面的提高。射頻信號采集單元的核心器件是 A/D 轉(zhuǎn)換器。A/D 轉(zhuǎn)換器的兩個重要指標是轉(zhuǎn)換速度和精度。目前多通道（4、8、16、32 通道

30、）射頻信號采集技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于從 0.3T 永磁型 MRI 設(shè)備到 7.0T 超導 MRI 設(shè)備中。多通道射頻技術(shù)帶來的是磁共振成像速度、圖像空間分辨率、時間分辨率、以及圖像質(zhì)量均得到全面的提高。2圖像重建 在 MRI 設(shè)備中，射頻系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)合稱為譜儀系統(tǒng)（測量系統(tǒng)）。圖像重建的任務(wù)則是根據(jù)譜儀系統(tǒng)所提供的原始數(shù)據(jù)來計算可顯示的磁共振灰度圖像。2圖像重建 在 MRI 設(shè)備中，射頻系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)合稱為譜儀系統(tǒng)（測量系統(tǒng)）。圖像重建的任務(wù)則是根據(jù)譜儀系統(tǒng)所提供的原始數(shù)據(jù)來計算可顯示的磁共振灰度圖像。圖像重建任務(wù)在專用的圖像陣列處理器中完成。圖像陣列處理器一般由數(shù)據(jù)接收單元、高速緩沖存

31、儲器、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、算術(shù)和邏輯運算部件、控制部件、直接存儲器存取通道、以及快速傅里葉變換器（FFT）組成。目前重建一幅 MR 圖像的最快速度僅需要 588.2 微秒，即每分鐘能完成 1700 幅高速圖像重建。圖像重建任務(wù)在專用的圖像陣列處理器中完成。圖像陣列處理器一般由數(shù)據(jù)接收單元、高速緩沖存儲器、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、算術(shù)和邏輯運算部件、控制部件、直接存儲器存取通道、以及快速傅里葉變換器（FFT）組成。目前重建一幅 MR 圖像的最快速度僅需要 588.2 微秒，即每分鐘能完成 1700 幅高速圖像重建。（五）主控計算機系統(tǒng)（五）主控計算機系統(tǒng)1主控計算機系統(tǒng)組成及功能 主控計算機系統(tǒng)由主控計算機

32、、控制臺、主控圖像顯示器、輔助信息顯示器（顯示受檢者心電、呼吸等電生理信號和信息）、圖像硬拷貝輸出設(shè)備（相機）、網(wǎng)絡(luò)適配器以及譜儀系統(tǒng)的接口部件等組成。1主控計算機系統(tǒng)組成及功能 主控計算機系統(tǒng)由主控計算機、控制臺、主控圖像顯示器、輔助信息顯示器（顯示受檢者心電、呼吸等電生理信號和信息）、圖像硬拷貝輸出設(shè)備（相機）、網(wǎng)絡(luò)適配器以及譜儀系統(tǒng)的接口部件等組成。主控計算機系統(tǒng)控制用戶與 MRI 設(shè)備各系統(tǒng)之間的通信，并通過運行掃描軟件來滿足用戶的所有應(yīng)用要求。主控計算機擁有掃描控制,病人數(shù)據(jù)管理,圖像歸檔、打印、評價,以及機器檢測（包括自檢）等功能。主控計算機系統(tǒng)控制用戶與 MRI 設(shè)備各系統(tǒng)之間的

33、通信，并通過運行掃描軟件來滿足用戶的所有應(yīng)用要求。主控計算機擁有掃描控制,病人數(shù)據(jù)管理,圖像歸檔、打印、評價,以及機器檢測（包括自檢）等功能。2主控計算機中的軟件 在 MRI 設(shè)備的主控計算機上運行的軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。其中系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和常用例行服務(wù)程序等三個模塊。應(yīng)用軟件包括磁共振成像、影像后處理及分析軟件包。2主控計算機中的軟件 在 MRI 設(shè)備的主控計算機上運行的軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。其中系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和常用例行服務(wù)程序等三個模塊。應(yīng)用軟件包括磁共振成像、影像后處理及分析軟件包。（六）輔助保障系統(tǒng)（六）輔助保障系

34、統(tǒng)為了實施特殊成像，需要配置對生理信號進行采集、處理、分析的單元。為了實現(xiàn)實時腦功能成像，需要配置特殊的射頻脈沖實時跟蹤，試驗刺激的產(chǎn)生、傳輸及控制，數(shù)據(jù)的全自動后處理系統(tǒng)等。圖像的硬拷貝輸出設(shè)備、軟拷貝輸出設(shè)備也是必備的。為了實施特殊成像，需要配置對生理信號進行采集、處理、分析的單元。為了實現(xiàn)實時腦功能成像，需要配置特殊的射頻脈沖實時跟蹤，試驗刺激的產(chǎn)生、傳輸及控制，數(shù)據(jù)的全自動后處理系統(tǒng)等。圖像的硬拷貝輸出設(shè)備、軟拷貝輸出設(shè)備也是必備的。三、MRI 設(shè)備的技術(shù)參數(shù)三、MRI 設(shè)備的技術(shù)參數(shù)MRI 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)有磁場強度（T，特斯拉），磁體重量（噸），磁體長度（米），5 高斯線空間分布

35、范圍（米），液氦揮發(fā)速率（升/小時），X、Y、Z 三軸最大成像視野（厘米），磁場均勻性（ppm），梯度場強度（毫特斯拉/米），梯度場切換率（毫特斯拉/米/秒），最短 TR、TE 時間（毫秒），射頻接收通道數(shù)，射頻線圈的線圈單元數(shù)等。MRI 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)有磁場強度（T，特斯拉），磁體重量（噸），磁體長度（米），5 高斯線空間分布范圍（米），液氦揮發(fā)速率（升/小時），X、Y、Z 三軸最大成像視野（厘米），磁場均勻性（ppm），梯度場強度（毫特斯拉/米），梯度場切換率（毫特斯拉/米/秒），最短 TR、TE 時間（毫秒），射頻接收通道數(shù)，射頻線圈的線圈單元數(shù)等。四、MRI 設(shè)備機房設(shè)計及運行環(huán)境

36、四、MRI 設(shè)備機房設(shè)計及運行環(huán)境MRI 設(shè)備的場所設(shè)計必須考慮強磁場和射頻場等特殊性，需要考慮磁場對環(huán)境的影響；也要考慮環(huán)境對主磁場的影響，如遠離電梯等鐵磁物體移動的場所。掃描間需要建立射頻屏蔽設(shè)施，必須考慮地面的承重，考慮電源穩(wěn)定性等因素。MRI 設(shè)備的場所設(shè)計必須考慮強磁場和射頻場等特殊性，需要考慮磁場對環(huán)境的影響；也要考慮環(huán)境對主磁場的影響，如遠離電梯等鐵磁物體移動的場所。掃描間需要建立射頻屏蔽設(shè)施，必須考慮地面的承重，考慮電源穩(wěn)定性等因素。MRI 設(shè)備使用功能區(qū)包括磁體間、控制室、設(shè)備間、冷水機和機房空調(diào)間等 MRI 設(shè)備運行所必須的功能區(qū)。MRI 設(shè)備使用功能區(qū)包括磁體間、控制室、設(shè)備間、冷水機和機房空調(diào)間等 MRI 設(shè)備運行所必須的功能區(qū)。