第七章 磁共振成像设备

1、第七章 磁共振成像设备猜猜：哪台是猜猜：哪台是CTCT？哪台是哪台是MRI?MRI?磁共振成像设备Creanova Magnetic Resonance Imaging ScannerOpen Magnetic Resonance Imaging (MRI) Machine磁共振成像设备磁共振成像(MMagnetic R Resonance I Imaging,MRIMRI) 利用生物内特定原子磁性核(多为氢核)在磁场中特性表现而进行图像成像的一种技术。磁共振成像设备目录概述主磁体系统梯度磁场系统123射频发射与接收系统4计算机系统5磁场的屏蔽MRI的使用与维护超导及低温系统678第一节 概

2、述原子分子物质+ +核外电子决定原子化学特性原子核决定原子物理特性（一）基本概念质子中子原子核电子（一）基本概念 Tesla是一个磁场强度单位,中文译为特斯拉，一个单位Tesla10000 Gause Gause 中文译为高斯,地球的自然磁场强度为0.3-0.7高斯,南北极有所不同. Tesla Or Gause自旋角动量：自旋角动量：原子核原子核自旋具有方向性自旋具有方向性磁矩：磁矩：原子核自旋运动产生原子核自旋运动产生的微观磁场的微观磁场, ,随机分布的随机分布的自旋自旋(spin):(spin): 是原子核具是原子核具有绕其特定轴旋转的特性有绕其特定轴旋转的特性（一）基本概念外磁场方向外

3、磁场方向核磁矩方向核磁矩方向进动（precession）： 氢原子绕自身轴线转动的同时,其转动轴线又绕重力方向回转.核磁共振NMR的条件 原子核在进动中吸收外界能量产生能级跃迁现象 1.外界能量：短射频脉冲激发源 2.射频磁场RF 3.自旋磁矩在主磁场中进动（一）基本概念H11HHH312111,其他原子核或同位素在人体含量低、产生共振的敏感性差其他原子核或同位素在人体含量低、产生共振的敏感性差（一）基本概念产生磁共振的原子核： 具有自旋特性的原子核才有产生磁共振的可能,只有奇数质子或奇数中子数的原子核才能产生自旋H有三种同位素： 临床MRI主要原子核只有质子,没有中子 拉莫尔进动：磁矩绕着静

4、磁场B0并保持一定的角度,沿着一个固定的锥面轨迹转动方式拉莫尔频率/进动频率 0= rB0 r = 磁旋比，常数 B0 =静磁场中的场强 0 =质子的共振频率（一）基本概念（二） 磁场对原子核磁矩的作用 大量的核磁矩在无外加磁场时,其方向排列是随机的，无规律，相互抵消，宏观磁矩为零。B0位能高，逆磁场方向位能高，逆磁场方向位能低，顺磁场方向位能低，顺磁场方向, ,稳定稳定 在外磁场（B0）的作用下,则核磁矩沿着外磁场方向排列。（二） 磁场对原子核磁矩的作用沿着主磁场方向为沿着主磁场方向为Z Z轴（纵轴）；轴（纵轴）；垂直于主磁场方向的平面为垂直于主磁场方向的平面为XYXY平面（水平面平面（水平

5、面););左右方向为左右方向为Y Y轴；前后方向为轴；前后方向为X X轴。轴。宏观磁化向量： 全部磁矩重新定向所产生的磁化向量，单位体积中全部原子核的磁矩磁化向量（M）与磁场的三维坐标。XZB1MY（二） 磁场对原子核磁矩的作用射频脉冲（Radio Frequency pulse,RF) ： 一定频率的无线电波或射频能量,使磁化向量以90的倾斜角旋转的射频脉冲称为90脉冲.核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)： 利用射频脉冲(Radio Frequency pulse)对平衡态的自旋系统做功,使其吸收能量,射频停止,系统能量释放能量.（二） 磁场对原子核磁矩

6、的作用弛豫过程(relaxation)： 是指自旋系统吸收能量后由激发态恢复至其平衡态的过程.这一过程所用时间为弛豫时间(纵向磁化恢复和横向磁化衰减的过程) 弛豫过程是一个能量转变过程,磁距恢复状态过程随时间延长而改变,是磁共振成像的关键.（二） 磁场对原子核磁矩的作用1*T15*T12*T13*T14*T1MZ 0Time100%63%纵向弛豫(T1弛豫)： 是指90射频脉冲激发停止后纵向磁化分量(Mz)将缓慢增大到最初值,成指数规律增长.恢复至平衡态的过程.（一） 纵向驰豫T11*T15*T12*T13*T14*T1Mo0.5*Mo 063% of M0MzTime脂肪脂肪白质白质灰质灰质

7、脑脊液脑脊液MZT1 Relaxation（二）横向驰豫横向弛豫(T2驰豫)： 射频脉冲停止后,横向磁化分量Mxy很快衰减到零,并且呈指数规律衰减到RF作用前的零状态. 横向弛豫是一个从最大值恢复至零状态的过程. MXYt(ms)37%84921011400脑脊液脑脊液灰质灰质白质白质脂肪脂肪T2 RelaxationTime63%37%100%T1T2MZT1 & T2ZM0M1YXMXYRF线圈信号检测YZM(t)O横向磁化的产生横向磁化的产生拉莫进动拉莫进动OMR信号的形成 RF Pulse 停止后，纵向磁化矢量转向横向并在XY平面内绕Z轴进动。XY平面内的旋转磁体可以在接收线圈

8、内产生感应电压，这个随时间波动的电压即为MR信号。 (磁场)Electromagnetism根据法拉第定率产生电流。BoBo( (电流电流)current)currentXY(一) 电磁感应0tFIDV幅度自由感应衰减信号(free induction decay FID)： 以频率在XY平面内自由旋进的横向磁化矢量在线圈感应出频率相同,幅度按指数方式快速衰减的MR信号(二) FID信号MR成像3个基本轴：Z,X,YZ：人体从头到足，沿着这个轴选择人体横断面X：人体从左到右，沿着这个轴选择人体矢状面Y：人体从前到后，沿着这个轴选择人体冠状面（三）梯度磁场与定位梯度磁场(G)： 人体的轴分为Gz

9、、Gx、Gy。梯度磁场是在主磁场基础上再外加的一种磁场，使成像时感兴趣人体段块受到的磁场强度出现微小的差别w0 - gz2Gzw0w0 + gz1GzIsocenterGradient amplitudes（三）梯度磁场与定位选层梯度： 在主磁体中加一个梯度磁场,则被检体各部位质子群的进动频率可因磁场强度不同而有所区别，这样可对被检体某一部位进行MR成像,MR的空间定位靠的是梯度磁场,通过梯度磁场达到选层的目的.（三）梯度磁场与定位相位编码：在激励脉冲结束后,在沿层面的Y轴方向加一短时间的梯度磁场GY,由于不同Y坐标的自旋磁矩的进动频率不一样,从而在磁场GY撤除后,磁矩的位相不一样.依据位相的

10、不同可以区分Y坐标,这称为相位编码.（三）梯度磁场与定位频率编码：在相位编码结束后，沿X轴方向加一梯度磁场GX，从而使不同X坐标的自旋磁矩的进动频率不一样，进而依据这种进动频率的差异来确定X坐标。称为频率编码。（三）梯度磁场与定位XYZ通过空间编码以后，不同体素发射的通过空间编码以后，不同体素发射的MRMR信号频率、相位、相位信号频率、相位、相位变化率不同，依据这些信息和信号强度可正确地重建图像。变化率不同，依据这些信息和信号强度可正确地重建图像。信号强度信号强度S S频率编码频率编码相位编码相位编码傅里叶变换 傅里叶变换就是将信号的时间-强度函数关系转变为频率-强度的函数关系. 将XY方向上

11、的傅里叶变换,可实现XY平面内MR信号的空间定位,实现断面图像的重建.二、MRI的基本结构1、MRI分类：成像范围：实验用MRI、局部MRI、全身MRI主磁场的产生方法：永磁型、常导型、混合型、 超导型用途：介入型、通用型2、磁共振系统： 主磁体系统、梯度磁场系统、射频发射与接收系统、计算机系统、运行保障系统。SouthtransmitreceiveA Simple MR Machine二、MRI的基本结构二、MRI的基本结构二、MRI的基本结构目录第二节 主磁体系统第二节主磁体系统MRI磁体有三种类型： 永磁型 电阻型 超导型MRI磁体的作用是： 产生静态主磁场B0，使人体内的氢质子在磁场内

12、形成进动，产生静态磁化量。磁场强度1、主磁场强度（B0）又叫静磁场，在一定范围内，静磁场强度越强则氢质子所产生的磁矩越大，信号越强，图像的信噪比（SNR）也越高。磁场强度： 0.3T称为低磁场强 0.3T-1.0T称为中场强 1.0T称为高磁场强8.0T 9.0TB0SN2、磁场均匀度(homogeneity) 是指在特定容积限度内磁场的同一性程度（即穿过单位面积的磁感应线是否相同）。 任何线圈的磁场都不会均匀,固要加一均匀线圈来补偿。磁场均匀度person in magnetic fieldmagnetperson in magnetic field 主磁场是MRI的磁体在其工作孔径内产生均

13、匀强磁场。如要扫描空间定位还要在B0之上施加梯度磁场（B） 体素上的B必须大于其磁场偏差扭曲定位信号降低成像质量。 磁场偏差大均匀性越差图像质量。磁场均匀度磁场稳定性3、磁场稳定性 包括时间稳定性和热稳定性磁场漂移： 磁体可以受附近的铁磁性物质，环境温度或匀场电源漂移因数的影像，磁场的均匀度或场质也会发生变化， 永磁体和常导磁体的热稳定性比较差； 超导磁体的时间稳定性和热稳定性较好。有效孔径4、有效孔径 是指梯度线圈，匀场线圈，射频体线圈和内护板等安装完毕后形成的柱型空间。有效孔径OPENOPEN磁体系统磁体系统, ,半敞开磁体受检者不易产生恐惧心理半敞开磁体受检者不易产生恐惧心理, ,而且能

14、开而且能开展展MRIMRI介入检查介入检查. .有效孔径半敞开磁体系统半敞开磁体系统磁场的安全性5、屏蔽逸散磁场对人体健康或其他医疗设备造成的损害、干扰和破坏，需采取屏蔽措。0.3T二、主磁体的种类与特点MRI成像磁体可分四种类型： 永磁型 常导型 超导型 混合型 优点：优点：造价低，场强可以达到造价低，场强可以达到0.3T0.3T，能产生优质图像，需要功率极，能产生优质图像，需要功率极小，维护费用低，可装在一个相对小的房间里。小，维护费用低，可装在一个相对小的房间里。 缺点：缺点：磁场强度较低，磁场的均匀度和强度欠稳定，易受外界因素磁场强度较低，磁场的均匀度和强度欠稳定，易受外界因素的影响（

15、尤其是温度），不能满足临床波谱研究的需要。的影响（尤其是温度），不能满足临床波谱研究的需要。1、永磁型(permanent magnet) 材料主要有铝镍钴，铁氧体和稀土钴三种类型。由多块材料拼接成,主要有两种，即环型和轭型。永久磁体优点：优点：结构简单造价低，工艺不复杂，可以减小半径或加大线圈电流的方结构简单造价低，工艺不复杂，可以减小半径或加大线圈电流的方法来提高常导型磁体的场强。法来提高常导型磁体的场强。缺点：缺点：功耗大，需有完善的循环水冷装置，运行费用高，磁场稳定度和磁功耗大，需有完善的循环水冷装置，运行费用高，磁场稳定度和磁场均匀性差，受环境影响大。常导场均匀性差，受环境影响大。常

16、导MRIMRI正逐步被淘汰。正逐步被淘汰。2、常导型(conventional magnet阻抗型磁体) 是根据电流产生磁场的原理设计的。当电流通过圆形线圈时，在导线的周围会产生磁场。常导磁体的线圈是由高导电性的金属导线或薄片绕制而成。它的结构主要由各种线圈组成 常导磁体优点：场强高，稳定性和均匀度好，磁场强度可以调节，必要时可以关闭磁场优点：场强高，稳定性和均匀度好，磁场强度可以调节，必要时可以关闭磁场 缺点：超导线圈须浸泡在密封的液氮杜瓦中方能工作，技术复杂和成本高缺点：超导线圈须浸泡在密封的液氮杜瓦中方能工作，技术复杂和成本高 3、超导型(super conducting magnet)

17、 利用超导材料在绝对零度-273C的零电阻特性，在很小的导线上通过强大的电流，产生磁场，0.5T8.0T。 荷兰科学家昂尼斯（Kamerlingh Onnes） 在1911年首先发现超导现象，科学家昂尼斯获得了1913年诺贝尔物理学奖。超导磁体混合磁体4、混合型磁体 利用两种或两种以上的磁体技术构造而成的磁体。常见的有永磁型和常导型磁体的组合。优点： 可以产生较高的场强，克服了永磁体不稳定、笨重和 常导磁体功耗大的缺点。缺点： 构造复杂，需安装低温容器造价也较高三、主磁场的匀场措施匀场：磁体安装完毕后还要在现场对磁场进行物理调整。 无论是哪种磁体，一般都存在不均匀性，而且此不均匀度都超过了MR

18、成像的要求。为了使磁体在一定的空间防卫内到达一定的标准，往往要借助匀场系统对磁体进行匀场工作。 一是有源匀场：通过适当调整匀场线圈的电流大小和方向，产生所需补偿的小的磁场，达到减小或消去静磁场的不均匀性 二是无源匀场：在主磁体孔洞内壁上贴补专用的小铁片，改变附近的磁力线密度和走向来提高磁场均匀性的方法磁场磁场三、主磁场的匀场措施目录第三节 梯度磁场系统 梯度系统：是指与梯度磁场有关的电路单元及梯度线圈。 功 能：是为系统提供满足的线性度和快速开关的梯度磁场。计算机计算机射频线圈射频线圈磁体磁体梯度线圈梯度线圈梯度系统梯度系统第三节 梯度磁场系统梯度系统的组成组成： 梯度控制器、数模转换器(DA

19、C)、梯度放大器、梯度线圈、梯度冷却系统梯度磁场的作用 在磁共振成像区域内的静磁场上，动态叠加三个线性的梯度磁场，一个作为层面选择梯度，另两个作为频率编码与相位编码，从而实现成像体素的选层和空间三维编码的功能。三个梯度线圈位置超导磁体与梯度线圈超导磁体与梯度线圈梯度磁场性能梯度磁场（gradient magnetic field, B)：梯度磁场简称梯度场，主要性能指标有： 有效容积 线 性 梯度强度 梯度场变化率 梯度场启动时间(上升时间)梯度磁场的产生 梯度线圈有三个GX，GY和GZ，分别产生X,Y,Z三维方向的梯度磁场。 三个梯度线圈分别有三个单独的电源发生系统供电，每组梯度线圈由两个电

20、流方向相反的同轴线圈组成产生最大线性磁场。 GX,GY和GZ封在纤维玻璃制作的大圆筒里，线圈产生的热常用水冷和风冷。梯度线圈B0B0超导磁体系统超导磁体系统梯度场3GZ梯度线圈： 有多种形式，最简单的是马克斯威尔对。当两线圈的距离为线圈半径的 倍时，能得到最均匀、线性最好的梯度磁场。GZ梯度线圈GX梯度线圈和GY梯度线圈GX梯度线圈和GY梯度线圈： 广泛采用鞍形梯度线圈，由两对（或四对）鞍形线圈组成。增加鞍形线圈的对数可提高梯度场线性度。梯度磁场的产生流程 梯度磁场是脉冲电流通过梯度线圈产生的，需较大的电源容量。梯度控制器（GCU）： GCU的任务是按系统主控单元的指令，发出所选梯度的标准数字

21、信号给数模转换器（DAC），梯度磁场系统中，对梯度放大器的各种精确控制正是由梯度控制器和数模转换器共同完成的。梯度磁场的产生流程数模转换器： 将数字量变为模拟量输出的器件。DAC收到梯度控制器发送的、标志梯度电流大小的代码后，立即转换成相应的模拟电压控制信号，并通过线性模拟运算放大器进行预放大。梯度放大器： 由于梯度线圈形状特殊，匝数少，需输入数百安培的电流才能达到规定的梯度值。 梯度放大器的输入信号就是来自DAC的模拟电压信号，输出的是供梯度线圈产生梯度场的梯度电流。梯度电流多采用霍尔元件进行探测，负反馈设计进行精确的梯段电流值调控。涡流的影响和补偿 当梯度磁场切换时，变化的磁场在周围导体中

22、感应出圆形电流，称为涡流。涡流自身又产生变化的磁场，其方向与梯度线圈所产生的磁场相反，涡流会削弱磁场梯度，使梯度场波形畸变，使图像产生伪影。克服涡流的干扰，最常采取的措施有： 在梯度电流输出单元中加入RC网络，预先对梯度电流进行补偿 在梯度线圈与磁体间增加一个与梯度线圈同轴的辅助梯度线圈，但电流方向相反且同时通断 使用高电阻材料制造特殊的磁体，以阻断涡流通路。目录第四节 射频发射与接收系统第四节 射频发射与接收系统 包括射频脉冲发射系统和射频信号接收系统两部分。 射频系统(RF system)是MRI系统中利用射频线圈实施射频激励并接受和处理RF信号的功能单元。 射频系统要根据扫描序列的要求发

23、射各种翻转角的射频波；接受成像区域内氢质子的共振信号。RF的宽度和幅度都是计算机和射频控制单元控制的。 共振信号只有微伏的数量级，要求的射频接收系统的灵敏度和放大倍数都非常高。射频脉冲与射频线圈1.射频线圈功能 发射：辐射一定频率和功率的电磁波，使被检体内的氢质子受到激励而发生共振 接收：指检测被激氢质子的进动行为，即获取MR信号 在实际应用中，发射线圈和接收线圈常为同一个，即两用线圈。发射和接收通过电路进行快速切换。2.射频线圈的分类根据功能分为: 发射线圈、接受线圈和两用线圈根据检查部位分为: 头线圈和体线圈（两用）线圈与被测组织的距离越近，信号越强常用的头线圈(head coil)2.射

24、频线圈的分类按适用范围分类 （1） 全容积线圈：能够整个地包容或包裹一定成像部位的柱状线圈，用于大体积或器官的大范围成像。如头线圈 （2） 表面线圈与体腔内线圈：是一种可紧贴成像部位放置的接收线圈，用于表浅组织和器官成像。体腔内线圈：直肠内线圈用于前列腺磁共振成像和磁共振波谱成像。 （3） 相控阵线圈：由两个以上的小线圈或线圈单元组成的线圈阵列。体线圈体线圈腹部检查头线圈头线圈头部检查膝线圈膝线圈膝部检查乳腺线圈乳腺线圈颈线圈颈线圈射频的产生与接收（一）射频脉冲的产生 射频脉冲发射系统的功能是在射频控制器的作用下，产生扫描序列所需的各种任意角度射频脉冲。在射频发射电路中，是通过连续调整B1的幅

25、度来改变RF脉冲翻转角度的。 射频脉冲是由振荡器、频率合成器、放大器、波形调制器、终端发射匹配电路及RF发射线圈等组成的电路产生的。RF产生1.射频振荡器：是一种能产生稳定频率的振荡器，为发生器提供稳定的射频电源，为脉冲程序器提供时钟。2.频率合成器：混频作用。3.RF波形调节器：产生需要的波形。4.脉冲功率放大器：是发射系统的关键组成部分。 通过一个阻抗匹配的网络输入电流到射频线圈，发射一定功率的射频波。5.阻抗匹配网络：起缓冲器和开关的作用，两用线圈需通过阻抗匹配网络的转换。RF产生射频信号的接收 当射频脉冲关断后，强化强度矢量将回到其初始的平衡位置时，射频接收线圈就会感应出一个FID信号

26、，这个信号由耦合电路进入前置放大器、接收门、中频放大器、检波器得到磁共振信号，再进行低放和滤波，检波器得到，最后再进行低放和滤波。1.前置放大器：射频接收单元的重要组成部分。放大从接收线圈中感应出的FID信号射频信号的接收2.接收控制门：一个电子开关，隔离作用，防止在发送射频脉冲器件，电流泄漏到射频接收系统。3.混频器：为了提高放大器的灵敏度与稳定性4.相敏检波器：正交检波，区分频率和相位不同的信号5.频率放大与低通滤波器：将低频信号放大，并用于衰减信号频率范围之外的高频成分6.信号采用与量化射频信号的接收目录第五节 计算机系统第五节 计算机系统 在MRI设备中，计算机系统包括各种规模的计算机

27、、单片机、微处理器等，构成了MRI设备的控制网络。 高档次微型机负责信号预处理、快速傅立叶变换和卷积反投影运算。 单片机、微机处理器负责信息调度（如人机交互等）与系统控制（如控制梯度磁场、射频脉冲）。一、主计算机系统（一）功能与组成 功能：主要是控制用户与磁共振各系统之间的通信，负责对整个系统各部分的运行进行控制，使整个成像过程各部分的动作协调一致，产生所需的高质量图像。并通过运行扫描软件来满足用户的所有应用要求，如扫描控制（控制梯度磁场、射频脉冲）、病人数据管理、归档图像、控制图像的重建和显示等、评价图像以及机器检测（包括自检）等。 组成：主机、磁盘存储器、光盘存储器、控制台、主图像显示器（

28、主诊断台）、辅助图像显示器（辅诊断台或工作站）、图像硬拷贝输出设备（多幅相机、激光相机）、网络适配器、测量系统的接口部件等。主图像显示器又是控制台的一部分，用于监视扫描和机器的运行状况。应用软应用软件件操作系操作系统统主计算主计算机机硬件接口及硬件接口及扫描控制器扫描控制器测量设测量设备备用户层用户层计算机层计算机层接口接口测量系统层测量系统层软件软件硬件硬件（二）软件系统 整个MRI系统从物理的观点来看可分为用户层、计算机层、接口层和测量系统等四层。从控制的观点来看，又可分为软件和硬件两层。应用软件通过操作系统等系统软件与主计算机发生联系，从而控制整个MRI设备的运行。 如图所示：图像重建：

29、 图像的重建是一个极其复杂的信号处理过程，必须在复杂且严格的程序软件控制下进行。图像重建的本质是对原始数据的高速数学运算（包括累加平均去噪声、相位校正、傅立叶变换等）。图像重建既可用软件完成也可用硬件完成，软件重建的速度要慢于硬件。二、图像重建与显示图像显示： 图像重建结束后，得到的是表示图像各点不同亮度的一组数据，这些图像数据立即被送入主计算机系统的海量存储器或硬盘中，并以图像的形式输出才能让人眼看到。最成熟、最受欢迎的显示方法是电子视频显示系统，目前比较流行的是液晶显示器。图像的显示不仅限于当前的病人，在会诊或进行回顾性研究时还需要调出以往病人的图像。二、图像重建与显示计算机系统操作系统（

30、operating system)磁共振信号产生磁共振信号产生检测检测编码编码磁体发射与接收线圈射频发射器射频接收器供电系统 数据采集数据采集存储存储图像重建显示图像重建显示模数转换器计算机磁共振成像流程MRI的优点： 1.无放射线损害，迄今也未见有MRI对人体产生损伤 的报道； 2.软组织密度分辨率高于CT，而空间分辨率也可与 CT相媲美，直径小于2厘米的胰癌也能发现； 3.可直接作任意的切层扫描； 4.成像参数及方法多，所获得诊断信息较CT丰富； 5.一般无需作增强扫描，近年采用的一种特殊的MRI 增强剂（Gd-DTPA）以增强病灶的信号对比，且 无潜在危险的碘过敏反应；与CT相比MRI的

31、优缺点 6.借助于质子的流动效应，可清晰显示血管，尤 其是运用数字减影原理可作MRI血管造影； 7.无骨性伪影，对颅窝病变的诊断比CT优越得多。MRI的缺点： 1.钙化及骨病灶不能显示； 2.扫描时间一般较长，每日能检查的人数较CT少； 3.上腹部MRI仍存在运动伪影干扰； 4.体内有磁性金属物者不能检查； 5.价格昂贵。 与CT相比MRI的优缺点目录第六节 磁场的屏蔽第六节 磁场的屏蔽（一）等高斯线图 杂散磁场：MRI磁体所产生的磁场，向各个方向散布。 1.以磁体原点为中心向周围空间发散，有一定的对称性。 2.用等高斯线图来形象地表示杂散磁场的分布。第六节 磁场的屏蔽 当杂散磁场的场强达到一

32、定程度时，可能干扰周围环境中磁敏感性强的设备，影响正常工作。这种影响通常在5高斯线内区域非常明显。杂散磁场对部分医疗设备的影响杂散磁场对部分医疗设备的影响设备总类设备总类最大磁场最大磁场强度（强度（mTmT）距磁体中心的一般最小距离距磁体中心的一般最小距离0.15T0.15T0.5T0.5T 1.0T1.0T 1.5T1.5T 2.0T2.0T信用卡、磁盘、照相机信用卡、磁盘、照相机3 34 45 56 66.56.59 9X-TVX-TV、显示器等、显示器等1 15 57 79 910101313心脏起搏器心脏起搏器0.50.56 68 8111112121515影像增强器、照相机、影像增强

33、器、照相机、X-CTX-CT0.10.112121616202023232525（二）磁场对环境的影响 磁体周围环境的变化会影响磁场的均匀程度，磁场干扰(源)分为静干扰和动干扰两大类。静干扰： 建筑物中的钢梁、钢筋等铁磁性加固物属于静干扰。这类干扰对磁场的影响一般可通过有源或无源匀场的办法加以克服。（三）环境对磁场的影响动干扰: 移动或变化的磁场干扰源。其特点是在MRI安装前无法估计。动干扰有两类： 移动的铁磁性物体，如轮椅、小汽车等 可产生交变磁场的装置，如变压器等 对磁场的影响程度取决于各自的重量、距磁体的远近以及交变磁场的强弱。计算结果证明可允许最大交变磁场干扰为0.001高斯。（三）环

34、境对磁场的影响干扰源干扰源至磁体中心的最小距离至磁体中心的最小距离(m)(m)地板内的钢筋网地板内的钢筋网(15kg/m(15kg/m2 2) )11钢梁、支持物、混凝支柱钢梁、支持物、混凝支柱55轮椅、担架轮椅、担架88大功率电缆、变压器大功率电缆、变压器1010活动床、电瓶车、小汽车活动床、电瓶车、小汽车1212起重机、卡车起重机、卡车1515铁路、地铁、电车铁路、地铁、电车3030MRI设备常见磁场干扰源为了尽量将5高斯线所围区域限于磁体室内，可增加磁体室的面积和高度，但一般并不可行。目前广泛采用磁屏蔽来达目的。 磁屏蔽的概念：用高饱和度的铁磁性材料来包容特定容积内的磁力线。 防止外部铁

35、磁性物质对磁体内部磁场均匀性的影响 削减磁屏蔽外部杂散磁场的分布主磁体屏蔽与射频屏蔽可分为有源和无源两种：有源屏蔽是由一个线圈或线圈系统组成的磁屏蔽。与工作线圈(内线圈)相比，屏蔽线圈可称为外线圈。这种磁体的内线圈中通以正向电流，以产生所需的工作磁场；外线圈中通以反向电流，以产生反向的磁场来抵消工作磁场的杂散磁场，达到屏蔽的目的。主磁体屏蔽的分类无源屏蔽：使用的是铁磁性（镍合金和铁合金）屏蔽体，不使用电流。无源磁屏蔽可分为下述3种：（1）房屋屏蔽：在磁体室上下及四周墙体镶入4-8mm厚的钢板，构成封闭的磁屏蔽间。用材多(十吨左右)，价格昂贵。（2）定向屏蔽：若杂散磁场的分布仅在某个方向超出了规

36、定的限度(如5高斯)，可在该方向的墙壁中安装屏蔽物，形成定向屏蔽。此法适用于MRI室和CT室共用一建筑物的情形。（3）自屏蔽：是指仅在磁体周围安装铁磁材料屏蔽体的屏蔽方法。效果较好，体积大而重。主磁体屏蔽的分类 全身MRI系统磁体的自屏蔽可以有板式、圆柱式、立柱式及圆顶罩式等多种结构形式使主磁场的均匀性少受影响磁屏蔽的分类 发射器的功率高达数千瓦，产生RF脉冲处于电磁波谱的米波段，极易干扰邻近的无线电设备(如调频无线电广播)； 线圈接收到的共振信号功率为纳瓦级，易受干扰。 常见的RF屏蔽用铜板或不锈钢板制做，镶嵌于磁体室的四周，构成密封的射屏蔽体。所有屏蔽件均不能采用铁磁材料制做。目录射频屏蔽第七节 超导及低温系统化第七节 超导及低温系统 超导（电）性：有些特殊金属或合金，在极低的温度下，电阻突然消失的现象 超导体：具有超导性的物质 临界温度（TC）：超导体从呈现一定电阻的正常态转变为电阻为零的超导态时所处的温度 高温超导体：临界温度在液氮温区以上的超导体系统超导体的基本性质完全导电性： 物质进入超导状态后电阻为零的性质，相对直流电。温度越接近TC、交流电的频率越高，其损耗越显著。完全抗磁性（迈斯纳效应）： 给处于超导态的某物体外加一磁场，磁感线将无