磁共振成象系統(tǒng),根據(jù)功能可分為兩大部分:第一,mr信號(hào)產(chǎn)生、探側(cè)和編碼.其硬件構(gòu)成包括德國(guó)狼牌內(nèi)窺鏡磁體,梯度線圈及供電部分,射頻發(fā)生器,射頻接收器。第二,數(shù)檢采集,貯存,圖象重建。圖像的顯示和存貯。硬件包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器,計(jì)算機(jī),磁盤(pán),磁帶機(jī).
(一)磁體
磁體系統(tǒng)由主磁體,梯度線圈和射頻線圈構(gòu)成。
主磁體:它是用來(lái)產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁體,是NMR中體積最大的核心部件,它要求在一個(gè)大范圍空間內(nèi)產(chǎn)生均勻度高達(dá)10--10-6T的磁場(chǎng)。MRI采用三類磁體:永磁式,高阻式和超導(dǎo)磁體.目前人體成象用的磁場(chǎng)強(qiáng)度一般為0. 02-2T,它是磁共振關(guān)鍵部件.
(1)永磁式:永磁式磁體要求均勻高,磁場(chǎng)強(qiáng)度大,可達(dá)0. 3T.所以加工困難,成本高。永磁的優(yōu)點(diǎn):維護(hù)費(fèi)用小,它不象高阻式磁體耗電量那么大,也不象超導(dǎo)式磁體要耗費(fèi)價(jià)格昂貴的致冷液體與磁場(chǎng)中心部分強(qiáng)度相等的空氣芯(超導(dǎo)和大部分高阻式),磁體相比,永磁式磁體的磁場(chǎng)發(fā)散成度小.對(duì)周圍環(huán)境的影響較小,安裝費(fèi)用小。目前我國(guó)深圳安科中美合資公司生產(chǎn)的.ASP-D15核磁共振,成象掃描機(jī)MRI就是采用0. 15T永磁磁體. 它的缺點(diǎn)為熱穩(wěn)定性差,整個(gè)磁體的溫度需保持恒定在1℃范圍內(nèi),磁場(chǎng)不能關(guān)斷.稍一疏忽,如果金屬物體被磁鐵吸住,就很難取下.被吸附的金屬物體表面的刮傷,可能損壞磁體的磁場(chǎng)均勻強(qiáng)度。磁場(chǎng)強(qiáng)度不可能做得太高,一般最高在0. 3T左右,因此限制了它的進(jìn)一步發(fā)展。
(2)常導(dǎo)型(阻抗型):空氣芯磁體(又稱高阻式磁體)常由幾個(gè)大線圈(由銅線和鋁線) 組成,制造相對(duì)比較容易,但耗電量多,0. 2T的常導(dǎo)式磁體通電流約300A,耗電量達(dá)60KW以上,需設(shè)專門(mén)供電和水冷系統(tǒng),使磁體熱能得以發(fā)散.與超導(dǎo)式磁體相比,雖然常導(dǎo)式磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度低,對(duì)電源要求高,耗電量較大,但常導(dǎo)式磁體比較容易制造,而且價(jià)格較為低廉,現(xiàn)在也有廠家生產(chǎn)的常導(dǎo)磁體除保留前述優(yōu)點(diǎn)外,其耗電量,非常低,如ULF型超低場(chǎng)磁共振成象儀的磁體耗電僅4KW.
(3)超導(dǎo)式磁體:超導(dǎo)型磁體的磁場(chǎng),它的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,龐大,附屬設(shè)備也多,運(yùn)轉(zhuǎn)維持費(fèi)也大,需要定期供給液氦.最大優(yōu)點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)到1. S-2T。它可以用于人體多核信號(hào)成象,進(jìn)行功能性診斷。它的替力在于高磁場(chǎng)下,多核信號(hào)的診斷,所以超導(dǎo)磁體是 NM技術(shù)的發(fā)展方向。
超導(dǎo)式磁體的線圈由表面鍍有妮欽合金的銅線組成,整個(gè)磁體浸泡在致冷劑內(nèi),緊靠著線圈的是液態(tài)氦,外面一層真空套,再外層是液態(tài)氦,液氮外面還有一層真空和一層循環(huán)水。最內(nèi)層的線圈在超導(dǎo)溫度即絕對(duì)溫度為4K時(shí),妮欽合金沒(méi)有電阻,線圈不消耗功率如圖2-3.
(二)梯度磁場(chǎng)
在主磁體內(nèi)的X,Y,Z三個(gè)方向上分別設(shè)有梯.度場(chǎng)線圈,其產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)互相垂直,以獲得三維空間信息。梯度線圈的作用,是修改主磁場(chǎng)和獲得空間圖像的重要手段。
(三)射頻線圈
它是一組安裝在德國(guó)狼牌內(nèi)窺鏡主磁體內(nèi)孔里的常規(guī)高頻脈沖線圈,它產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)與主磁體產(chǎn)生的靜電場(chǎng)正交,而發(fā)射的脈沖頻率也須與主磁場(chǎng)強(qiáng)度相匹配,在磁共振中間可用這一線圈接收物體內(nèi)傳來(lái)的MRI信號(hào).