第03章
仪器

03-01  前言

磁共振领域内的许多先驱们所用的成像仪，要么是自己设计的要么就是由现有设备改造而来的。二十世纪五十年代，Erik Odeblad就用一套经过特殊改装的谱仪对组织进行开创性磁共振研究，二十世纪七十年代，Paul C. Lauterbur所用的那套全身成像装置就是由他本人设计的，见图03-01a。

图 03-01a 医学核磁共振成像仪中磁体可能的构造简图。源自Paul C. Lauterbur实验室第一台全身磁共振成像仪[⇒ Lai, House, Lauterbur]，该仪器所用磁体为阻抗型磁体

如今，市场上磁共振成像仪器种类繁多、成像技术多样，潜在客户在选购仪器的时候难免困惑。因此，用户必须明确自己的具体需求。

分析型核磁共振仪和磁共振成像仪在基本组件上是相似的。只不过，磁共振成像仪需要额外配备梯度线圈和Faraday屏蔽系统。梯度线圈的作用将在本书后面的部分加以讨论。Faraday屏蔽系统可以阻止由电台发射的、与仪器共振频率相等或相近的辐射波产生的不利干扰，见图03-01b。

图 03-01b 1984年出现的最早的商业型磁共振成像仪之一，所用磁体是阻抗型磁体，站在成像仪旁边的是Philips公司早期的磁共振科学家André Luiten。

Components of an MR Machine. 如图03-02和图03-03所示，任何一套磁共振成像仪都包括以下几个必备组件：

 一个足够大的、能容纳待测样品的磁体（待测样品可以是小鼠也可以是病人）；
 梯度线圈和电子控件；
 射频脉冲发射器和射频接收器；
 供电设备和冷却系统；
 数据采集和处理系统，包括一个功能强大的计算机；
 操作台和诊断台。

图03-03以一套移动的磁共振成像仪为例，展示了磁共振成像仪的典型布局。

图03-02
一台磁共振成像仪器的主要组件。

图03-03
安置在一辆拖车上的一整套超导型磁共振成像仪，所有必需的组件都装配在有限的空间里。

磁共振成像仪的核心部件是磁体。磁体质量的好坏取决于它是否能提供一个静态的、稳定的、均匀的磁场。

静态磁场不随时间变化而变化。地磁场和条形磁铁产生的磁场都属于稳定的静态磁场。磁共振成像仪必须配备一个稳定的静态磁场。只有在足够均匀的磁场中，样品的一端感受到的磁场才与另一端的相同。所以，磁共振成像仪所用磁场必须是均匀的。

03-01-01  场强

依据磁场强度可以对磁共振成像仪进行分类，参见表03-01。由于成像仪的用途不同，磁场强度可相差数倍、
超低场：<0.1T
低场：≤0.4T
中等场：<1.5T
高场：≥1.5T
超高场：>2.5T

表03-01 磁场强度的界定。这个界定是由EMRF在1989年所推出的。 这种界定会随着商用仪器、科学研究型仪器的市场结构变化而变化，但随科学研究型仪器的变化而变化则更为频繁。

磁场强度小于0.1T的超低场成像仪几乎已经停止使用了。医用成像仪多为中等场强或高场强的，不过，磁场强度在3T和11T之间的研究型超高场成像仪越来越受欢迎。

对磁共振成像或者其他技术如功能成像来说，不存在最佳场强。用途的多样性决定了仪器及其相应场强的多样性。没有一个绝对完美的或者理想的场强能同时满足所有的临床需要和（或）所有的研究需要。

第18章详细讨论了高场成像仪，尤其是场强高于2T的仪器的磁场强度可能存在的危害和副作用.

磁共振成像领域内的一个古老却永不过时的话题：
场强之争 – The field-strength war.