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1、2024/7/221磁磁 共共 振振 成成 像像 设设 备备江苏省人民医院钱英2024/7/222MR现象的发现现象的发现n n1.MR1.MR现象是现象是19461946年分别由美年分别由美国斯坦福大学物理系国斯坦福大学物理系BlochBloch教教授和哈佛大学的授和哈佛大学的PurcellPurcell教授教授领导的小组同时独立发现的。领导的小组同时独立发现的。n n2. 2.由于这一发现在物理、化由于这一发现在物理、化学上具有重大意义，学上具有重大意义，BlochBloch和和PurcellPurcell共同获得了共同获得了19521952年的年的诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。核磁共振
2、现象发现者帕塞尔(Edward Purcell)核磁共振现象发现者 布洛赫(Felix Bloch)2024/7/223MR基本原理基本原理n n当处于磁场中的物质受到射当处于磁场中的物质受到射频（频（radio frequencyradio frequency，RFRF）电）电磁波的激励时，如果磁波的激励时，如果RFRF电磁电磁波的频率与磁场强度的关系波的频率与磁场强度的关系满足拉莫尔方程，则组成物满足拉莫尔方程，则组成物质的一些原子核会发生共振，质的一些原子核会发生共振，即所谓的即所谓的MRMR。n n原子核接收了原子核接收了RFRF电磁波的能电磁波的能量，原子核就会发生偏转量，原子核就会
3、发生偏转, ,当当RFRF电磁波停止激励时，吸收电磁波停止激励时，吸收了能量的原子核又会把这部了能量的原子核又会把这部分能量释放出来，即发射分能量释放出来，即发射MRMR信号。通过测量和分析此信号。通过测量和分析此MRMR信号，可得到物质结构中的信号，可得到物质结构中的许多物理和化学信息。许多物理和化学信息。RFMR信号2024/7/224磁共振成像原理磁共振成像原理n n自然界中原子核内部均含有质子和中子，统自然界中原子核内部均含有质子和中子，统称为核子，带有正电荷。但具有偶数核子的称为核子，带有正电荷。但具有偶数核子的许多原子核其自旋磁场相互抵消，不能产生许多原子核其自旋磁场相互抵消，不能
4、产生磁共振现象。只有那些含奇数核子的原子核磁共振现象。只有那些含奇数核子的原子核在自旋过程中才能产生磁矩或磁场，在自旋过程中才能产生磁矩或磁场， 如如1 1HH( (氢氢) )、1313C C（碳（碳) )、1919F(F(氟氟) )、3131P(P(磷磷) )等。等。n n以人体内广泛存在的氢原子核为例，其原子以人体内广泛存在的氢原子核为例，其原子核中只含有一个质子而不含中子，最不稳定，核中只含有一个质子而不含中子，最不稳定，且带正电荷并可产生磁矩，有如一个小磁体，且带正电荷并可产生磁矩，有如一个小磁体，易受外加磁场的影响而发生核磁共振现象。易受外加磁场的影响而发生核磁共振现象。在自然状态下
5、在自然状态下 氢质子有沿自身轴旋转的自氢质子有沿自身轴旋转的自旋运动旋运动(Spin)(Spin)，小磁体自旋轴的排列无一定，小磁体自旋轴的排列无一定规律。规律。n n质子距原子核中心有一段距离，因此质子自质子距原子核中心有一段距离，因此质子自旋就相当于正电荷在环形线圈中流动，在其旋就相当于正电荷在环形线圈中流动，在其周围形成磁场，称为核磁。周围形成磁场，称为核磁。n n人体内无数的氢原子核杂乱无章的运动，漫人体内无数的氢原子核杂乱无章的运动，漫无方向的排列，使其磁场相互抵消，整个人无方向的排列，使其磁场相互抵消，整个人体不显磁性。体不显磁性。 MRI原理2024/7/225磁共振成像原理磁共
6、振成像原理n n如果在均匀的强磁场中如果在均匀的强磁场中( (又又称主磁场或静磁场称主磁场或静磁场) )，小磁，小磁体的自旋轴将按磁场磁力线体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新有序排列。但有的方向重新有序排列。但有序排列的质子并不是静止的，序排列的质子并不是静止的，而是作快速的锥形旋转运动，而是作快速的锥形旋转运动，即原子核在绕着自身轴旋转即原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿着主磁场方向的同时，又沿着主磁场方向做圆周运动，我们把质子磁做圆周运动，我们把质子磁矩的这种运动称之为进动或矩的这种运动称之为进动或旋进。旋进。n n进动速度用进动频率表示，进动速度用进动频率表示，即每秒进动的次数。进动频即
7、每秒进动的次数。进动频率决定于质子所处的外磁场率决定于质子所处的外磁场场强。外磁场场强越强进动场强。外磁场场强越强进动频率越高。频率越高。 磁性核在磁场中的进动2024/7/226MRI发展简史发展简史n n19671967年，约翰斯等人首先利用年，约翰斯等人首先利用活体动物进行实验，成功地检活体动物进行实验，成功地检出动物体内分布的氢、磷、和出动物体内分布的氢、磷、和氮的氮的MRMR信号。信号。n n19701970年，美国纽约州立大学的年，美国纽约州立大学的达马迪安对已植入恶性肿瘤细达马迪安对已植入恶性肿瘤细胞的老鼠进行了胞的老鼠进行了MRMR实验，发实验，发现正常组织与恶性肿瘤组织的现正
8、常组织与恶性肿瘤组织的MRMR信号明显不同，而且受刺信号明显不同，而且受刺激组织的偏转磁矩回复至稳定激组织的偏转磁矩回复至稳定状态的过程中，会发出两类不状态的过程中，会发出两类不同信号：同信号：T1T1、T2T2弛豫信号。弛豫信号。全身核磁共振装置创始人达马迪安(Raymond Damadian)2024/7/227MRI发展简史发展简史n n19721972年，美国纽约州立大学的劳年，美国纽约州立大学的劳特伯（特伯（Paul LauterburPaul Lauterbur）进一步指）进一步指出，用出，用MRMR信号完全可以重建图像信号完全可以重建图像，他提出了，他提出了MRIMRI的方法，即
9、把的方法，即把MRMR原理与空间编码技术结合，用一原理与空间编码技术结合，用一定方法使空间各点磁场强度有规定方法使空间各点磁场强度有规律地变化，律地变化，MRMR中的不同频率分量中的不同频率分量即可同一定的空间位置对应，通即可同一定的空间位置对应，通过一定的数学变换即可实现过一定的数学变换即可实现MRIMRI。n n19771977年达马迪安等人建成了人类年达马迪安等人建成了人类历史上第一台全身历史上第一台全身MRIMRI设备，并设备，并于于19771977年年7 7月月3 3日取得第一幅横断日取得第一幅横断面质子密度图像（用时长达面质子密度图像（用时长达4 4小小时时4545分钟）。分钟）。
10、核磁共振空间定位方法开拓者(Paul Lauterbur)2024/7/228MRI设备发展回顾设备发展回顾n n近年来，近年来，MRIMRI技术飞技术飞速发展，高性能梯度速发展，高性能梯度磁场、开放型磁体、磁场、开放型磁体、软线圈、相控阵线圈软线圈、相控阵线圈以及计算机网络的应以及计算机网络的应用，显示出用，显示出MRIMRI设备设备的硬件发展趋势。的硬件发展趋势。n n超高磁场超高磁场MRIMRI设备发设备发展十分迅速，展十分迅速，3T3T全身全身MRIMRI设备已用于临床。设备已用于临床。GE 7T 磁共振成像新技术2024/7/229MRI设备发展回顾设备发展回顾n n低场强低场强MR
11、IMRI设备，不论是设备，不论是永磁型、常导型或超导型永磁型、常导型或超导型都已采用开放型，其性能都已采用开放型，其性能大幅提高，图像质量、成大幅提高，图像质量、成像功能也有很大改善，成像功能也有很大改善，成像时间亦有所缩短，且病像时间亦有所缩短，且病人舒适、减少了幽闭恐怖人舒适、减少了幽闭恐怖感，又便于操作和检查，感，又便于操作和检查，而且还便于介入治疗。而且还便于介入治疗。n n中场强开放式中场强开放式MRIMRI设备也设备也已应用。已应用。永磁开放式磁共振系统磁共振导航介入治疗系统2024/7/2210MRI设备发展回顾设备发展回顾n n在梯度磁场方面，为了提高梯度磁场强度，已开在梯度磁
12、场方面，为了提高梯度磁场强度，已开发出双梯度系统（发出双梯度系统（twin gradienttwin gradient），最大梯度磁场），最大梯度磁场强可达强可达80mT/m80mT/m，其切换率可达，其切换率可达150mT/m/ms150mT/m/ms，提，提高了成像速度。高了成像速度。n n在在RFRF系统方面，多元阵列式全景线圈的发展十分系统方面，多元阵列式全景线圈的发展十分迅速，支持并行扫描的线圈技术得到快速发展，迅速，支持并行扫描的线圈技术得到快速发展，目前已能支持最优化的目前已能支持最优化的4 4、8 8、1616、3232、6464个接收个接收通道的配置，支持通道的配置，支持3
13、34 4倍的图像采集速度。倍的图像采集速度。n n在图像重建方面，非笛卡尔的重建、不完整数据在图像重建方面，非笛卡尔的重建、不完整数据的采集、与并行成像技术有关的重建方法都是当的采集、与并行成像技术有关的重建方法都是当前十分活跃的领域。前十分活跃的领域。2024/7/2211并行成像技术简介并行成像技术简介n n并行成像技术，又称为灵敏度编并行成像技术，又称为灵敏度编码技术（码技术（SENSTSENST）或阵列转换处）或阵列转换处理技术（理技术（ASSETASSET），能大幅度缩），能大幅度缩短短MRIMRI扫描时间。采集速度是传扫描时间。采集速度是传统方法的统方法的4 49 9倍，可达到倍，
14、可达到5050层层/(10/(1020s20s，是一种能显著提高，是一种能显著提高MRIMRI速度的技术。速度的技术。n n实现方法：利用多元阵列线圈同实现方法：利用多元阵列线圈同时采集信号，经过多个接收通道时采集信号，经过多个接收通道按适当的方法编码步数，在不降按适当的方法编码步数，在不降低低MRIMRI图像的空间分辨力的情况图像的空间分辨力的情况下能大大缩短扫描时间。下能大大缩短扫描时间。n nSENSTSENST技术优点：技术优点：提高成像的提高成像的时间分辨率；时间分辨率；在扫描时间不变在扫描时间不变时提高空间分辨力；时提高空间分辨力；减少运动减少运动及敏感性伪影。及敏感性伪影。GE
15、磁共振的XV极限成像技术在并行成像基础上融入独特的“填零”算法，实现了扫描速度与图像质量的同时提高。2024/7/2212弛弛 豫豫 时时 间间n n在静磁场中当磁化强度受到满足共振条件的射频磁场的作用时，它就会偏离热平衡状态，当该射频磁场作用停止后，磁场强度会从偏离热平衡状态逐渐恢复到平衡状态，这个过程称为磁化强度的弛豫过程，其经历的弛豫过程称为弛豫时间。n n弛豫时间分为纵向弛豫时间和横向弛豫时间。2024/7/2213纵纵 向向 弛弛 豫豫 时时 间间n nT T1 1为纵向弛豫过程，其实际上是原子核与周围环境（晶格）相互作用，为纵向弛豫过程，其实际上是原子核与周围环境（晶格）相互作用，
16、使得高低能级上原子核数目逐渐恢复到热平衡状态的过程，因此称使得高低能级上原子核数目逐渐恢复到热平衡状态的过程，因此称为自旋为自旋晶格弛豫过程。晶格弛豫过程。 T T1 1亦称为自旋亦称为自旋晶格弛豫时间常数。晶格弛豫时间常数。n n影响自旋晶格弛豫过程的因素很多，因此不同物质的影响自旋晶格弛豫过程的因素很多，因此不同物质的T1T1值不同。值不同。 对于液体，比如水，分子可自由运动，与原子核碰撞机会大，对于液体，比如水，分子可自由运动，与原子核碰撞机会大，T T1 1较较短，为短，为0.10.110s10s； 对于固体，分子运动受到限制，与原子核碰撞机会小，对于固体，分子运动受到限制，与原子核碰
17、撞机会小， T T1 1长，从长，从几分钟到几小时。几分钟到几小时。n n样品中若有顺磁性物质存在，将使样品中若有顺磁性物质存在，将使T T1 1大大减小。因为顺磁性物质带有大大减小。因为顺磁性物质带有未成对电子，电子磁矩比核磁矩大未成对电子，电子磁矩比核磁矩大3 3个数量级，所以其对样品原子核个数量级，所以其对样品原子核弛豫的作用很大，用造影剂增强磁共振成像组织对比度就是利用了弛豫的作用很大，用造影剂增强磁共振成像组织对比度就是利用了这一性质。这一性质。2024/7/2214横横 向向 弛弛 豫豫 时时 间间n nT T2 2为横向弛豫时间，横向弛豫过程原因有二：一是为横向弛豫时间，横向弛豫
18、过程原因有二：一是组成磁化强度的原子核，彼此之间的相互作用，即组成磁化强度的原子核，彼此之间的相互作用，即自旋自旋自旋相互作用；二是非均匀的静磁场作用，自旋相互作用；二是非均匀的静磁场作用，使得各原子核受到的磁场作用不同，因此磁共振频使得各原子核受到的磁场作用不同，因此磁共振频率不同并产生了相位差。该相位差随时间而增加，率不同并产生了相位差。该相位差随时间而增加，使得众核磁矩的水平分量相互抵消，磁化强度的水使得众核磁矩的水平分量相互抵消，磁化强度的水平分量为零。所以横向弛豫过程是自旋平分量为零。所以横向弛豫过程是自旋自旋作用自旋作用和静磁场的非均匀性共同引起的。和静磁场的非均匀性共同引起的。n
19、 n磁化强度的弛豫时间常数磁化强度的弛豫时间常数T T1 1、T T2 2是物质磁共振的重是物质磁共振的重要参数，对磁共振图像的信号强度、组织对比度有要参数，对磁共振图像的信号强度、组织对比度有直接影响。直接影响。2024/7/2215磁磁 共共 振振 成成 像像 参参 数数1.时间参数a. 重复时间（TR）b. 感兴趣区（FOV）c. 反转时间（TI）2.分辨率参数a. 扫描矩阵（Matrix）b.回波时间（TE）c. 层面厚度3.其他参数a. 翻转角（Flip Angle）b. 信号平均次数（NAQ）E GO2024/7/2216重复时间（重复时间（TR）n n重复时间是指从第一个重复时间
20、是指从第一个RFRF激励脉冲出现到下一个周激励脉冲出现到下一个周期同一个脉冲出现时所经期同一个脉冲出现时所经历的时间。历的时间。n n在在MRMR扫描中，每个相位编扫描中，每个相位编码步需要一个周期，因此码步需要一个周期，因此在扫描分辨率确定的前提在扫描分辨率确定的前提下，下，TRTR是扫描速度的决定是扫描速度的决定因素。因素。n n此外此外TRTR还是图像对比度的还是图像对比度的主要控制因子。主要控制因子。 重复时间的定义D BACK2024/7/2217回波时间（回波时间（TETE）n n回波时间是指从第一个回波时间是指从第一个9090脉冲到回波信号产生所需脉冲到回波信号产生所需要的时间，
21、如图，在多回要的时间，如图，在多回波序列中，波序列中，9090脉冲到第一脉冲到第一个回波信号出现的时间称个回波信号出现的时间称为为TE1TE1，到第二个回波信，到第二个回波信号出现的时间为号出现的时间为TE2TE2，依，依此类推。此类推。n n在自旋回波和梯度回波序在自旋回波和梯度回波序列中，列中，TETE和和TRTR共同决定图共同决定图像的对比度，因此像的对比度，因此TETE是上是上述两类序列的重要参数之述两类序列的重要参数之一。一。回波时间的定义D BACK2024/7/2218反转时间（反转时间（TITI）n n在反转恢复脉冲序列中180反转脉冲与90激励脉冲之间的间隔称为反转时间。n
22、n反转恢复脉冲序列的检测对象主要是组织的T1特性，因此TI长短对最终的信号和图像对比度都有很大影响。D BACK2024/7/2219扫描矩阵（扫描矩阵（MatrixMatrix）n n脉冲序列中的扫描矩阵具有双重含义。 规定了显示图像的行和列，即确定图像的大小； 限定扫描层面中体素的个数。n n图像重建后，原始图像的像素与成像体素一一对应，在其他参数不变的情况下，扫描矩阵越大，图像的分辨率越高。 D BACK2024/7/2220感兴趣区（感兴趣区（FOVFOV）n nFOV是指实施扫描的解剖区域。n nFOV的大小以所用线圈的有效容积为限，当扫描矩阵固定时，FOV越大，体素的体积就越大，但
23、空间分辨力随之降低。 D BACK2024/7/2221层面厚度层面厚度n n指成像层面在成像空间第三维方向上的尺寸。n n由于它与扫描矩阵和FOV一起决定着体素的大小，因而是信噪比和空间分辨率两个图像质量标准的主要影响因素。n n层面越厚信噪比越高但空间分辨率下降。 D BACK2024/7/2222翻转角（翻转角（Flip AngleFlip Angle）n n在RF脉冲的激励下，宏观磁化矢量M将偏离静磁场B0方向，其偏离的角度称为翻转角。n n在梯度回波等快速成像序列中，经常采用小角度激励技术，此时系统恢复较快，能有效地提高成像速度。D BACK2024/7/2223信号平均次数（信号平
24、均次数（NAQNAQ）n n又称信号采集次数：它是指每个相位编码步中信号收集的次数。n n当NAQ大于1时，序列采用叠加平均的方法提高图像的信噪比，但相应增加扫描时间。 D BACK2024/7/2224磁共振成像加权图像以及常规扫描序磁共振成像加权图像以及常规扫描序列简介列简介n n1.MRI1.MRI加权图像加权图像 实现方法：在扫描过程中，调节实现方法：在扫描过程中，调节TRTR、TETE、TITI或翻转角或翻转角等脉冲序列参数，达到突出图像中某一对比度的目的，这样等脉冲序列参数，达到突出图像中某一对比度的目的，这样所得到的图像称为加权像（所得到的图像称为加权像（Weighted Ima
25、geWeighted Image，WIWI）。常见的）。常见的加权像有三种：加权像有三种：T1T1加权像（加权像（T1WIT1WI）、T2T2加权像（加权像（T2WIT2WI）和和质子密度加权像质子密度加权像。n n2. 2.常规成像序列常规成像序列 指在日常磁共振成像中普遍使用的序列，与其他成像方指在日常磁共振成像中普遍使用的序列，与其他成像方法相比，这类序列具有对机器硬件要求低、图像质量高等优法相比，这类序列具有对机器硬件要求低、图像质量高等优点。点。 近年来，随着多层面、多回波和小角度激励等技术的逐近年来，随着多层面、多回波和小角度激励等技术的逐渐成熟，常规成像序列的扫描速度已经大大提高
26、，主要有渐成熟，常规成像序列的扫描速度已经大大提高，主要有自自旋回波（旋回波（SESE） 、反转恢复（反转恢复（IRIR） 、梯度回波（梯度回波（GREGRE）序列）序列三种。三种。2024/7/2225T1WIT1WIn n在扫描序列中采用在扫描序列中采用短短TRTR和和短短TETE就可得到所谓的就可得到所谓的T1T1加权像。加权像。取短取短TRTR进行扫描时，由于脂肪等短进行扫描时，由于脂肪等短T1T1组织的进动频率最组织的进动频率最接近于接近于LarmorLarmor频率，因此脂肪质子的弛豫较快；而脑脊液频率，因此脂肪质子的弛豫较快；而脑脊液等长等长T1T1组织在组织在TRTR时间内弛豫
27、程度相对较少。因此在下一时间内弛豫程度相对较少。因此在下一个个RFRF脉冲出现时对能量的吸收程度也就不同。短脉冲出现时对能量的吸收程度也就不同。短T1T1组织因组织因为吸收能量多而显示强信号，长为吸收能量多而显示强信号，长T1T1组织因饱和而不能吸收组织因饱和而不能吸收太多能量而表现出低信号。这种组织间信号强度的差异必太多能量而表现出低信号。这种组织间信号强度的差异必然使图像的然使图像的T1T1对比度增强。对比度增强。n n由于检测信号是在横向进行，采用短由于检测信号是在横向进行，采用短TETE可以最大限度的削可以最大限度的削减减T2T2弛豫造成的横向信号损失从而排除了弛豫造成的横向信号损失从
28、而排除了T2T2的作用。的作用。 D BACK2024/7/2226T2WIT2WIn n通过通过长长TRTR和和长长TETE的扫描序列来取得。在长的扫描序列来取得。在长TRTR情情况下，扫描周期内纵向磁化矢量已经按况下，扫描周期内纵向磁化矢量已经按T1T1时间充时间充分弛豫；采用长分弛豫；采用长TETE后信号中的后信号中的T1T1效应也被进一步效应也被进一步排除。长排除。长TETE的另一个作用是突出液体等横向弛豫的另一个作用是突出液体等横向弛豫较慢的组织信号。较慢的组织信号。n n需要补充的是一般病变部位都会出现大量水的聚需要补充的是一般病变部位都会出现大量水的聚集，用集，用T2T2加权像可
29、以非常满意地显示这些水的分加权像可以非常满意地显示这些水的分布。因此布。因此T2WIT2WI，在确定病变性质方面有重要作用。，在确定病变性质方面有重要作用。 D BACK2024/7/2227质子密度加权像质子密度加权像n n使用使用长长TRTR和和短短TETE的脉冲序列扫描就可获得反映的脉冲序列扫描就可获得反映体内质子密度分布的图像。这里的长体内质子密度分布的图像。这里的长TRTR可以使可以使组织的纵向磁化矢量在下一个激励到来之前充分组织的纵向磁化矢量在下一个激励到来之前充分弛豫，削减弛豫，削减T1T1对信号的影响；短对信号的影响；短TETE作用主要是作用主要是削减削减T2T2对图像的影响。
30、可见这时图像的对比度对图像的影响。可见这时图像的对比度只与质子密度有关。只与质子密度有关。 n n值得注意的是无论何种加权，均会包含一定的质值得注意的是无论何种加权，均会包含一定的质子密度和子密度和T1T1、T2T2对比度。因为纵向磁化矢量总对比度。因为纵向磁化矢量总是受质子密度的影响；同时在可供测量的信号出是受质子密度的影响；同时在可供测量的信号出现之前，一定程度的现之前，一定程度的T1T1、T2T2弛豫已经发生。然弛豫已经发生。然而序列参数的选择，能使图像中的某种对比度得而序列参数的选择，能使图像中的某种对比度得以突出，同时使其他对比度的影响大大降低。以突出，同时使其他对比度的影响大大降低
31、。 D BACK2024/7/2228自旋回波脉冲（自旋回波脉冲（SESE）序列）序列 n n自旋回波脉冲序列是指以自旋回波脉冲序列是指以9090射射频脉冲开始，后续以频脉冲开始，后续以180180相位重相位重聚脉冲，以获聚脉冲，以获 得有用信号的脉得有用信号的脉冲序列。冲序列。n n一般来说，一般来说，SESE序列的执行过程序列的执行过程可分为激发、编码、相位重聚可分为激发、编码、相位重聚和信号读出四个阶段。和信号读出四个阶段。n n根据根据SESE序列中序列中TRTR、TETE时间的改时间的改变，能反映组织的变，能反映组织的T1WIT1WI、T2WIT2WI和质子密度三个物理特征。和质子密
32、度三个物理特征。n nSESE序列是目前临床磁共振成像序列是目前临床磁共振成像中最基本、最常用的脉冲序列。中最基本、最常用的脉冲序列。自旋回波脉冲序列时序图D BACK2024/7/2229反转恢复脉冲序列（反转恢复脉冲序列（IRIR） n n反转恢复脉冲序列是在反转恢复脉冲序列是在180180射频脉冲的射频脉冲的激励下，使层面的宏观磁化矢量翻转激励下，使层面的宏观磁化矢量翻转至主磁场至主磁场B0B0的反方向，并在其弛豫过的反方向，并在其弛豫过程中施以程中施以9090射频脉冲，从而检测射频脉冲，从而检测MRMR信信号的脉冲序列。号的脉冲序列。n n如图所示，如图所示，TITI为反转时间，它是为
33、反转时间，它是IRIR序列序列的重要参数。很显然，采用的重要参数。很显然，采用IRIR序列时，序列时，纵向磁化量是从纵向磁化量是从M0M0开始的，因此其开始的，因此其纵向恢复时间较长，也就是说有更大纵向恢复时间较长，也就是说有更大的动态检测范围，对组织的的动态检测范围，对组织的T1T1分辨力分辨力相应增加。相应增加。n nIRIR序列可以测得组织的序列可以测得组织的T1WIT1WI和质子加和质子加权像且对分辨组织的权像且对分辨组织的T1T1值极为敏感；值极为敏感；适当的选择适当的选择TITI时间还可以获得良好的时间还可以获得良好的液体抑制和脂肪抑制图像。液体抑制和脂肪抑制图像。反转恢复脉冲序列
34、（IR） D BACK2024/7/2230梯度回波脉冲序列（梯度回波脉冲序列（GREGRE） n n梯度回波脉冲序列又称场回波，它是目前梯度回波脉冲序列又称场回波，它是目前MRMR快速扫描序列中最为成熟的方法，它快速扫描序列中最为成熟的方法，它不仅使扫描时间明显缩短而且空间分辨率不仅使扫描时间明显缩短而且空间分辨率和信噪比均无明显下降。和信噪比均无明显下降。n n梯度回波技术的产生主要依赖以下两点：梯度回波技术的产生主要依赖以下两点：一是小角度激励；二是扰相梯度的引入。一是小角度激励；二是扰相梯度的引入。n n 如图所示采用小于如图所示采用小于9090的小翻转角，可将的小翻转角，可将部分磁化
35、矢量翻转到横断面内。部分磁化矢量翻转到横断面内。n n只要很短的时间就可以让纵向磁化矢量完只要很短的时间就可以让纵向磁化矢量完全恢复，然后在进行下一次激发。全恢复，然后在进行下一次激发。n n扰相梯度取代了扰相梯度取代了180180恢复脉冲，不仅有利恢复脉冲，不仅有利于使用短于使用短TRTR实施扫描，更重要的是它有实施扫描，更重要的是它有效地减少了受检者的射频能量沉积。效地减少了受检者的射频能量沉积。n n通过通过GREGRE序列可以获得序列可以获得T1WIT1WI、重、重T2T2加权加权像及质子密度像。但不能获得纯的像及质子密度像。但不能获得纯的T2T2图像。图像。梯度回波脉冲序列（GRE）
36、 D BACK2024/7/2231MRI技术进展技术进展n n平面回波扫描成像（平面回波扫描成像（EPIEPI）使）使MRMR的的成像时间大大缩短，通常每秒可获取成像时间大大缩短，通常每秒可获取2020幅图像，幅图像，30ms30ms内采集完成一幅完内采集完成一幅完整的图像。整的图像。n nEPIEPI特点：特点：瞬时成像；瞬时成像；可去除运可去除运动伪影；动伪影；高时间分辨力便于动态研高时间分辨力便于动态研究。究。n n临床应用：可清晰观察胆囊、呼吸器临床应用：可清晰观察胆囊、呼吸器官等的断层图像，不需要门控即可显官等的断层图像，不需要门控即可显示心脏的动态图像，由于单激发示心脏的动态图像
37、，由于单激发EPIEPI的时间分辨力高和特殊的图像对比度的时间分辨力高和特殊的图像对比度，可进行人体组织功能方面的应用，可进行人体组织功能方面的应用，如颅脑部的弥散成像、灌注成像、皮如颅脑部的弥散成像、灌注成像、皮质功能区定位等。质功能区定位等。磁共振弥散张量成像磁共振成像在心脏瓣膜病诊断中的应用2024/7/2232MRI技术进展技术进展n n近年发展的动态增强近年发展的动态增强MRAMRA（DCE DCE MRAMRA），是一全新的），是一全新的MRAMRA技术。技术。其方法是应用静脉注射顺磁性对比其方法是应用静脉注射顺磁性对比剂，明显缩短了血液成像时间，避剂，明显缩短了血液成像时间，避免
38、了扭曲血管和慢血流所致的信号免了扭曲血管和慢血流所致的信号丧失。丧失。磁共振脑血管成像磁性纳米晶体用作磁共振成像造影剂n n 磁共振血管成像（磁共振血管成像（MRAMRA）：不需）：不需要对比剂即可得到血管造影像。要对比剂即可得到血管造影像。2024/7/2233MRI技术进展技术进展n nFMRIFMRI技术：指对人体技术：指对人体功能进行研究和检测的功能进行研究和检测的MRIMRI技术，可检查到形技术，可检查到形态未变但功能已改变的态未变但功能已改变的病变，从而达到早期诊病变，从而达到早期诊断的目的。断的目的。n nFMRIFMRI技术包括血氧水技术包括血氧水平依赖对比增强成像技平依赖对比
39、增强成像技术、弥撒加权成像、灌术、弥撒加权成像、灌注加权成像、弥散张量注加权成像、弥散张量成像等。成像等。功能磁共振成像应用在大脑功能磁共振成像应用在大脑皮质功能区定位的研究中皮质功能区定位的研究中2024/7/2234MRI技术进展技术进展n n消除伪影技术：如空间预饱和技术、梯度磁矩衡消技术和快速成像技术等；n n上述消除伪影的技术可有效消除人体的生理运动如呼吸、血流、脑脊液脉动、心脏跳动、胃肠蠕动等引起的磁共振图像的伪影，提高图像质量，使得诊断结果更为准确、可靠。2024/7/2235MRI设备的优点设备的优点n n1. 1.无电离辐射危害无电离辐射危害n n2. 2.多参数成像多参数成
40、像n n3. 3.高对比度成像高对比度成像n n4. 4.具有任意方向断层的能力具有任意方向断层的能力n n5. 5.无需使用对比剂无需使用对比剂n n6. 6.无骨伪影的干扰无骨伪影的干扰n n7. 7.可进行功能、组织化学和可进行功能、组织化学和生物化学方面的研究生物化学方面的研究Go2024/7/2236无电离辐射无电离辐射n nMRIMRI设备的激励电源为短设备的激励电源为短波或超短波的电磁波，无波或超短波的电磁波，无电离辐射损伤。从成像所电离辐射损伤。从成像所用的用的RFRF功率看，尽管功率看，尽管MRIMRI设备的峰值功率可达数千设备的峰值功率可达数千瓦，但平均功率仅为数瓦。瓦，但
41、平均功率仅为数瓦。n n经计算，其经计算，其RFRF容积功耗低容积功耗低于推荐的非电离辐射的安于推荐的非电离辐射的安全标准。在一定的场强及全标准。在一定的场强及场强变化率范围之内，静场强变化率范围之内，静磁场和线性梯度磁场也不磁场和线性梯度磁场也不会引起机体的异常反应。会引起机体的异常反应。MRI设备无危害人体的电离辐射存在，是一种安全的检查方法。Back2024/7/2237多参数成像多参数成像 一般的医学成像技术都使用单一一般的医学成像技术都使用单一的成像参数。如的成像参数。如CTCT的成像参数：的成像参数：X X线吸收系数；超声成像参数：线吸收系数；超声成像参数：组织界面所反射的回波信号
42、。组织界面所反射的回波信号。 MRIMRI是一种多参数的成像方法。是一种多参数的成像方法。从理论上讲，它可以是多核种的从理论上讲，它可以是多核种的成像，而每种核多有各自的成像成像，而每种核多有各自的成像参数。参数。 目前使用的目前使用的MRIMRI设备主要是用来观测活体组织中氢质子密度的空间分设备主要是用来观测活体组织中氢质子密度的空间分布及其弛豫时间的新型成像工具，用以成像的组织参数至少有氢核密布及其弛豫时间的新型成像工具，用以成像的组织参数至少有氢核密度度NN（HH）、纵向弛豫时间）、纵向弛豫时间T1T1、横向弛豫时间、横向弛豫时间T2T2及体内液体的流速等及体内液体的流速等四个。上述参数
43、即可分别成像，也可相互组合获取对比图像。质子密四个。上述参数即可分别成像，也可相互组合获取对比图像。质子密度度NN（HH）与）与MRMR信号的强度成正比，所以信号的强度成正比，所以NN（HH）成像主要反映欲观察）成像主要反映欲观察平面内组织脏器的大小、范围和位置。平面内组织脏器的大小、范围和位置。T1T1、T2T2参数则含有丰富和敏感参数则含有丰富和敏感的生理、生化信息。选取一定的成像参数，并选用适当的的生理、生化信息。选取一定的成像参数，并选用适当的RFRF脉冲序列脉冲序列进行进行MRIMRI扫描，是临床扫描，是临床MRIMRI诊断医师获取诊断信息应具备的基本技能。诊断医师获取诊断信息应具备
44、的基本技能。Back2024/7/2238高对比度高对比度n n在所有医学影像技术中，在所有医学影像技术中，MRIMRI的软组织对比分辨力最高。的软组织对比分辨力最高。n n人体含有占体重人体含有占体重70%70%以上的水，以上的水，这些水中的氢核是这些水中的氢核是MRMR信号的主信号的主要来源，其余信号来自脂肪、要来源，其余信号来自脂肪、蛋白质和其他化合物中的氢质蛋白质和其他化合物中的氢质子。子。n n由于氢质子在体内的分布极为由于氢质子在体内的分布极为广泛，故可在人体任意部位成广泛，故可在人体任意部位成像。像。n n另一方面，因水中的氢质子与另一方面，因水中的氢质子与脂肪、蛋白质等组织中氢
45、质子脂肪、蛋白质等组织中氢质子的的MRMR信号强度不同，故信号强度不同，故MRMR图图像必然是高对比度的。像必然是高对比度的。磁共振成像之肝脏检查Back2024/7/2239任意方向断层任意方向断层n nMRIMRI设备具有任意方向断层的能力设备具有任意方向断层的能力n nMRIMRI设备可获得横断、冠状断、矢状断和不同角度的斜断设备可获得横断、冠状断、矢状断和不同角度的斜断面图像。面图像。n n自线性梯度磁场应用于自线性梯度磁场应用于MRIMRI设备后，人们不再用旋转样品设备后，人们不再用旋转样品或移动病人的方法来获得扫描层面，而是用或移动病人的方法来获得扫描层面，而是用GxGx、GyGy
46、和和GzGz三个梯度或者三者的任意组合来确定层面，即实现了选择三个梯度或者三者的任意组合来确定层面，即实现了选择性激励。在进行标准横轴位、矢状位或冠状位成像时，上性激励。在进行标准横轴位、矢状位或冠状位成像时，上述梯度磁场之一将被确定为选层梯度，其余两者在分别进述梯度磁场之一将被确定为选层梯度，其余两者在分别进行相位编码和频率编码后提供信号的位置信息。在进行任行相位编码和频率编码后提供信号的位置信息。在进行任意层面检查时，选层信息由两个以上的梯度共同决定。意层面检查时，选层信息由两个以上的梯度共同决定。整整个个MRIMRI检查中没有任何形式的机械运动。检查中没有任何形式的机械运动。n nMRI
47、MRI设备的任意断层的特点，从不同角度直观地从三维空设备的任意断层的特点，从不同角度直观地从三维空间上观察分析组织结构及其病变。间上观察分析组织结构及其病变。Back2024/7/2240无需使用对比剂无需使用对比剂n n可直接显示心脏和血管结构；n n与传统的血管造影法相比，它的最大优点是无创伤（不需注射对比剂）。磁共振腹部血管成像Back2024/7/2241无骨伪影干扰无骨伪影干扰n n后颅凹病变清晰可辨，没有后颅凹病变清晰可辨，没有骨伪影影响诊断；骨伪影影响诊断；n n各种投射性成像技术往往因各种投射性成像技术往往因气体和骨骼的重叠而形成伪气体和骨骼的重叠而形成伪影，给某些部位的病变诊
48、断影，给某些部位的病变诊断带来困难，而带来困难，而MRIMRI无此类骨无此类骨伪影，在这一方面应用价值伪影，在这一方面应用价值优于优于CTCT。磁共振颅脑成像Back2024/7/2242MRI在功能、组织化学和生物化学在功能、组织化学和生物化学方面的应用方面的应用n n任何生物组织在发生结构变化任何生物组织在发生结构变化之前，首先要经过复杂的化学之前，首先要经过复杂的化学变化，然后才发生功能改变和变化，然后才发生功能改变和组织学异常。组织学异常。n n以往的成像方法一般只提供单以往的成像方法一般只提供单一的解剖学资料，没有组织特一的解剖学资料，没有组织特征和功能信息可利用。征和功能信息可利用
49、。n nFMRIFMRI的出现填补了上述两项空的出现填补了上述两项空白，使疾病的诊断深入到分子白，使疾病的诊断深入到分子生物学和组织学的水平。生物学和组织学的水平。人体分子功能的晴雨表3.0T磁共振成像磁共振功能成像Back2024/7/2243MRI临床应用临床应用n nMRIMRI的特点决定了它特别使用于中枢神的特点决定了它特别使用于中枢神经系统、心脏大血管、头颈部、肌肉关经系统、心脏大血管、头颈部、肌肉关节系统检查，也适用于纵隔、腹腔、盆节系统检查，也适用于纵隔、腹腔、盆腔实质器官及乳腺的检查腔实质器官及乳腺的检查n n对于中枢神经系统，对于中枢神经系统，MRIMRI已成为颅颈交已成为颅
50、颈交界区、颅底、后颅窝及椎管内病变的最界区、颅底、后颅窝及椎管内病变的最佳检查方式。对脑瘤、脑血管病、感染佳检查方式。对脑瘤、脑血管病、感染性疾病、脑变性疾病和脑白质病、颅脑性疾病、脑变性疾病和脑白质病、颅脑先天发育异常等均具有极高的敏感性。先天发育异常等均具有极高的敏感性。n n对于心血管系统，使用心电门控和呼吸对于心血管系统，使用心电门控和呼吸门控技术可对主动脉瘤、主动脉夹层、门控技术可对主动脉瘤、主动脉夹层、大动脉炎、肺动脉栓塞以及大血管发育大动脉炎、肺动脉栓塞以及大血管发育异常等进行诊断，也用于诊断心肌、心异常等进行诊断，也用于诊断心肌、心包、心腔等病变。包、心腔等病变。磁共振颅脑成像
51、2024/7/2244MRI临床应用临床应用n n对于头颈部，对于头颈部，MRIMRI的应用大大改善了眼、鼻的应用大大改善了眼、鼻窦、鼻咽腔以及颈部软组织病变的检出、窦、鼻咽腔以及颈部软组织病变的检出、定位、定量与定性。定位、定量与定性。n n对于肌肉关节系统，对于肌肉关节系统，MRIMRI已成为肌肉、肌腱、已成为肌肉、肌腱、韧带、软骨病变影像检查的主要手段之一。韧带、软骨病变影像检查的主要手段之一。n n对于纵隔、腹腔、盆腔，对于纵隔、腹腔、盆腔，MRIMRI的流动效应，的流动效应，使之能在静脉不注射对比剂的情况下，直使之能在静脉不注射对比剂的情况下，直接对纵隔内、肺门区以及大血管周围实质接
52、对纵隔内、肺门区以及大血管周围实质性肿块与血管作出鉴别。性肿块与血管作出鉴别。n nFMRIFMRI在脑功能的研究中有广泛的应用价值。在脑功能的研究中有广泛的应用价值。目前目前BOLDBOLD法脑功能成像已广泛应用脑内各法脑功能成像已广泛应用脑内各皮层功能区的研究，脑肿瘤等疾病术前功皮层功能区的研究，脑肿瘤等疾病术前功能定位，便于手术室可保护功能区并最大能定位，便于手术室可保护功能区并最大限度地切除肿瘤。限度地切除肿瘤。磁共振盆腔检查磁共振下肢软组织检查2024/7/2245MRI临床应用的局限性临床应用的局限性n n成像速度慢成像速度慢 ：由于成像速：由于成像速度慢，不适合于运动器官度慢，不
53、适合于运动器官和危重病人的检查等；和危重病人的检查等；n n对钙化灶和骨皮质病灶不对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感；够敏感；n n禁忌症相对较多；禁忌症相对较多；n n图像易受多种伪影影响。图像易受多种伪影影响。MRI系统Go2024/7/2246MRI禁忌症禁忌症n nMRIMRI设备的强磁场和设备的强磁场和RFRF场有可能使心脏起搏器失场有可能使心脏起搏器失灵，也容易使各种体内金属性植入物移位。灵，也容易使各种体内金属性植入物移位。n n在激励电磁波作用下，体内的金属还会因为发热在激励电磁波作用下，体内的金属还会因为发热对病人造成伤害。对病人造成伤害。n n置放心脏起搏器的病人、安装假肢或人工
54、髋关节置放心脏起搏器的病人、安装假肢或人工髋关节的病人、疑有眼球异物的病人以及动脉瘤银夹结的病人、疑有眼球异物的病人以及动脉瘤银夹结扎术后的病人都应严禁做扎术后的病人都应严禁做MRIMRI检查。检查。n n装假牙的病人不能进行颌面水平的装假牙的病人不能进行颌面水平的MRIMRI检查。检查。n n放置宫内节育环的病人如在检查中出现不适感应放置宫内节育环的病人如在检查中出现不适感应立刻停止检查。立刻停止检查。Back2024/7/2247MRI伪影伪影n nMRI的伪影主要来自设备、运动和金属异物三个方面。常见的有化学位移伪影、卷褶（包绕）伪影、截断伪影、非自主性（生理性）运动伪影、自主性运动伪影
55、、流动伪影、静电伪影、非铁磁性金属伪影和铁磁性金属伪影。n n上述伪影大多数能被克服，但图像质量的控制却很复杂。Back2024/7/2248MRI设备组成设备组成 MRI MRI设备的基本结构如上图所示：设备的基本结构如上图所示： 主要由主磁体、梯度线圈、主要由主磁体、梯度线圈、RFRF线圈、计算机与控制台和检线圈、计算机与控制台和检查床组成。查床组成。2024/7/2249MRI设备工作原理设备工作原理n nMRIMRI设备的设备的主磁体主磁体用于产生一个高度均匀、稳定的用于产生一个高度均匀、稳定的静磁场，可以是永磁体、常导磁体或超导磁体。一静磁场，可以是永磁体、常导磁体或超导磁体。一般把
56、主磁体做成圆柱状或矩形腔体，里面不仅可以般把主磁体做成圆柱状或矩形腔体，里面不仅可以安装主磁体的线圈，还可以安装安装主磁体的线圈，还可以安装X X、Y Y、Z Z方向梯度方向梯度磁场的线圈和全身磁场的线圈和全身RFRF发射线圈与接受线圈，病人可发射线圈与接受线圈，病人可借助检查床进入其中。借助检查床进入其中。n n梯度发生器梯度发生器产生一定开关形状的梯度电流，经放大产生一定开关形状的梯度电流，经放大后由驱动电路送至梯度线圈产生所需的梯度磁场，后由驱动电路送至梯度线圈产生所需的梯度磁场，以实现以实现MRMR信号的空间编码。信号的空间编码。n nRFRF发射器发射器包括频率合成器、包括频率合成器
57、、RFRF形成、放大和功放，形成、放大和功放，产生所需要的产生所需要的RFRF脉冲电流，送至脉冲电流，送至RFRF发射线圈。发射线圈。2024/7/2250MRI设备工作原理设备工作原理n nRF接收器由前置放大器、RF放大器、带通滤波器、检波器、低频放大器和A/D转换器等组成。n n当RF发生器发射的RF满足MR条件时，RF场与成像物体中的氢核磁矩发生相互作用，进行能量交换，使宏观磁矩偏离平衡态。n nRF脉冲过后，宏观磁矩将其回到其平衡位置，发出MR信号，由接收线圈接收。n nMR信号很弱，接收线圈感应的弱小信号经过放大和处理后变成数字信号输入计算机。2024/7/2251MRI设备工作原
58、理设备工作原理n n计算机计算机将采集到的数据进行图像重建，将采集到的数据进行图像重建，并将图像数据送到监视器进行显示。并将图像数据送到监视器进行显示。n n工作过程：由工作过程：由RFRF接收器送来的信号经接收器送来的信号经A/DA/D，把模拟信号变成数字信号，便，把模拟信号变成数字信号，便于计算机进行累加运算和存储，经过于计算机进行累加运算和存储，经过累加的数字信号采用傅里叶变换或快累加的数字信号采用傅里叶变换或快速傅里叶变换，得到具有相位和频率速傅里叶变换，得到具有相位和频率特征的特征的MRMR信号，然后根据与测量层面信号，然后根据与测量层面体素的对应关系，经过计算机运算和体素的对应关系
59、，经过计算机运算和处理，得到层面图像数据，再经处理，得到层面图像数据，再经D/AD/A转换，送到图像显示器，按信号的大转换，送到图像显示器，按信号的大小用不同的灰度等级显示出所要观测小用不同的灰度等级显示出所要观测的层面图像。的层面图像。n n计算机还负责整个系统各部分的运行计算机还负责整个系统各部分的运行控制，使整个成像过程各部分的动作控制，使整个成像过程各部分的动作协调一致，产生高质量图像。协调一致，产生高质量图像。MRI设备中的计算机系统2024/7/2252MRI设备主磁体简介设备主磁体简介n n主磁体是主磁体是MRIMRI设备最重要、成本最高的部件。设备最重要、成本最高的部件。n n
60、作用：产生一个均匀的静磁场，使处于该磁场中的人体内氢原子核作用：产生一个均匀的静磁场，使处于该磁场中的人体内氢原子核被磁化而形成磁化强度矢量。当磁场强度矢量受到满足被磁化而形成磁化强度矢量。当磁场强度矢量受到满足MRMR条件的条件的RFRF交变磁场激励时，即发出交变磁场激励时，即发出MRMR信号。信号。n n两个最重要特性：两个最重要特性： 1. 1.磁场强度磁场强度B B0 0 ； 2. B2. B0 0对时间和位置的不变性，即对时间和位置的不变性，即B B0 0的稳定性和均匀性。的稳定性和均匀性。 B B0 0的的稳定性稳定性和和均匀性均匀性都非常重要，对成像效果有很大的影响。都非常重要，
61、对成像效果有很大的影响。n n诊断用诊断用MRIMRI设备设备B B0 0通常在通常在0.020.023.0T3.0T范围，分类如下表所示。范围，分类如下表所示。n n在一定范围内增加在一定范围内增加B B0 0 ，可提高图像的信噪比（，可提高图像的信噪比（SNRSNR）。）。 B B0 0越高，越高，SNRSNR越高，图像质量越好。越高，图像质量越好。磁场强度（磁场强度（T T）低场低场中场中场高场高场超高场超高场B0B00.3T0.3TB01.0T 1.0TB01.5TB01.5T2024/7/2253主磁体的种类与性能指标主磁体的种类与性能指标n n主磁场的主要性能指标是磁场强度、磁场均
62、匀性、主磁场的主要性能指标是磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定性及符合需要的有效孔径等。磁场稳定性及符合需要的有效孔径等。n n不同种类的主磁体在磁场强度、磁场均匀性、磁不同种类的主磁体在磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定性等方面有显著的差别。永磁体和常导磁场稳定性等方面有显著的差别。永磁体和常导磁体的最高场强一般能达到体的最高场强一般能达到0.4T0.4T，要求更高的场强，要求更高的场强只能用超导磁体。只能用超导磁体。n n现在大多数现在大多数MRIMRI设备采用超导磁体，磁场强度在设备采用超导磁体，磁场强度在0.30.39.4T9.4T。n n临床使用临床使用MRIMRI设备的主磁体有三种：设备的
63、主磁体有三种：永磁体永磁体、常常导磁体导磁体和和超导磁体超导磁体。Go2024/7/2254永磁体简介永磁体简介n nMRIMRI设备采用的永磁体由永久磁设备采用的永磁体由永久磁铁如铁氧体或铷铁的磁砖拼砌而铁如铁氧体或铷铁的磁砖拼砌而成，分为闭合式和开放式两种类成，分为闭合式和开放式两种类型。型。n n开放式磁体可使医生接近病人开开放式磁体可使医生接近病人开展一些新的应用。目前国内外展一些新的应用。目前国内外MRIMRI设备厂家纷纷开发出开放式设备厂家纷纷开发出开放式磁体，把磁体，把MRIMRI设备推广应用到介设备推广应用到介入治疗领域，另外开放式主磁体入治疗领域，另外开放式主磁体减轻了病人的
64、恐惧感，病人更容减轻了病人的恐惧感，病人更容易接受检查。易接受检查。n n永磁体的永磁体的B B0 0不够大，且对温度非不够大，且对温度非常敏感，为了场强的稳定，磁体常敏感，为了场强的稳定，磁体和机房必修采用恒温装置，使温和机房必修采用恒温装置，使温度变化小于度变化小于0.10.1。闭合式开放式永磁体永磁体编编号号优点优点缺点缺点1造价低，场强可达0.4T磁场强度较低2耗能低，运行维护费用低磁场的均匀性欠佳3可装在一个相对小的房间，节省空间环境温度的变化将导致设备的稳定性变差Back2024/7/2255常导磁体简介常导磁体简介n n设计原理：电流产生磁场，即当电流通过设计原理：电流产生磁场，
65、即当电流通过圆形线圈时，在导线的周围会产生磁场。圆形线圈时，在导线的周围会产生磁场。常导磁体的磁场强度最大能达到常导磁体的磁场强度最大能达到0.3T0.3T。n n线圈材料：高导电性的金属（如铜或铝）；线圈材料：高导电性的金属（如铜或铝）；n n线圈制作方法：通常采用绕制铝薄片的方线圈制作方法：通常采用绕制铝薄片的方法做线圈（大约法做线圈（大约15cm15cm宽），每个线圈绕几宽），每个线圈绕几千层。千层。n n因为线圈产生高的场强需要相当大的电流，因为线圈产生高的场强需要相当大的电流，所以线圈将产生大量的热需要释放，否则所以线圈将产生大量的热需要释放，否则将导致线圈温度过高而使线圈损坏，即磁
66、将导致线圈温度过高而使线圈损坏，即磁体将遭到损坏。体将遭到损坏。n n常导磁体场强的提高实际上受到散热条件常导磁体场强的提高实际上受到散热条件的限制。对于铝片绕制的线圈，由线圈两的限制。对于铝片绕制的线圈，由线圈两旁流动的去离子水将热量带走，传到外部旁流动的去离子水将热量带走，传到外部热交换器中。热交换器中。用边缘冷却铝片绕成的线圈2024/7/2256影响常导磁体磁场特性的因素影响常导磁体磁场特性的因素n n影响常导磁体的磁场均匀度的因素影响常导磁体的磁场均匀度的因素主要是线圈大小和定位精度。主要是线圈大小和定位精度。 一般来说，线圈越大，成像区域磁场的均匀度一般来说，线圈越大，成像区域磁场
67、的均匀度越好。在常导磁体中，为了减小线圈中铝片的越好。在常导磁体中，为了减小线圈中铝片的长度，减小损耗，线圈做得很小，限制了磁场长度，减小损耗，线圈做得很小，限制了磁场的均匀度。的均匀度。n n影响常导磁体稳定的因素主要是磁影响常导磁体稳定的因素主要是磁体的电源。体的电源。如果电源输出的电流波动，必将如果电源输出的电流波动，必将引起磁场的变动，因此要求磁体的电源输出稳引起磁场的变动，因此要求磁体的电源输出稳定的电流。定的电流。n n另外，如环境因素变化，如温度变另外，如环境因素变化，如温度变化或线圈之间的作用力引起线圈绕化或线圈之间的作用力引起线圈绕组尺寸或位置的变化，也会影响磁组尺寸或位置的
68、变化，也会影响磁场的稳定性。场的稳定性。 常导磁体线圈Back2024/7/2257超导现象超导现象n n某些物质的电阻在超低温下急剧下降为零的性质是科学家Kamerlingh Onnes在1911年首先发现的，这些物质称为超导体。n n超导体对电流几乎没有阻力，因此允许在很小的截面积上流过非常大的电流，而不产生热量；且电流一旦开始将无休止地在电路上循环，而不需要电源。超导磁体就是利用某些物质的这种性质制成的。2024/7/2258超导磁体组成及特性超导磁体组成及特性n n目前超导磁体利用的材料是铌钛合金：目前超导磁体利用的材料是铌钛合金：铌占铌占44%44%50%50%，临界场强（，临界场强
69、（B BC C）为）为10T10T，机械强度高，可做成一束细丝埋在铜，机械强度高，可做成一束细丝埋在铜线里。线里。n n如右图所示，如右图所示，3030条直径约为条直径约为0.1mm0.1mm的铌的铌钛合金纤维作为超导导线埋在直径约钛合金纤维作为超导导线埋在直径约2mm2mm的铜导线内，在的铜导线内，在20K20K时变为超导体。时变为超导体。n n这种导线可负载这种导线可负载7000A7000A电流，可用来绕电流，可用来绕制主磁体的线圈，线圈的匝数由所需要制主磁体的线圈，线圈的匝数由所需要的场强决定。的场强决定。n n超导体携带的电流是有一定限度的，超超导体携带的电流是有一定限度的，超过这一限
70、度，超导体就变成常导体，因过这一限度，超导体就变成常导体，因此超导磁体的场强也是有一定限度的。此超导磁体的场强也是有一定限度的。n n目前大多数目前大多数MRIMRI的磁场强度都在的磁场强度都在3T3T以下，以下，可以满足临床需要。可以满足临床需要。超 导 导 线 结 构2024/7/2259超导磁体安装及维护超导磁体安装及维护n n为使磁体保持超导状态，其温度必须维持在临界为使磁体保持超导状态，其温度必须维持在临界温度以下，为此磁体线圈必须浸泡在液氦里。磁温度以下，为此磁体线圈必须浸泡在液氦里。磁体一旦启动，便永久工作，不需外加电源。安装体一旦启动，便永久工作，不需外加电源。安装时，时，MR
71、IMRI设备的超导线圈首先经液氦冷却，然后设备的超导线圈首先经液氦冷却，然后通入励磁电流，当达到预期的场强时，切断电源，通入励磁电流，当达到预期的场强时，切断电源，以后整个超导磁体不再需要电源。以后整个超导磁体不再需要电源。n n在实际应用中，只要保持低温，线圈电流将一直在实际应用中，只要保持低温，线圈电流将一直存在，所产生的磁场每年只会下降几高斯。存在，所产生的磁场每年只会下降几高斯。n n超导磁体的优点是场强高，稳定性和均匀度好；超导磁体的优点是场强高，稳定性和均匀度好；缺点是技术复杂、成本及维护费用高。缺点是技术复杂、成本及维护费用高。Back2024/7/2260MRI设备磁体场强的选
72、择设备磁体场强的选择n n目前，磁场的场强有低、中、高及超高场四大类。目前，磁场的场强有低、中、高及超高场四大类。应用型应用型MRIMRI设备一般采用低、中场；应用兼研究型设备一般采用低、中场；应用兼研究型一般采用高场；研究型一般采用高场；研究型MRIMRI设备则采用超高场。场设备则采用超高场。场强的选择应以能完成任务所要求的最低场强为原强的选择应以能完成任务所要求的最低场强为原则，并非场强越高越好。因为高场强会带来一些则，并非场强越高越好。因为高场强会带来一些不利因素而影响成像质量，如化学位移。不利因素而影响成像质量，如化学位移。n n化学位移是指同一种原子核在不同化学环境中所化学位移是指同
73、一种原子核在不同化学环境中所产生的共振频率的偏移。因为化学位移正比于磁产生的共振频率的偏移。因为化学位移正比于磁场强度，所以场强越高，化学位移的所造成的伪场强度，所以场强越高，化学位移的所造成的伪影越严重。影越严重。2024/7/2261梯度磁场系统梯度磁场系统n n梯度磁场系统是指与梯度磁场有梯度磁场系统是指与梯度磁场有关的一切单元电路。关的一切单元电路。n n功能：为系统提供线性度满足要功能：为系统提供线性度满足要求的、可快速开关的梯度磁场，求的、可快速开关的梯度磁场，以提供以提供MRMR信号的空间位置信息，信号的空间位置信息，实现成像体素的空间定位。实现成像体素的空间定位。n n如果只有
74、均匀的静磁场如果只有均匀的静磁场B B0 0 ，如右，如右图所示，样品各处的磁化强度都图所示，样品各处的磁化强度都以同一频率绕静磁场方向作旋进，以同一频率绕静磁场方向作旋进，在在RFRF脉冲磁场作用下产生的共振脉冲磁场作用下产生的共振信号频率都一样，就无法区分各信号频率都一样，就无法区分各处产生的信号，无法对体素进行处产生的信号，无法对体素进行空间定位，因此也就无法得到空间定位，因此也就无法得到MRIMRI图像。图像。均匀的静磁场2024/7/2262梯度磁场的产生梯度磁场的产生n n如果在静磁场如果在静磁场B B0 0上叠加一个线性上叠加一个线性梯度磁场，如梯度磁场，如X X方向的磁场梯度方
75、向的磁场梯度Gx=Gx=B/B/x x，则磁场强度在梯，则磁场强度在梯度方向上随着距离度方向上随着距离x x线性变化，线性变化，如左图所示，并可用下式表示：如左图所示，并可用下式表示： B(x)= BB(x)= B0 0+G+Gx xx xn n线性梯度磁场的磁场强度方向与线性梯度磁场的磁场强度方向与静磁场静磁场B B0 0的方向相同，只是其大的方向相同，只是其大小随空间位置线性变化。根据拉小随空间位置线性变化。根据拉莫尔公式，样品的磁化强度的旋莫尔公式，样品的磁化强度的旋进频率进频率 也随着梯度方向的距离也随着梯度方向的距离线性变化，即线性变化，即 (x)=(x)= B B0 0+ + GG
76、x xx x 梯 度 场2024/7/2263梯度磁场的产生梯度磁场的产生n n在MR成像时必须获得三维空间中各点的信号，因此需要X、Y、Z三个方向的梯度Gx、Gy、Gz。Gx使样品X方向各点信号的频率与x有关，因此Gx叫做频率编码梯度磁场；Gy使样品Y方向信号的相位与y有关，因此Gy叫做相位编码梯度磁场；Gz使样品Z方向信号的频率与Z有关。在Gz和一定带宽的RF磁场共同作用下，样品中只有与Z轴垂直的一定厚度截层上的磁化强度才能产生MR信号，因此Gz叫做选层梯度磁场。2024/7/2264梯度磁场的组成梯度磁场的组成n n梯度磁场是电流通过一定形状的线圈产生的。梯度磁场是电流通过一定形状的线圈
77、产生的。n n梯度磁场是脉冲式的，需较大的电流和频率，因梯度磁场是脉冲式的，需较大的电流和频率，因此梯度磁场系统包括控制、预驱动、功率驱动、此梯度磁场系统包括控制、预驱动、功率驱动、反馈、高压控制、高压开关等电路组成。反馈、高压控制、高压开关等电路组成。梯 度 磁 场 构 成 图2024/7/2265梯度磁场产生及控制方法梯度磁场产生及控制方法n n因MR成像方法不同，对梯度脉冲的开关有不同的要求，集中梯度之间的组合情况也不同。n n梯度脉冲的开关和梯度组合的控制，由计算机的中央处理器（CPU）及控制电路完成。n n计算机发出的控制信号通过控制电路送到前置放大器。前置放大器输入电压同反馈回来的
78、信号进行比较后送至功率驱动器，同时送出信号给高压控制，进而控制高压脉冲的接通和断开。2024/7/2266梯度磁场线圈梯度磁场线圈n n梯度磁场线圈的作用是在一定电流的梯度磁场线圈的作用是在一定电流的驱动下，产生线性度好的梯度磁场。驱动下，产生线性度好的梯度磁场。不同磁场用不同的线圈。不同磁场用不同的线圈。n nMRIMRI设备的梯度磁场线圈应满足以下设备的梯度磁场线圈应满足以下4 4个要求：个要求：良好的线性特性：梯度磁良好的线性特性：梯度磁场的线性范围至少大于成像视野；场的线性范围至少大于成像视野；响应时间短：梯度磁场从零上升到所响应时间短：梯度磁场从零上升到所需稳定值的时间称为梯度磁场的
79、响应需稳定值的时间称为梯度磁场的响应时间，响应时间应尽可能短；时间，响应时间应尽可能短；最低最低程度的涡流效应：程度的涡流效应：MRIMRI设备设计中必设备设计中必须尽量避免梯度磁场的涡流效应，至须尽量避免梯度磁场的涡流效应，至少将涡流效应减小到最低程度。少将涡流效应减小到最低程度。超短梯度磁场线圈2024/7/2267MRI设备中射频（设备中射频（RF）系统）系统n n用于建立RF场的RF线圈叫发射线圈，用于检测MR信号的RF线圈叫接收线圈。n n在MRI中，同一RF线圈可以在序列周期内不同的时间分别执行发射和接收两种任务，在这种情况下，它既是发射线圈又是接收线圈。n nMRI设备通过RF线
80、圈发射电磁波对人体组织进行激发，人体组织中发出的MR信号再通过接收线圈检测。2024/7/2268RF线圈简介线圈简介n nMRI设备中使用的RF线圈种类很多，根据线圈作用范围的大小可将其分为全容积线圈、部分容积线圈、表面线圈、体腔内线圈和相控阵线圈五大类。 全容积线圈指能够整个地包容或包裹一定成像部全容积线圈指能够整个地包容或包裹一定成像部位的柱状线圈，主要用于大体积组织或器官的大范位的柱状线圈，主要用于大体积组织或器官的大范围成像，也用于躯干某些中央部位的成像，常见的围成像，也用于躯干某些中央部位的成像，常见的全容积线圈有体线圈和头线圈两种。全容积线圈有体线圈和头线圈两种。 表面线圈是一种
81、可紧贴成像部位位置的表面线圈是一种可紧贴成像部位位置的RFRF线圈，线圈，其常见结构为扁平型或微曲型。其常见结构为扁平型或微曲型。 2024/7/2269RF线圈简介线圈简介 部分容积线圈是由全容积线圈和表面线圈两种技术相部分容积线圈是由全容积线圈和表面线圈两种技术相结合而成的线圈。结合而成的线圈。 腔内线圈是今年来出现的一种新型小线圈，这种线圈腔内线圈是今年来出现的一种新型小线圈，这种线圈 使用时须置于人体有关体腔内，以便对体内的某些结构实使用时须置于人体有关体腔内，以便对体内的某些结构实施高分辨成像，直肠内线圈是最常见的腔内线圈。施高分辨成像，直肠内线圈是最常见的腔内线圈。 相控阵线圈是由
82、两个以上的小线圈或线圈单元组成的相控阵线圈是由两个以上的小线圈或线圈单元组成的线圈阵列。线圈阵列。n n这些线圈可以彼此邻接，组成一个大的成像区间，这些线圈可以彼此邻接，组成一个大的成像区间，使其有效空间增大。使其有效空间增大。2024/7/2270RF线圈工作原理线圈工作原理n nRF线圈发射的RF磁场，激发样品的磁化强度共振发出MR信号，经接收线圈接收将MR信号变为电信号。此电信号再经予放大、混频、A/D转换等一系列处理，最后得到数字化原始数据，送给计算机进行图像重建。2024/7/2271RF系统组成系统组成n n如右图所示，如右图所示，RFRF系统包括系统包括RFRF磁磁场部分和接收场
83、部分和接收MRMR信号部分。信号部分。n n发射发射RFRF磁场部分由发射线圈和磁场部分由发射线圈和发射通道组成。发射通道组成。n n发射通道由发射控制器、混频发射通道由发射控制器、混频器、衰减器、功率放大器、发器、衰减器、功率放大器、发射射/ /接收转换开关等组成。接收转换开关等组成。n n接收接收MRMR信号部分由接收线圈信号部分由接收线圈和接收通道组成。接收通道由和接收通道组成。接收通道由低噪声放大器、衰减器、滤波低噪声放大器、衰减器、滤波器、相位检测器、低通滤波器、器、相位检测器、低通滤波器、A/DA/D转换器等构成。转换器等构成。RF系统构成方框图2024/7/2272MRI设备中计
84、算机系统设备中计算机系统n n计算机系统作为计算机系统作为MRIMRI设备的指令和控制中心，不仅设备的指令和控制中心，不仅具有数据采集、处理、存储及多幅显示等功能，而具有数据采集、处理、存储及多幅显示等功能，而且选择观察野、建立且选择观察野、建立RFRF脉冲波形和时序图、打开和脉冲波形和时序图、打开和关闭梯度磁场、控制关闭梯度磁场、控制RFRF发射和收集发射和收集MRMR信号及提供信号及提供MRIMRI设备各单元的状态诊断数据。设备各单元的状态诊断数据。计 算 机 系 统 功 能 框 图2024/7/2273MRI图像重建图像重建n nMRIMRI系统在恒定磁场的基础上，系统在恒定磁场的基础上
85、，通过施加一定的线性梯度磁场，通过施加一定的线性梯度磁场，由由RFRF脉冲激发被检部位产生脉冲激发被检部位产生MRMR信号，再经接收电路将信号，再经接收电路将MRMR信号变成数字信号。信号变成数字信号。n n此数字信号还只是原始数据，此数字信号还只是原始数据，为获得被检部位高质量的图像，为获得被检部位高质量的图像，还必须经过一系列的数据处理，还必须经过一系列的数据处理，如累加平均去噪声、相位校正、如累加平均去噪声、相位校正、傅里叶变换等数据处理方法。傅里叶变换等数据处理方法。这些处理过程由计算机图像重这些处理过程由计算机图像重建部分完成。建部分完成。图 像 重 建 部 分 结 构 框 图202
86、4/7/2274MRI设备图像显示设备图像显示n n经图像重建后，得到的只经图像重建后，得到的只是表示图像各点不同亮度是表示图像各点不同亮度的一组数据，这些数据存的一组数据，这些数据存于海量存储器或磁盘中。于海量存储器或磁盘中。为让人眼能看到图像，普为让人眼能看到图像，普遍采用遍采用ORTORT型型TVTV显示系统。显示系统。n n此方法是通过将表示图像此方法是通过将表示图像各像素亮度的数据转化模各像素亮度的数据转化模拟信号，控制显像管电子拟信号，控制显像管电子枪发射的电子束强度获得枪发射的电子束强度获得图像。图像。图 像 显 示 部 分 框 图2024/7/2275磁磁 共共 振振 成成 像
87、像 设设 备备 新新 进进 展展uu磁共振成像设备是指整个系统的硬件磁共振成像设备是指整个系统的硬件总成，由主磁体、梯度子系统、射频总成，由主磁体、梯度子系统、射频子系统（包括发射和接收线圈）、控子系统（包括发射和接收线圈）、控制计算机、操作界面和检查床等部分制计算机、操作界面和检查床等部分组成。组成。uuMRIMRI设备是各种成像技术得以实现的设备是各种成像技术得以实现的基础。正是由于这些基础。正是由于这些“ “硬硬” ”设备的不设备的不断改进或者变革，才使各种成像技术断改进或者变革，才使各种成像技术得以发生和发展。得以发生和发展。uu开放式磁体、短磁体、超高场强磁体、开放式磁体、短磁体、超
88、高场强磁体、高性能梯度、软线圈、相控阵线圈以高性能梯度、软线圈、相控阵线圈以及计算机网络的应用，充分显示了近及计算机网络的应用，充分显示了近几年来几年来MRIMRI系统的硬件发展趋势。系统的硬件发展趋势。磁共振成像系统结构图2024/7/2276磁共振成像设备最新进展磁共振成像设备最新进展主磁体的四个变化特点主磁体的四个变化特点高效线圈和信号采集的数高效线圈和信号采集的数字化、多通道化字化、多通道化高性能的梯度子系统高性能的梯度子系统从四肢、乳腺专用机到头从四肢、乳腺专用机到头和心脏专用系统的涌现和心脏专用系统的涌现特殊用途的永磁特殊用途的永磁MRIMRI技术技术西门子磁共振成像系统Go202
89、4/7/2277磁共振成像设备最新进展磁共振成像设备最新进展移动床技术在移动床技术在MRIMRI中应用中应用MRIMRI系统的环保理念系统的环保理念MRIMRI系统的的人性化设计系统的的人性化设计对计算机的要求及其网络对计算机的要求及其网络化的趋势化的趋势MRIMRI设备展望设备展望2024/7/2278主磁体的四个变化特点主磁体的四个变化特点uu1. 1.超高场超高场uu2. 2.短长度短长度uu3. 3.开放开放uu4. 4.高性能高性能Back2024/7/2279超高场磁体迅速进入临床超高场磁体迅速进入临床uu超高场（超高场（3T3T以上）成像过去未曾用于临床的主要原因是规则的以上）成
90、像过去未曾用于临床的主要原因是规则的限制，而不是技术问题。早在限制，而不是技术问题。早在2020世纪世纪8080年代中期，考虑到静磁年代中期，考虑到静磁场的生物效应及其安全性等因素，场的生物效应及其安全性等因素，FDAFDA就将就将1.5T1.5T的场强规定为的场强规定为临床成像的非正式标准。从那时开始，临床成像的非正式标准。从那时开始，1.5T1.5T的的MRIMRI系统便在高系统便在高场成像中占据了主导地位，只有为数极少的超高场系统在一些场成像中占据了主导地位，只有为数极少的超高场系统在一些研究中心建成使用。研究中心建成使用。uu理论和经验都证明，随着场强的提高，功能成像和波谱信号都理论和
91、经验都证明，随着场强的提高，功能成像和波谱信号都将发生显著变化。将发生显著变化。uu通过长达数年的临床应用和探索性研究，人们已在中风、癫痫通过长达数年的临床应用和探索性研究，人们已在中风、癫痫等脑病及其功能成像的超高场等脑病及其功能成像的超高场MRIMRI方面积累了相当多的经验。方面积累了相当多的经验。相关研究不仅证明了超高场相关研究不仅证明了超高场MRIMRI的临床有效性，同时也证实了的临床有效性，同时也证实了它并不导致明显的生物效应。它并不导致明显的生物效应。Back2024/7/2280磁体长度突破极限磁体长度突破极限uuMRIMRI系统的磁体长度过去一直在系统的磁体长度过去一直在2m2
92、m以上，习惯上将其有效空间称之为以上，习惯上将其有效空间称之为“ “孔洞孔洞” ”。受检者位于其中，常有。受检者位于其中，常有窒息之感。窒息之感。uu近几年，受开放型磁体的启发，高近几年，受开放型磁体的启发，高场系统的制造者在磁体的设计上确场系统的制造者在磁体的设计上确实下了一番功夫，使其看起来更短、实下了一番功夫，使其看起来更短、更开放、更友好。新一代常规磁体更开放、更友好。新一代常规磁体的长度已逐渐缩短至的长度已逐渐缩短至1.4m1.4m。uu短磁体不仅为受检者提供了更为舒短磁体不仅为受检者提供了更为舒适的扫描条件，也有利于危重病人适的扫描条件，也有利于危重病人的监护、介入手术的开展以及儿
93、科的监护、介入手术的开展以及儿科疾病的检查。疾病的检查。超短长度主磁体Back2024/7/2281开放型磁体向高场发展开放型磁体向高场发展uu开放型磁体是开放型磁体是2020世纪世纪9090年代中期的产年代中期的产物，最早由日立公司推出。此后经历物，最早由日立公司推出。此后经历了一个由永磁型向超导型、由低场向了一个由永磁型向超导型、由低场向中场的发展过程。随着中场的发展过程。随着1.0T1.0T开放型超开放型超导磁体的问世，高场超导磁体也步入导磁体的问世，高场超导磁体也步入了开放的轨道。了开放的轨道。uu在传统的在传统的MRIMRI系统中，主磁场位于封系统中，主磁场位于封闭的磁体孔洞内，扫描
94、时受检者处于闭的磁体孔洞内，扫描时受检者处于与外界隔绝的狭小空间。这难免给病与外界隔绝的狭小空间。这难免给病人造成一定的心理压力。据统计，这人造成一定的心理压力。据统计，这种情况下约种情况下约3%3%的受检者产生幽闭恐的受检者产生幽闭恐惧症，有人甚至忍受而自行爬出。开惧症，有人甚至忍受而自行爬出。开放式磁体在这种情况下应运而生。放式磁体在这种情况下应运而生。应用开放型磁体的磁共振成像系统2024/7/2282开放型磁体向高场发展开放型磁体向高场发展uu从磁体类型来看，当时的产从磁体类型来看，当时的产品主要是低场的永磁和常导品主要是低场的永磁和常导型磁体，后来又推出了一批型磁体，后来又推出了一批
95、0.35T0.35T的开放式系统。的开放式系统。uu开放式磁体更令人鼓舞的变开放式磁体更令人鼓舞的变化是其化是其高场化高场化。这一势头从。这一势头从20002000年推出年推出1.0T1.0T的机器开始，的机器开始，其发展方向还难以预料。随其发展方向还难以预料。随着超导磁体技术的进一步成着超导磁体技术的进一步成熟，开放的场强还可能更高。熟，开放的场强还可能更高。uu目前，开发出高场开放超导目前，开发出高场开放超导系统的公司还仅有西门子和系统的公司还仅有西门子和飞利浦两家。飞利浦两家。0.36T开放式磁共振成像系统2024/7/2283开放式磁体的优点及发展前景开放式磁体的优点及发展前景uu开放
96、式磁体不及能给受检者提供一个相对宽敞的环开放式磁体不及能给受检者提供一个相对宽敞的环境，使其孤独及恐惧情绪大为改善，而且便于病人境，使其孤独及恐惧情绪大为改善，而且便于病人监护、便于介入操作，为磁共振导引的介入手术创监护、便于介入操作，为磁共振导引的介入手术创造了条件。开放式造了条件。开放式MRIMRI系统还适用于儿科疾病的检系统还适用于儿科疾病的检查。因此它的普及将大大拓宽查。因此它的普及将大大拓宽MRIMRI的应用领域。另的应用领域。另外，由于开放式磁体多采用垂直磁场结构，其场强外，由于开放式磁体多采用垂直磁场结构，其场强效果比同样场强的水平磁体大大提高。效果比同样场强的水平磁体大大提高。
97、uu开发式磁体的发展才刚刚开始，但它已在近年来市开发式磁体的发展才刚刚开始，但它已在近年来市场份额越来越大的中档产品中占了很大比例，今后场份额越来越大的中档产品中占了很大比例，今后可能成为这一档产品的市场主流。目前国内已有数可能成为这一档产品的市场主流。目前国内已有数家儿童医院安装了中场超导开放家儿童医院安装了中场超导开放MRIMRI系统。系统。Back2024/7/2284超导磁体整体性能能进一步提高超导磁体整体性能能进一步提高uu超导磁体的设计过去以提高场强和降低液氦的消超导磁体的设计过去以提高场强和降低液氦的消耗为主要目标。现在包括磁场屏蔽、匀场技术、耗为主要目标。现在包括磁场屏蔽、匀场
98、技术、致冷剂监测、重量以及建造材料等因素在内的磁致冷剂监测、重量以及建造材料等因素在内的磁体性能亦受到广泛重视。体性能亦受到广泛重视。uu总的来说，磁体性能的提高以尽可能低的杂散磁总的来说，磁体性能的提高以尽可能低的杂散磁场，尽少消耗或不消耗液氦、容易安装维护和环场，尽少消耗或不消耗液氦、容易安装维护和环保为标志。保为标志。uu液氦用量是磁体的主要指标之一。不过，随着磁液氦用量是磁体的主要指标之一。不过，随着磁体制造工艺的改进和两级制冷技术的采用，超导体制造工艺的改进和两级制冷技术的采用，超导磁体的液氦挥发率已降至每小时磁体的液氦挥发率已降至每小时0.2L0.2L以下，有些以下，有些磁体甚至半
99、年至一年才补充一次液氦。磁体甚至半年至一年才补充一次液氦。2024/7/2285MRI设备磁场屏蔽及安全性问题设备磁场屏蔽及安全性问题uu在磁场的屏蔽方面，使用超在磁场的屏蔽方面，使用超导线圈的有源屏蔽方法已用导线圈的有源屏蔽方法已用得相当普遍，这可大大节省得相当普遍，这可大大节省用户购买无源磁屏蔽体的费用户购买无源磁屏蔽体的费用。此外，一种高阶的动态用。此外，一种高阶的动态有源补偿技术已在改善磁场有源补偿技术已在改善磁场的均匀性上广泛使用。的均匀性上广泛使用。uu各厂家在磁体的安全性方面各厂家在磁体的安全性方面也采取了很多措施，使发生也采取了很多措施，使发生失超的可能性降至最低。失超的可能性
100、降至最低。磁共振机房屏蔽室Back2024/7/2286高效射频线圈高效射频线圈uu线圈是MRI系统的信号采集设备，其灵敏度直接关系到图像质量的好坏。uu它的发展至今已经从线极化到圆极化、从单元线圈到相控阵、从硬到软、从体外到体内（腔内）、从单通道到多通道全景一体化等变化。uu相比之下，在MRI设备中，线圈的发展之快、种类之多、设计之灵活是其他硬件远不能比拟的。2024/7/2287新型线圈介绍新型线圈介绍 肢体血管成像多通道相控阵线圈：一种远端血管成像专用线圈。可包绕并覆盖双下肢全长、允许步进法采集，因而能有效扩大信号采集野并显著改善肢体血管的图像质量。 带有光刺激装置的功能成像线圈：一种专
101、用于视觉和认知功能成像的头线圈。在高灵敏度的容积头线圈内部有光信号发生器，该发生器可发出20余种视觉刺激信号，供功能成像实验选用。2024/7/2288新型线圈介绍新型线圈介绍 腔内线圈腔内线圈：一种经人体对外各种通道插入后对体：一种经人体对外各种通道插入后对体腔内病变实行近距离成像的小型表面线圈。用于盆腔内病变实行近距离成像的小型表面线圈。用于盆腔疾病和直肠检查的腔内线圈已有多年历史。这种腔疾病和直肠检查的腔内线圈已有多年历史。这种线圈在前列腺肿瘤的诊断和评价中发挥了重要作用。线圈在前列腺肿瘤的诊断和评价中发挥了重要作用。近年来又推出两类腔内线圈，一类是经鼻插入的食近年来又推出两类腔内线圈，
102、一类是经鼻插入的食管线圈，另一类为经导管插入的血管内线圈。已有管线圈，另一类为经导管插入的血管内线圈。已有分别用于食道和心脏两种成像目的的食管线圈问世。分别用于食道和心脏两种成像目的的食管线圈问世。 多单元相控阵心脏专用线圈多单元相控阵心脏专用线圈：一种可对心脏实施：一种可对心脏实施全方位相控阵成像用的线圈。心脏成像过去常用体全方位相控阵成像用的线圈。心脏成像过去常用体线圈，但由于其信噪比低，图像质量很难提高。如线圈，但由于其信噪比低，图像质量很难提高。如果用其进行冠状动脉成像，图像质量就更达不到临果用其进行冠状动脉成像，图像质量就更达不到临床要求。现多采用由多个线圈单元组成的相控阵心床要求。
103、现多采用由多个线圈单元组成的相控阵心脏成像专门线圈。脏成像专门线圈。2024/7/2289MRIMRI信号采集系统信号采集系统uuMRIMRI信号采集系统的另一发展特点是信号采集系统的另一发展特点是全数字全数字化化和和多通道化多通道化。uu目前的目前的MRIMRI系统均已实现全数字化发射和信系统均已实现全数字化发射和信号接收，而多通道接收系统主要是近几年随号接收，而多通道接收系统主要是近几年随着相控阵技术的普及而出现的技术。着相控阵技术的普及而出现的技术。Back2024/7/2290高性能的梯度子系统高性能的梯度子系统uu梯度场的开关速度继续提高uu双梯度场和梯度线圈的多样化uu梯度线圈的低
104、噪声设计Back2024/7/2291梯度场的开关速度继续提高梯度场的开关速度继续提高uu随着各种快速扫描序列的提出，人们对梯度性能的期随着各种快速扫描序列的提出，人们对梯度性能的期望越来越高。目前来说，回波平面与梯度自旋回波技望越来越高。目前来说，回波平面与梯度自旋回波技术是对梯度场要求最高的序列。其要求磁共振的平均术是对梯度场要求最高的序列。其要求磁共振的平均信号必须在信号必须在100ms100ms内采样，以避免由于内采样，以避免由于T2T2衰减而导致衰减而导致的图像模糊及由于磁化率的改变而造成的空间畸变。的图像模糊及由于磁化率的改变而造成的空间畸变。对于对于128128128128的单激
105、发采集，这意味着读出梯度的持的单激发采集，这意味着读出梯度的持续时间只有续时间只有0.8ms0.8ms（100/128100/128 0.8ms0.8ms）。）。uu在如此短的时间内，梯度场不仅要上升到它的最大值，在如此短的时间内，梯度场不仅要上升到它的最大值，而且必须有足够的平顶时间来实施采样，然后回落。而且必须有足够的平顶时间来实施采样，然后回落。考虑到梯度的上升和下降，其持续时间显然比考虑到梯度的上升和下降，其持续时间显然比0.8ms0.8ms还还要短，可见其对梯度系统的要求之高。要短，可见其对梯度系统的要求之高。2024/7/2292梯度场的开关速度继续提高梯度场的开关速度继续提高uu
106、除了快速成像之外，梯度场还决定了除了快速成像之外，梯度场还决定了MRIMRI系统在一定矩阵系统在一定矩阵下的最小下的最小FOVFOV（Field Of ViewField Of View）、一定）、一定FOVFOV下的最大矩阵下的最大矩阵尺寸、最小层厚、最短回波时间以及随之而产生的最短重尺寸、最小层厚、最短回波时间以及随之而产生的最短重复时间。其中复时间。其中FOVFOV、矩阵大小和层厚主要受梯度场最大强、矩阵大小和层厚主要受梯度场最大强度的限制，回波和重复时间则由最短梯度场上升时间和最度的限制，回波和重复时间则由最短梯度场上升时间和最大强度共同决定。可见，大强度共同决定。可见，梯度场不仅影响
107、成像时间，而且梯度场不仅影响成像时间，而且决定图像的最大分辨率。决定图像的最大分辨率。uu梯度系统的发展主要是朝着高线性与快速响应的方向，目梯度系统的发展主要是朝着高线性与快速响应的方向，目的是适应快速扫描序列中梯度脉冲快速上升和反转的需要。的是适应快速扫描序列中梯度脉冲快速上升和反转的需要。包括专用的成像设备如心脏专用机，目前梯度场强度已达包括专用的成像设备如心脏专用机，目前梯度场强度已达到到3030 40mT/m40mT/m，个别产品甚至有了，个别产品甚至有了60mT/m60mT/m的高指标。的高指标。Back2024/7/2293双梯度场和梯度线圈的多样化双梯度场和梯度线圈的多样化uuM
108、RI系统通常仅设一套梯度线圈，即x、y和z方向各一个梯度线圈。但是这种梯度子系统的梯度场强和切变率不可能再高了，因为梯度场快速开关对人体所造成的刺激（包括噪声刺激和人体感应电流对神经末梢的电刺激）必须在被检者能够忍受极限之内。uu为此，梯度线圈的形式正朝多样化方向发展，近年来出现的双梯度技术就是例证。2024/7/2294双梯度技术简介双梯度技术简介uu所谓双梯度，就是在主梯度线圈内增设一个梯度线圈，使其所谓双梯度，就是在主梯度线圈内增设一个梯度线圈，使其产生的梯度场与主梯度场相叠加而得到一个更高或变化更快产生的梯度场与主梯度场相叠加而得到一个更高或变化更快的局部高梯度场（两个梯度线圈也可能异
109、步工作，以实现各的局部高梯度场（两个梯度线圈也可能异步工作，以实现各自的功能）。自的功能）。uu这种技术的采用，不仅可进一步提高梯度系统的性能，而且这种技术的采用，不仅可进一步提高梯度系统的性能，而且能有效减少梯度场对病人的刺激。能有效减少梯度场对病人的刺激。uu双梯度系统的梯度场切换率可达到双梯度系统的梯度场切换率可达到150mT/m/s150mT/m/s或更高，因而或更高，因而特别适用于头部及心脏的功能性检查。特别适用于头部及心脏的功能性检查。uu双梯度技术的出现是近年来双梯度技术的出现是近年来MRIMRI设备在梯度子系统中取得的设备在梯度子系统中取得的突破性进展，它使磁共振进入了双梯度场
110、时代。突破性进展，它使磁共振进入了双梯度场时代。2024/7/2295双梯度技术介绍双梯度技术介绍 目前的双梯度技术已出现以下3种形式：在磁体内增加一套与主梯度不同的短梯度线圈，称为非对称式双梯度；在磁体内增加一套与主梯度相同的梯度线圈，叫做对称式双梯度；在头线圈或表面线圈上附加一个梯度线圈，使之形成一个负荷的线圈系统，通常称其为组合线圈。组合线圈的梯度场可高60mT/m、切换率超过400mT/m/s。这类线圈特别适用 于在高场设备中实施功能成像。Back2024/7/2296梯度线圈的低噪声设计梯度线圈的低噪声设计uu梯度线圈工作时在主磁场作用下产生的洛伦兹力，会使线圈梯度线圈工作时在主磁场
111、作用下产生的洛伦兹力，会使线圈载体在梯度场转换间剧烈振荡，从而发出载体在梯度场转换间剧烈振荡，从而发出MRIMRI扫描时的特殊扫描时的特殊噪声。噪声。uu梯度场强度越大、上升时间越短或变化越快，该噪音就会越梯度场强度越大、上升时间越短或变化越快，该噪音就会越大。对于大。对于1.0T1.0T2.0T2.0T的主磁场，当所用梯度场达到的主磁场，当所用梯度场达到25mT/m25mT/m时，时，由此引起的噪声可超过由此引起的噪声可超过110dB110dB。快速成像通常会伴随更高的噪。快速成像通常会伴随更高的噪声级。声级。uuEPIEPI是目前速度最快的成像序列，同时也是一种特大噪声的是目前速度最快的成
112、像序列，同时也是一种特大噪声的成像方法。在使用成像方法。在使用EPIEPI成像时，噪声可达成像时，噪声可达115dB115dB，这不仅会造，这不仅会造成病人的不适，而且有可能诱发其恐惧感。成病人的不适，而且有可能诱发其恐惧感。uu根据国际电工委员会（根据国际电工委员会（IECIEC）19951995年建立的有关年建立的有关MRIMRI噪声防护噪声防护的安全标准，即的安全标准，即IEC 60601-2-33IEC 60601-2-33（19951995）的规定，如果行）的规定，如果行MRIMRI检查时平均声压级超过检查时平均声压级超过99dB99dB，就必须使用耳塞等保护装置。，就必须使用耳塞等
113、保护装置。2024/7/2297梯度线圈产生的噪声传播途径梯度线圈产生的噪声传播途径uu梯度线圈的剧烈振动主要通过梯度线圈的剧烈振动主要通过空气空气和和周围固态构周围固态构件件两种途径向外传播。前一种途径是指梯度线圈两种途径向外传播。前一种途径是指梯度线圈使相邻的空气随之振动，并将此振动传播开去。使相邻的空气随之振动，并将此振动传播开去。梯度线圈的振动还可直接被传播到邻近的固态构梯度线圈的振动还可直接被传播到邻近的固态构件上，使后者产生振动而引起二级噪声源的作用。件上，使后者产生振动而引起二级噪声源的作用。uu阻尼上述任一途径，均可使梯度系统的噪声得以阻尼上述任一途径，均可使梯度系统的噪声得以
114、减弱。减弱。uu近年来，多数厂商已开始重视近年来，多数厂商已开始重视MRIMRI的噪声问题，的噪声问题，并且从硬件和软件两个方面着手进行改进，如在并且从硬件和软件两个方面着手进行改进，如在磁体内构造真空层及使用吸音材料等，据称可将磁体内构造真空层及使用吸音材料等，据称可将噪声降至噪声降至40%40% 90%90%。2024/7/2298降低梯度噪声的方法降低梯度噪声的方法uu在现有的在现有的MRIMRI装置中，梯度噪声主要使用装置中，梯度噪声主要使用被动降被动降噪法噪法即简地使用某种耳塞或耳罩来减弱。即简地使用某种耳塞或耳罩来减弱。uu据报道，对于据报道，对于1000Hz1000Hz以上的高频
115、噪音，耳塞或耳以上的高频噪音，耳塞或耳罩的衰减程度可达罩的衰减程度可达30dB30dB；对于；对于250Hz250Hz左右的低频噪左右的低频噪音，用耳塞或耳罩却只能衰减约音，用耳塞或耳罩却只能衰减约10dB10dB。uuMRIMRI装置的噪声更多地分布在低频端。可见仅用装置的噪声更多地分布在低频端。可见仅用耳塞或耳罩是不能有效消除梯度场噪声的。耳塞或耳罩是不能有效消除梯度场噪声的。uu显然，在梯度系统的研究中，应将消弱甚至消除显然，在梯度系统的研究中，应将消弱甚至消除上述噪声作为目标之一。上述噪声作为目标之一。2024/7/2299降低梯度噪声的新方法降低梯度噪声的新方法uu目前有一种叫做有源
116、噪声控制（Active Noise Control，ANC）的主动降噪技术已引起人们重视。uu所谓ANC，就是采集目标区的噪声进行分析，并在此基础上生成一方向相反，强度相等的声音型号回放至目标区，使回放音与原噪声互相抵消而抑制噪音的技术。2024/7/22100降低梯度噪声的新方法降低梯度噪声的新方法uu梯度场噪声还可以通过扫描序列的巧妙设计来降梯度场噪声还可以通过扫描序列的巧妙设计来降低。低。uu我们知道，我们知道，z z梯度线圈由位于磁体两端的线圈对组梯度线圈由位于磁体两端的线圈对组成。由于两个线圈中流过的电流方向相反，它们成。由于两个线圈中流过的电流方向相反，它们受到的洛伦兹力就有抵消的
117、倾向，因此受到的洛伦兹力就有抵消的倾向，因此z z梯度的噪梯度的噪音一般较小。但是音一般较小。但是x x、y y梯度电流在各自的线圈绕梯度电流在各自的线圈绕组中将产生叠加效果的洛伦兹力，故组中将产生叠加效果的洛伦兹力，故x x、y y梯度的梯度的噪声很大。因此要大幅降低扫描的噪声，其重点噪声很大。因此要大幅降低扫描的噪声，其重点是抑制是抑制x x和和y y梯度场的噪音。梯度场的噪音。uu为此，新的扫描序列或成像方法应避免使用脉冲为此，新的扫描序列或成像方法应避免使用脉冲型的梯度电流。型的梯度电流。Back2024/7/22101从四肢、乳腺专用机到头和心脏专用系统从四肢、乳腺专用机到头和心脏专
118、用系统的涌现的涌现uu专用专用MRIMRI系统的发展方向出现了新的变化，即由过系统的发展方向出现了新的变化，即由过去的四肢和乳腺专用系统向高端的头和心脏专用设去的四肢和乳腺专用系统向高端的头和心脏专用设备发展。备发展。uu最早出现的最早出现的MRIMRI专用系统主要是用于四肢和乳腺成专用系统主要是用于四肢和乳腺成像的低场或中场设备。其目的是降低设备成本，扩像的低场或中场设备。其目的是降低设备成本，扩大大MRIMRI的应用范围。为进一步提高图像质量，近年的应用范围。为进一步提高图像质量，近年美国的美国的ONIONI公司还推出了高场（公司还推出了高场（1.0T1.0T）的四肢）的四肢MRIMRI系
119、统系统ORTHONEORTHONE，专用于脚、踝、膝、手、腕和肘，专用于脚、踝、膝、手、腕和肘部成像。部成像。2024/7/22102四肢专用磁共振系统四肢专用磁共振系统uu由于现在全身成像系统均具备了四肢的检查功能，且图像质量要胜低场的专用系统一筹，做为设备拥有者的医院方来说，大多不会再购置一套四肢成像的专用系统，这是四肢系统发展受限的主要原因。uu高场四肢成像设备的出现也许可能改变这一状态。2024/7/22103头和心脏专用磁共振系统的出现头和心脏专用磁共振系统的出现uu随着超导磁体价格的下降以及临床研究方向的变随着超导磁体价格的下降以及临床研究方向的变化，人们对头和心脏专用系统的呼声越
120、来越高。化，人们对头和心脏专用系统的呼声越来越高。原因是功能成像和心脏成像不仅需要快速成像技原因是功能成像和心脏成像不仅需要快速成像技术，而且需要比临床成像更高的场强和更高性能术，而且需要比临床成像更高的场强和更高性能的梯度。其实这些高端设备早已在欧美的一些研的梯度。其实这些高端设备早已在欧美的一些研究中心使用着，在技术上是成熟的。究中心使用着，在技术上是成熟的。uu目前，目前，GEGE和飞利浦公司均有心脏专用的高场系统和飞利浦公司均有心脏专用的高场系统销售，其梯度都达到了非常高的水平。西门子则销售，其梯度都达到了非常高的水平。西门子则推出了头部专用的超高场（推出了头部专用的超高场（3T3T）
121、系统，这款机型）系统，这款机型将在功能成像研究方面发挥重要作用。将在功能成像研究方面发挥重要作用。Back2024/7/22104特殊用途的永磁特殊用途的永磁MRIMRI技术技术uu按传统方法，人们是把被成像人体置于磁体内部成像，全按传统方法，人们是把被成像人体置于磁体内部成像，全开放的系统是努力在主磁体外实现成像。而这种新技术应开放的系统是努力在主磁体外实现成像。而这种新技术应用是把磁体放到人体内部去成像（称为用是把磁体放到人体内部去成像（称为“ “Inside-outInside-out” ”MRIMRI技术）。这样可以大大提高成像灵敏度和图像空间分辨率。技术）。这样可以大大提高成像灵敏度
122、和图像空间分辨率。uu该技术由以色列该技术由以色列TopSpin MedicalTopSpin Medical公司开发出来，它实际为公司开发出来，它实际为一种微探针成像技术。如果把注射显像增强剂技术视为化一种微探针成像技术。如果把注射显像增强剂技术视为化学增强技术，把微磁体加上学增强技术，把微磁体加上RFRF线圈，之后整个磁体模块置线圈，之后整个磁体模块置于血管内实现的成像则是物理显像增强技术，因为近距离于血管内实现的成像则是物理显像增强技术，因为近距离成像，因此灵敏度大大提高。这种探针实现成像，因此灵敏度大大提高。这种探针实现MRMR图像的空图像的空间分辨率为间分辨率为100um100um（
123、0.1mm0.1mm），是目前传统心脏成像），是目前传统心脏成像MRMR设设备空间分辨率（备空间分辨率（300300500um500um）的）的3 35 5倍。倍。2024/7/22105特殊用途的永磁特殊用途的永磁MRIMRI技术技术置于导线顶端的磁体模块2024/7/22106特殊用途永磁特殊用途永磁MRIMRI技术优势及应用技术优势及应用uu这种成像技术对血管壁成像尤其有优势。众所周知，这种成像技术对血管壁成像尤其有优势。众所周知，大约大约70%70%的急性冠状动脉症状都是由于脂斑造成的。的急性冠状动脉症状都是由于脂斑造成的。而颈动脉内的脂斑往往是脑血栓的根源。这些脂斑而颈动脉内的脂斑往
124、往是脑血栓的根源。这些脂斑目前不能通过血管造影方法或者其他成像方法检查目前不能通过血管造影方法或者其他成像方法检查出来。出来。uu这项技术和现有各种这项技术和现有各种MRAMRA成像结合，能降低成本成像结合，能降低成本并获得高分辨率血管壁并获得高分辨率血管壁MRMR图像。例如在实施心脏图像。例如在实施心脏支架植入手术前，需首先对血管壁情况进行检查，支架植入手术前，需首先对血管壁情况进行检查，如发现脂斑一类的病变，在放置支架前需要采取相如发现脂斑一类的病变，在放置支架前需要采取相应的治疗措施把血管壁上的脂斑清除。应的治疗措施把血管壁上的脂斑清除。uu如果在插入导管之前，使用血管内的探针如果在插入
125、导管之前，使用血管内的探针MRMR成像，成像，就能探测到这些脂斑，确定脂斑的成分和几何形状，就能探测到这些脂斑，确定脂斑的成分和几何形状，并导引治疗过程。并导引治疗过程。2024/7/22107特殊用途永磁特殊用途永磁MRIMRI技术应用及前景技术应用及前景uu另外一个潜在的应用是对前列腺癌的检测和病程分另外一个潜在的应用是对前列腺癌的检测和病程分期，或检测直肠癌、肺癌和乳腺癌以及外周血管病期，或检测直肠癌、肺癌和乳腺癌以及外周血管病变。变。uu这种探针可以作为现有设备的一个选件，价格只有这种探针可以作为现有设备的一个选件，价格只有约约10001000美元，不需复杂的安装调试，在对病人处理美元
126、，不需复杂的安装调试，在对病人处理时可以消除运动伪影和磁易感性伪影，并可以和现时可以消除运动伪影和磁易感性伪影，并可以和现有介入治疗设备兼容，而其空间分辨率和对比度是有介入治疗设备兼容，而其空间分辨率和对比度是传统的临床设备无法达到的。传统的临床设备无法达到的。uu在安全性上，探针相对于动脉壁是稳定的，只在气在安全性上，探针相对于动脉壁是稳定的，只在气囊边上对动脉壁有些轻微的压力（最高达到一个大囊边上对动脉壁有些轻微的压力（最高达到一个大气压）。目前该技术已在欧洲进行安全性测试。气压）。目前该技术已在欧洲进行安全性测试。Back2024/7/22108移动床的移动床的MRIuu移动成像是医学影
127、像中一门早已成熟的技术。uuX射线CT是利用移动床成像最典型的例子。核医学和超声也是分别利用伽马相机和探头的移动来成像的。uu几年前，飞利浦公司在开发MobiTrack外周血管成像方法的过程中引入了移动床技术，从而开始了步进法磁共振成像的商业应用。2024/7/22109移动床技术在移动床技术在MRIMRI中的应用中的应用uu现在随着快速成像序列的普及，已有人试图利用移现在随着快速成像序列的普及，已有人试图利用移动床技术对人体进行全身成像。在美国耶鲁大学的动床技术对人体进行全身成像。在美国耶鲁大学的一项研究中，学者们用一台一项研究中，学者们用一台1.5T1.5T的机器和一个可前的机器和一个可前
128、 后运动的检查床（移动速度为后运动的检查床（移动速度为5mm/s5mm/s）对此进行实）对此进行实 验并获得了成功。验并获得了成功。uu研究者对研究者对1919个乳腺癌患者进行了全身成像的检查，个乳腺癌患者进行了全身成像的检查， 结果对其中的结果对其中的1818人进行了正确的肿瘤分期，准确率人进行了正确的肿瘤分期，准确率 为为95%95%。此结果初步证明，对于癌症病人的全身检。此结果初步证明，对于癌症病人的全身检 查不仅是必要的而且是可行的。上述可对全身进行查不仅是必要的而且是可行的。上述可对全身进行 扫描的移动床成像法一旦用于临床，便有可能取代扫描的移动床成像法一旦用于临床，便有可能取代 核
129、医学的全身骨扫描或其他费时的诊断方法。核医学的全身骨扫描或其他费时的诊断方法。Back2024/7/22110MRIMRI系统的环保理念系统的环保理念uuMRIMRI系统的环保理念是由西门子公司首先提出的。系统的环保理念是由西门子公司首先提出的。其内容包括大幅度减少制造用原材料，单元结构体其内容包括大幅度减少制造用原材料，单元结构体现再回收和再利用思想、大大减少电子废品和使用现再回收和再利用思想、大大减少电子废品和使用环保原料等。这一理念的贯彻最终将使用户受益。环保原料等。这一理念的贯彻最终将使用户受益。uu据称，西门子在其据称，西门子在其Magnetom HarmonyMagnetom Ha
130、rmony、Magnetom Magnetom SymphonySymphony和和Magnetom SonataMagnetom Sonata等几款机型的生产中已等几款机型的生产中已经体现了这一新的设计理念，使部件的用料大大减经体现了这一新的设计理念，使部件的用料大大减少、体积进一步缩小。少、体积进一步缩小。Back2024/7/22111MRIMRI系统的人性化设计系统的人性化设计n n过去的MRI设备看起来像中间开有孔洞的大铁块，笨拙而单调。n n从90年代后期开始，也许是商业竞争的结果，也许是医学模式的改变使开发商更多的考虑了病人的需要，MRI系统的设计无论从外观上还是部件的实用性上，
131、均悄悄地发生了变化。2024/7/22112MRIMRI系统的人性化设计系统的人性化设计uu推出开放式磁体的目的，并不完全是仅仅方便介入推出开放式磁体的目的，并不完全是仅仅方便介入治疗或外科医师开展手术，更重要的是它也给受检治疗或外科医师开展手术，更重要的是它也给受检者提供了一个相对舒适的成像环境。受开放磁体的者提供了一个相对舒适的成像环境。受开放磁体的启发，设计者们开始将超导磁体设计得界面更加友启发，设计者们开始将超导磁体设计得界面更加友好、轮廓更具吸引力、颜色更加鲜艳。好、轮廓更具吸引力、颜色更加鲜艳。uu与外观设计相对应，与外观设计相对应，MRIMRI系统的各种功能按钮、过系统的各种功能
132、按钮、过程显示、对讲系统等的设计均体现了人性化的原则。程显示、对讲系统等的设计均体现了人性化的原则。检查床的动作更加平稳、表面线圈更加绵软、控制检查床的动作更加平稳、表面线圈更加绵软、控制操作更具交互性、房屋装修更加温馨，这是操作更具交互性、房屋装修更加温馨，这是MRIMRI系系统给人的新感觉。统给人的新感觉。Back2024/7/22113对计算机的要求及其网络化趋势对计算机的要求及其网络化趋势uu近年来，由于微电子和计算机技术的飞速发展，计算机产品近年来，由于微电子和计算机技术的飞速发展，计算机产品的性能价格比正在不断提高，用于的性能价格比正在不断提高，用于MRIMRI产品的计算机也正在产
133、品的计算机也正在更新换代。许多产品都已采用了速度高、体积小、大容量、更新换代。许多产品都已采用了速度高、体积小、大容量、多任务的工作站作为主机，如多任务的工作站作为主机，如SUNSUN和和SGISGI等，这不仅使等，这不仅使MRIMRI产品的性能得以改善，也使处理机的体积进一步缩小。产品的性能得以改善，也使处理机的体积进一步缩小。uu通常情况下，为了进行图像的后处理和特殊显示，还需要配通常情况下，为了进行图像的后处理和特殊显示，还需要配置专门的辅助工作站，并在这些辅助工作站上运行置专门的辅助工作站，并在这些辅助工作站上运行MRIMRI厂家厂家开发的专门软件来实现诸如三维显示、开发的专门软件来实
134、现诸如三维显示、MRAMRA显示、表面重建显示、表面重建和多平面重建等后处理功能。和多平面重建等后处理功能。uu为整个系统提供高效、强大和灵活的数据管理功能也是很重为整个系统提供高效、强大和灵活的数据管理功能也是很重要的。要的。uu在图像显示上，不少公司已采用新颖美观的液晶显示器。在图像显示上，不少公司已采用新颖美观的液晶显示器。2024/7/22114PACSPACS的应用前景的应用前景uuPACS是近年来随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步而迅速发展起来的，旨在全面解决医学图像的获取、显示、存储、传输和管理的综合系统，也是放射信息学的重要组成部分。uu目前PACS发展中的许多关键问
135、题均已解决，大规模的开发和临床应用已经开始。MRI设备产生的正是PACS所需的数字图像。2024/7/22115PACSPACS的应用前景的应用前景n n在这一方面，美国放射学会（在这一方面，美国放射学会（ACRACR）和美国电气制）和美国电气制造商协会（造商协会（NEMANEMA）联手制定的）联手制定的DICOM3.0DICOM3.0标准，即医标准，即医学数字成像和通信标准起了极大的推动作用。学数字成像和通信标准起了极大的推动作用。n nDICOM3.0DICOM3.0是第一个广为接受的全球性医学数字成像是第一个广为接受的全球性医学数字成像和通信标准。和通信标准。n n现在，几乎所有的现在，
136、几乎所有的MRIMRI设备生产商已经推出符合上设备生产商已经推出符合上述标准的述标准的MRIMRI产品，使之能够方便地进入产品，使之能够方便地进入PACSPACS网络。网络。在已经在已经PACSPACS化的医院或影像科室里，医生们便可在化的医院或影像科室里，医生们便可在自己的图像显示终端前调阅磁共振图像，并将自己的图像显示终端前调阅磁共振图像，并将X X射射线、线、CTCT、超声和核医学图像放在一起互相参照，以、超声和核医学图像放在一起互相参照，以便得出更为全面而准确的诊断结果。便得出更为全面而准确的诊断结果。Back2024/7/22116MRI设备展望设备展望uu超高场系统的发展面临许多R
137、F场的问题，例如RF场的均匀性、射频吸收率（SAR）方面的问题。uu近来使用多个发射线圈同时发射的Transmit SENSE技术已经有了初步的实验结果。类似这样的技术将对超高场的SAR问题以及B1场的均匀性问题提供解决方法，在今后一段时间会有大的发展。2024/7/22117MRI设备展望设备展望uu速度问题仍将是磁共振成像技术的一个重要议题，速度问题仍将是磁共振成像技术的一个重要议题，随着并行扫描技术的进一步完善。新的、更快的技随着并行扫描技术的进一步完善。新的、更快的技术将不断涌现。速度问题可能连带产生刺激神经末术将不断涌现。速度问题可能连带产生刺激神经末梢的问题，并行成像是加快扫描速，并规避这一问梢的问题，并行成像是加快扫描速，并规避这一问题的重要技术手段，题的重要技术手段， 在今后的几年也将会有大的在今后的几年也将会有大的发展。发展。uu磁共振成像技术正在迅猛的发展过程中，其多参数、磁共振成像技术正在迅猛的发展过程中，其多参数、信息含量丰富将会在分子成像、功能成像、心血管信息含量丰富将会在分子成像、功能成像、心血管成像、肿瘤成像和介入成像诸多方面得到充分展示。成像、肿瘤成像和介入成像诸多方面得到充分展示。MRIMRI技术及其它新兴影像技术必将造福人类，提高技术及其它新兴影像技术必将造福人类，提高我们的生活质量和生命质量。我们的生活质量和生命质量。2024/7/22118
