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核磁共振成像技术——MRI
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核磁共振成像技术
核磁共振成像技术,简称MRI(ic Resonance Imaging)
其利用核磁共振对人体采集信号并给出二维或三维的重建图像,在临床医学诊断上有独特优点。是继CT后医学影像学又一重大进步。
MRI对比度高于XCT,而空间分辨率一般来说低于新型XCT,但对于中枢神经系统诊断,MRI无论在空间分辨率和对比度都超过XCT。
基本原理:生物体组织能被电磁波谱中的短波成分穿透,而中波成分紫外线、红外线、微波将受到阻挡。但是,人体组织能被磁共振产生的长波成分穿透,这是磁共振能用于临床的基本原理。
核磁共振是一种物理现象,为了避免与核医学中放射成像混淆,又称核磁共振成像术(MR)。MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术,而且不同于已有的成像术,它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。
它可直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像,不会产生CT检测中的伪影;不需注射造影剂;无电离辐射,对机体没有不良影响。
MR对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效,同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。
核磁共振成像设备组成
MRI组成:核磁场系统、核磁共振系统和图像重建系统。磁场系统包括主静磁场和梯度磁场。主磁场要求磁场强度大、均匀度高。
根据主磁场构成方式,将MRI分成三种类型:
永磁型结构简单、使用和维修较方便,由于产生主磁场的磁体由多块永磁材料组成,加工精度要求较高,体积大,
~,但耗电量大,场强均匀性难以进一步提高,影响图像质量的进一步提高。
超导型场强、均匀性和耗电量等超过电磁型。,成像清晰,可做高分辨显示。但造价高、设备复杂,需要较强工程技术人员维护。
MRI原理框图
核磁共振成像设备组成
根据主磁场强度将磁共振成像MRI设备区分为四种类型:
超低磁场核磁共振成像设备:
低磁场核磁共振成像设备:~
中磁场核磁共振成像设备:~
高磁场核磁共振成像设备:~
通常低强度磁场MRI设备对比度分辨率较好,但磁场弱,空间分辨率较低。高强度的磁场MRI设备空间分辨率高,但图像对比度分辨率较低。对于中强度磁场的MRI设备各项性能介于两者之间。
核磁共振成像设备组成
主磁体
——
梯度系统
——Gradient system
RF系统
——RF system
计算机系统
——Computer system
MR工作流程图
主磁体()
主磁体是MRI的核心部分,它提供一个具有一定场强的均匀稳定的静磁场。磁体性能的优势取决于其磁场的均匀度、稳定度和磁场强度。
常导型磁体也称作阻抗型磁体,。运用电磁理论: 当电路中流有电流,就会产生磁场;电流也会导致线圈温度升高。但实际上只能用于成像,不能进行生化分析,限制了其进一步推广和应用。并且其稳定性与均匀性都较差。
空气芯永磁体(Air-cored resistive s)
铁芯永磁体(Iron-cored resistive s)
空气芯永磁体:四个线圈水平或竖直放置
主磁体()
主磁体是MRI的核心部分,它提供一个具有一定场强的均匀稳定的静磁场。磁体性能的优势取决于其磁场的均匀度、稳定度和磁场强度。
超导型磁体是利用超导现象产生一个稳定的均匀的静磁场。在相应低的温度下呈现超导现象,可允许通过非常大的电流而耗电极小,一般2T稳定均匀的磁场强度在超导条件下很易实现。超导型磁体是目前最先进的设备。
特性:高磁场、稳定性好、均匀性好
利用超导构成的磁共振可进行单核成像(氢核密度像),也可进行人体组织多核成像。还能对人体组织进行功能性诊断和生理生化分析。
超导磁体线圈: 基于均匀性的考虑常使用 4-8组独立的线圈。
*NbTi细丝包埋在铜材中;
*铜材:失超时保护超导线圈;
梯度系统(Gradient system)
梯度:磁场沿着选择的方向线性变化
共振频率与场强成正比