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。
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图 03-01a |
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。
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图 03-01b |
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。
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图03-02
一台磁共振成像仪器的主要组件。
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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
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表03-01 |
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.