北京大學(xué)第一醫(yī)院

MR設(shè)備組成及質(zhì)控張曉東2012-11-181/24（第1頁(yè)/共24頁(yè)）提綱MRI系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)主磁體梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)射頻系統(tǒng)MRI圖像質(zhì)量控制簡(jiǎn)介SNR,CNRFOV,VoxelSize,MatrixSize,rBW常見(jiàn)的MRI偽影類(lèi)型2/24（第2頁(yè)/共24頁(yè)）MRI系統(tǒng)組成主磁體梯度磁場(chǎng)系統(tǒng)射頻系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助系統(tǒng)3/24（第3頁(yè)/共24頁(yè)）http:///education/tutorials/magnetacademy/mri/為什么稱(chēng)為MRI？MRI=NMR+ImagingMagnetic=人體中原子核磁矩(氫或其他元素)Resonance=在某一頻率下產(chǎn)生共振信號(hào)(傳遞能量)Imaging=加入位置信息(空間定位)4/24（第4頁(yè)/共24頁(yè)）共振是一種能量傳遞的方式，只有在共振頻率下核磁矩才能與外界實(shí)現(xiàn)能量交換主磁場(chǎng)的作用5/24（第5頁(yè)/共24頁(yè)）Bo地球磁場(chǎng)約為0.3G，核磁矩散亂分布，整體不顯現(xiàn)磁性(~0.05G)外加主磁場(chǎng)B0，核磁矩規(guī)則排列，顯現(xiàn)磁性B0=1.5T時(shí)，大約為地球磁場(chǎng)的30000倍主磁場(chǎng)越大，凈磁場(chǎng)M0越大，信號(hào)越強(qiáng)磁體的分類(lèi)6/24（第6頁(yè)/共24頁(yè)）永磁型磁體電磁型磁體

超導(dǎo)磁體永磁型磁體7/24（第7頁(yè)/共24頁(yè)）優(yōu)點(diǎn)設(shè)備便宜，維護(hù)費(fèi)低開(kāi)放式設(shè)計(jì)使受檢者更舒適缺點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)較低(<0.5T)對(duì)溫度變化敏感超導(dǎo)型磁體8/24（第8頁(yè)/共24頁(yè)）優(yōu)點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度高(>8T)磁場(chǎng)均勻度高低能耗缺點(diǎn)設(shè)備昂貴，維護(hù)費(fèi)用高噪聲增加SAR升高梯度磁場(chǎng)與空間定位9/24（第9頁(yè)/共24頁(yè)）MRI的三維空間定位通過(guò)施加3個(gè)梯度磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)http:///education/tutorials/magnetacademy/mri/梯度磁場(chǎng)的特性10/24（第10頁(yè)/共24頁(yè)）梯度場(chǎng)強(qiáng)(PeakAmplitude)表示梯度磁場(chǎng)的強(qiáng)度，即梯度場(chǎng)的斜率(mT/m)越大可得到較薄的選層厚度與較小的FOV梯度切換率(SlewRate)梯度線(xiàn)圈達(dá)到最大梯度強(qiáng)度的速度(mT/m/ms)越大，梯度變化越快，信號(hào)采集時(shí)間越短較大的梯度場(chǎng)較小的梯度場(chǎng)共振過(guò)程及射頻場(chǎng)11/24（第11頁(yè)/共24頁(yè)）核磁矩在主磁場(chǎng)B0作用下旋進(jìn)若再在垂直于主磁場(chǎng)的方向上加一個(gè)射頻范圍的交變磁場(chǎng)B1，當(dāng)B1的頻率與磁矩進(jìn)動(dòng)頻率一致時(shí)，便產(chǎn)生共振吸收當(dāng)射頻場(chǎng)被撤去后，磁矩又把這部分能量已輻射形式釋放出來(lái)，這就是共振發(fā)射射頻系統(tǒng)12/24（第12頁(yè)/共24頁(yè)）發(fā)射(transmitter)：產(chǎn)生B1場(chǎng)使磁矩旋轉(zhuǎn)接收(receiver)：接收磁矩旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的信號(hào)射頻線(xiàn)圈特性13/24（第13頁(yè)/共24頁(yè)）發(fā)射線(xiàn)圈：激發(fā)磁場(chǎng)要均勻接收線(xiàn)圈：需盡量接近人體類(lèi)型：體積線(xiàn)圈(VolumeCoil)表面線(xiàn)圈(SurfaceCoil)相控陣線(xiàn)圈(PhasedArrayCoil)SurfaceCoil VolumeCoil體積線(xiàn)圈的特性14/24（第14頁(yè)/共24頁(yè)）優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻，常用于RF發(fā)射線(xiàn)圈大FOV劣勢(shì)低SNR離被檢部位較遠(yuǎn)應(yīng)用體線(xiàn)圈(BodyCoil)頭線(xiàn)圈(HeadCoil)膝關(guān)節(jié)線(xiàn)圈(KneeCoil)表面線(xiàn)圈的特性15/24（第15頁(yè)/共24頁(yè)）優(yōu)勢(shì)高SNR劣勢(shì)磁場(chǎng)不均勻，不能用于作為發(fā)射線(xiàn)圈信號(hào)快速衰減，有限的FOV應(yīng)用心臟線(xiàn)圈(CardiacCoil)肩關(guān)節(jié)線(xiàn)圈(ShoulderCoil)相控陣線(xiàn)圈的特性16/24（第16頁(yè)/共24頁(yè)）由多個(gè)子線(xiàn)圈單元核多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道構(gòu)成優(yōu)勢(shì)高SNR大FOV劣勢(shì)需要特定的硬件支持新應(yīng)用并行成像(Parallelimaging(SENSE))http://.au/~joeli/phasearray.htmMR系統(tǒng)17/24（第17頁(yè)/共24頁(yè)）coil(transmitandreceivecoil)GradientcoilShimcoilMagnet如何選擇MR系統(tǒng)18/24（第18頁(yè)/共24頁(yè)）SNRRF線(xiàn)圈，更高的主磁場(chǎng)B0高分辨率(HighResolution)較強(qiáng)的梯度場(chǎng)較高的SNR快速成像的能力較強(qiáng)的梯度場(chǎng)較高的梯度切換率MRS較高的主磁場(chǎng)B0RF線(xiàn)圈MRI圖像質(zhì)量參數(shù)19/24（第19頁(yè)/共24頁(yè)）SNR/quality-artifacts/signal-to-nose-ratio.htmlrMRI圖像質(zhì)量參數(shù)20/24（第20頁(yè)/共24頁(yè)）FOV,分辨率(VoxelSize)，成像矩陣(MatrixSize)MRI圖像質(zhì)量參數(shù)21/24（第21頁(yè)/共24頁(yè)）接收帶寬(rBW)圖像矩陣為256×256，回波采樣時(shí)間Ts=8ms,則samplinginterval=8ms/256rBW=256/8Hz=32Hz(16Hz)MRI圖像質(zhì)量參數(shù)22/24（第22頁(yè)/共24頁(yè)）CNR帶有高斯白噪聲的兩種組織A，B的信號(hào)分布SA和SB，CNRAB=3時(shí)，兩種組織不同的幾率為95％常見(jiàn)MRI偽影類(lèi)型23/24（第23頁(yè)/共24頁(yè)）RF相關(guān)的偽影(RFrelatedartifacts)相位編碼采集相關(guān)的偽影(Phasesamplingartifacts)化學(xué)位移偽影(ChemicalShiftartifacts)磁敏感偽影(Susceptibilityartifacts)運(yùn)動(dòng)偽影(Motionartifacts)流動(dòng)偽影(Flowartifacts)卷折偽影(WrapAroundartifacts)部分容積偽影(PartialVolumeartifacts)http://www.med.nagasaki-u.ac.jp/radiolgy/MRI%20of%20