MR设备组成及质控

北京大学第一医院

MR设备组成及质控张晓东2012-11-181/24（第1页/共24页）提纲MRI系统组成结构主磁体梯度磁场系统射频系统MRI图像质量控制简介SNR,CNRFOV,VoxelSize,MatrixSize,rBW常见的MRI伪影类型2/24（第2页/共24页）MRI系统组成主磁体梯度磁场系统射频系统计算机系统辅助系统3/24（第3页/共24页）http:///education/tutorials/magnetacademy/mri/为什么称为MRI？MRI=NMR+ImagingMagnetic=人体中原子核磁矩(氢或其他元素)Resonance=在某一频率下产生共振信号(传递能量)Imaging=加入位置信息(空间定位)4/24（第4页/共24页）共振是一种能量传递的方式，只有在共振频率下核磁矩才能与外界实现能量交换主磁场的作用5/24（第5页/共24页）Bo地球磁场约为0.3G，核磁矩散乱分布，整体不显现磁性(~0.05G)外加主磁场B0，核磁矩规则排列，显现磁性B0=1.5T时，大约为地球磁场的30000倍主磁场越大，净磁场M0越大，信号越强磁体的分类6/24（第6页/共24页）永磁型磁体电磁型磁体

超导磁体永磁型磁体7/24（第7页/共24页）优点设备便宜，维护费低开放式设计使受检者更舒适缺点场强较低(<0.5T)对温度变化敏感超导型磁体8/24（第8页/共24页）优点磁场强度高(>8T)磁场均匀度高低能耗缺点设备昂贵，维护费用高噪声增加SAR升高梯度磁场与空间定位9/24（第9页/共24页）MRI的三维空间定位通过施加3个梯度磁场来实现http:///education/tutorials/magnetacademy/mri/梯度磁场的特性10/24（第10页/共24页）梯度场强(PeakAmplitude)表示梯度磁场的强度，即梯度场的斜率(mT/m)越大可得到较薄的选层厚度与较小的FOV梯度切换率(SlewRate)梯度线圈达到最大梯度强度的速度(mT/m/ms)越大，梯度变化越快，信号采集时间越短较大的梯度场较小的梯度场共振过程及射频场11/24（第11页/共24页）核磁矩在主磁场B0作用下旋进若再在垂直于主磁场的方向上加一个射频范围的交变磁场B1，当B1的频率与磁矩进动频率一致时，便产生共振吸收当射频场被撤去后，磁矩又把这部分能量已辐射形式释放出来，这就是共振发射射频系统12/24（第12页/共24页）发射(transmitter)：产生B1场使磁矩旋转接收(receiver)：接收磁矩旋转导致的信号射频线圈特性13/24（第13页/共24页）发射线圈：激发磁场要均匀接收线圈：需尽量接近人体类型：体积线圈(VolumeCoil)表面线圈(SurfaceCoil)相控阵线圈(PhasedArrayCoil)SurfaceCoil VolumeCoil体积线圈的特性14/24（第14页/共24页）优势产生磁场均匀，常用于RF发射线圈大FOV劣势低SNR离被检部位较远应用体线圈(BodyCoil)头线圈(HeadCoil)膝关节线圈(KneeCoil)表面线圈的特性15/24（第15页/共24页）优势高SNR劣势磁场不均匀，不能用于作为发射线圈信号快速衰减，有限的FOV应用心脏线圈(CardiacCoil)肩关节线圈(ShoulderCoil)相控阵线圈的特性16/24（第16页/共24页）由多个子线圈单元核多个数据采集通道构成优势高SNR大FOV劣势需要特定的硬件支持新应用并行成像(Parallelimaging(SENSE))http://.au/~joeli/phasearray.htmMR系统17/24（第17页/共24页）coil(transmitandreceivecoil)GradientcoilShimcoilMagnet如何选择MR系统18/24（第18页/共24页）SNRRF线圈，更高的主磁场B0高分辨率(HighResolution)较强的梯度场较高的SNR快速成像的能力较强的梯度场较高的梯度切换率MRS较高的主磁场B0RF线圈MRI图像质量参数19/24（第19页/共24页）SNR/quality-artifacts/signal-to-nose-ratio.htmlrMRI图像质量参数20/24（第20页/共24页）FOV,分辨率(VoxelSize)，成像矩阵(MatrixSize)MRI图像质量参数21/24（第21页/共24页）接收带宽(rBW)图像矩阵为256×256，回波采样时间Ts=8ms,则samplinginterval=8ms/256rBW=256/8Hz=32Hz(16Hz)MRI图像质量参数22/24（第22页/共24页）CNR带有高斯白噪声的两种组织A，B的信号分布SA和SB，CNRAB=3时，两种组织不同的几率为95％常见MRI伪影类型23/24（第23页/共24页）RF相关的伪影(RFrelatedartifacts)相位编码采集相关的伪影(Phasesamplingartifacts)化学位移伪影(ChemicalShiftartifacts)磁敏感伪影(Susceptibilityartifacts)运动伪影(Motionartifacts)流动伪影(Flowartifacts)卷折伪影(WrapAroundartifacts)部分容积伪影(PartialVolumeartifacts)http://www.med.nagasaki-u.ac.jp/radiolgy/MRI%20of%20