5.1.3 磁共振成像系统的组成
图5.15 FLAIR像示例
综上,采用磁共振成像系统进行临床检查,需要具备以下基本组成部分:①产生均匀磁场的磁体和磁体电源;②产生梯度磁场的线圈以及梯度场电源;③射频发射机及接收机;④成像操作和影像分析工作台;⑤系统控制和数据处理计算机;⑥可以活动的检查床。其中的物理部件包括产生磁场的磁体、产生梯度场的梯度场线圈、用于射频发射和信号接收的射频线圈。
主磁体用来使得被测组织产生均匀磁场B0,目前的设备以磁场场强是1.5 T以及3 T居多。磁感应强度、磁场均匀度(穿过单位面积的磁力线是否相同)、磁场的时间稳定性(静磁场B0随时间变化的程度)等对成像质量有重要影响。磁共振成像采用的磁体包括永久磁体、常导磁体和超导磁体三种。目前大多数MR成像系统采用超导磁体,磁感应强度通常在0.15~7.0 T之间。磁场强度越高,组织的磁化强度越高;产生的磁共振信号强度越强,信噪比就越高。
磁共振成像系统的梯度场线圈用来产生较弱的在空间上规律变化的磁场。这个随空间位置变化的磁场叠加在主磁场上,其作用是对MR信号进行空间编码,决定成像层面位置和成像层面厚度。主要评估参数包括有效容积(梯度线圈能够产生线性梯度磁场的空间大小)、线性、梯度场强度、梯度变换率(单位时间及单位长度内的梯度磁场强度变化量)和梯度上升时间[即Bmax/(tmax-t0),其中Bmax为梯度场场强稳定的最大值,tmax-t0为场强从0增加到最大的时间]等。有效容积越大,可成像区域越大;线性越好,图像质量越好。
磁共振成像系统通过射频线圈发射电磁波对人体组织的氢原子核进行激发,人体组织产生的MR信号通过射频线圈被检测。射频线圈中用于建立射频场的叫作发射线圈,被用于检测MR信号的叫作接收线圈。在MRI设备中,同一射频线圈可以在序列周期内不同的时间分别执行发射任务和接收任务,两个线圈正交放置,彼此独立不会引起相互干扰,可同时获取图像信号,从而增加信息量,提高图像质量,扩大扫描视野,这种情况下既是发射线圈又是接收线圈。