MR成像基礎(chǔ)理論及成像原理(下)

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1、·使用工廠提供的專用勻場(chǎng)軟件依次輸入空間各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量數(shù)值，計(jì)算勻場(chǎng)參數(shù)，軟件會(huì)輸出勻場(chǎng)片尺寸選擇以及空間放置位置的具體方案；·安裝工程師依據(jù)上述方案，在軟件指定的專用卡槽的位置上插入指定尺寸的勻場(chǎng)片，并用無磁螺釘固定，進(jìn)行勻場(chǎng)操作；·勻場(chǎng)操作過程需要反復(fù)進(jìn)行多次，為了達(dá)到理想的磁場(chǎng)均勻性，一般需貼補(bǔ)數(shù)十個(gè)勻場(chǎng)片才能達(dá)到設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求。一般1.5TMRI設(shè)備的被動(dòng)勻場(chǎng)工作需要一個(gè)工作日，而3.0TMRI設(shè)備則可能需要數(shù)天才能完成。⑷被動(dòng)勻場(chǎng)安全規(guī)范勻場(chǎng)片在場(chǎng)強(qiáng)為2.0T的磁體孔洞內(nèi)，磁體對(duì)它的作用力將會(huì)增至其自身質(zhì)量的200倍，即重100g的勻場(chǎng)片在磁體中將承受20kg的磁力作用。因此，勻場(chǎng)操

2、作前后，應(yīng)嚴(yán)格遵守安全規(guī)范。例如，勻場(chǎng)時(shí)磁體附近只留一人操作；勻場(chǎng)人員必須戴厚手套，穿專用工作服和工作鞋，佩戴防護(hù)眼鏡等；每次只處理一小塊鐵片；勻場(chǎng)過程當(dāng)中以及前后要徹底清理現(xiàn)場(chǎng)等。3.2.6.3主動(dòng)勻場(chǎng)和勻場(chǎng)線圈任何磁體都不會(huì)產(chǎn)生絕對(duì)均勻的磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)的不均勻性會(huì)降低MRI系統(tǒng)的性能，因此可使用均勻線圈以補(bǔ)償因不可控制的環(huán)境因素及其他不可避免的因素所引起的主磁場(chǎng)的非均勻性和缺陷，以使主磁場(chǎng)更均勻。主動(dòng)勻場(chǎng)（activeshimming）又稱為有源勻場(chǎng)，是指利用勻場(chǎng)線圈（shimmingcoils）通以電流，產(chǎn)生小磁場(chǎng)，并通過適當(dāng)調(diào)整勻場(chǎng)線圈陣列中各線圈的電流強(qiáng)度，使其周圍的局部磁場(chǎng)發(fā)生變化來

3、調(diào)節(jié)改善靜磁場(chǎng)的不均勻性，以提高靜磁場(chǎng)整體均勻性的過程。在每次MRI掃描前還可主動(dòng)調(diào)整，以進(jìn)一步提高磁場(chǎng)的均勻性。勻場(chǎng)線圈的制作非常精細(xì)，其作用范圍也比較局限。因此，通過主動(dòng)勻場(chǎng)可獲得磁場(chǎng)高度均勻的成像空間。主動(dòng)勻場(chǎng)是對(duì)磁場(chǎng)均勻性進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)的方法。在表3-1中可看到0.35T、1.5T和3.0TMRI設(shè)備磁場(chǎng)均勻性的典型數(shù)值。⑴勻場(chǎng)線圈勻場(chǎng)線圈一般位于磁體中心，梯度線圈之外，多由鈮鈦（NbTi）合金制成。勻場(chǎng)線圈分為超導(dǎo)型和常導(dǎo)型。超導(dǎo)型勻場(chǎng)線圈與主磁場(chǎng)線圈置于同一低溫容器中，其電流高度穩(wěn)定，且不消耗電能，屬于高品質(zhì)勻場(chǎng)手段。常導(dǎo)型勻場(chǎng)線圈使用廣泛，但要消耗能量，其勻場(chǎng)效果受勻場(chǎng)電源質(zhì)量的限

4、制。勻場(chǎng)線圈由若干個(gè)小線圈所組成。這些小線圈分布在柱狀勻場(chǎng)線圈骨架表面，構(gòu)成以磁體中心為調(diào)節(jié)對(duì)象的線圈陣列。由于線圈的大小不同，通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也不同，因而對(duì)主磁場(chǎng)的影響程度就不一樣。反映勻場(chǎng)線圈性能的主要參數(shù)有電流調(diào)節(jié)能力（ppm/A）、最大場(chǎng)強(qiáng)調(diào)節(jié)范圍（ppm）、以及勻場(chǎng)線圈數(shù)量。⑵勻場(chǎng)電源勻場(chǎng)電源質(zhì)量對(duì)于主動(dòng)勻場(chǎng)的效果起著至關(guān)重要的作用。勻場(chǎng)電源波動(dòng)時(shí)，不僅勻場(chǎng)目的達(dá)不到，主磁場(chǎng)的穩(wěn)定性也會(huì)被破壞。因此，在MRI設(shè)備中勻場(chǎng)線圈的電流均由高精度、高穩(wěn)定度的專用電源提供。這種電源不僅可通過設(shè)備控制面板進(jìn)行調(diào)控，也可通過標(biāo)準(zhǔn)硬件接口，由系統(tǒng)軟件進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整，并可設(shè)定遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。3.2.6

5、.4磁場(chǎng)測(cè)量磁場(chǎng)測(cè)量是MRI設(shè)備安裝階段的重要工作之一。所得數(shù)據(jù)不僅是勵(lì)磁和勻場(chǎng)工作的重要依據(jù)，也是幫助現(xiàn)場(chǎng)安裝工程師監(jiān)測(cè)新磁體運(yùn)行狀況的重要手段之一。磁場(chǎng)測(cè)量需要專門的設(shè)備和方法。⑴磁場(chǎng)測(cè)量儀器勻強(qiáng)磁場(chǎng)測(cè)量最常用的兩種方法是霍爾探頭法和磁共振法。高斯計(jì)（Gaussmeter）是專門用于磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）測(cè)量的儀器，按照測(cè)量方法可分為霍爾探頭高斯計(jì)和磁共振法高斯計(jì)。在磁共振成像系統(tǒng)的磁場(chǎng)測(cè)量中，磁共振法高斯計(jì)的使用最為廣泛。⑵磁場(chǎng)測(cè)量方案磁場(chǎng)測(cè)量在勵(lì)磁結(jié)束2～3小時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定值后再進(jìn)行。磁場(chǎng)測(cè)量常以一定直徑的、與磁體同心的球形空間為基準(zhǔn)或參照范圍。球體表面任意一點(diǎn)至磁體中心的距離相等，有

6、利于布置高斯計(jì)探頭，并容易建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算和表達(dá)。上述球形空間的直徑常用DSV（diameterofsphericalvolume）表示，并將上述球體直接稱為DSV。常用的DSV有10cm、20cm、30cm、40cm和50cm等幾種。在MRI微成像和波譜分析中，會(huì)用到更小的DSV。在磁場(chǎng)均勻性的測(cè)量中，高斯計(jì)探頭布置在不同直徑DSV的表面，以反映該DSV所在空間的磁場(chǎng)狀況。在DSV確定的前提下，測(cè)量點(diǎn)的選取方法常用的有9平面法（每圓周8點(diǎn)測(cè)量）、11平面法（每圓周12點(diǎn)測(cè)量）、23平面法（每圓周24點(diǎn)測(cè)量）等。磁場(chǎng)的基礎(chǔ)測(cè)量采用11平面法，這樣可為將要進(jìn)行的被動(dòng)勻場(chǎng)提供更多更準(zhǔn)確的勻

7、場(chǎng)信息。⑶高斯計(jì)使用注意事項(xiàng)磁場(chǎng)測(cè)量使用的儀器主要是高斯計(jì)或場(chǎng)強(qiáng)儀，其次是與之配套的探頭固定架和前置放大器等。磁場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果直接關(guān)系到MRI磁場(chǎng)勻場(chǎng)后最終的均勻程度。因此，僅有先進(jìn)的測(cè)量方法和測(cè)量儀器是不夠的，還必須正確使用磁場(chǎng)測(cè)量儀器。需要注意的事項(xiàng)有：①探頭固定架用膠木等非磁材料制成，起固定、旋轉(zhuǎn)和伸縮高斯計(jì)探頭的作用，使用時(shí)須緊固在與磁體相連接的檢查床面上。②高斯計(jì)主機(jī)箱不可置于磁體旁邊，應(yīng)