解放军文职招聘考试MR成像设备

 MR成像设备

MRI设备主要由五部分构成即：磁体系统，射频发射和接收系统，图像重建和显示系统，检查床及图像记录贮存系统和软件系统。

(一)磁体系统

1 主磁体  即用于产生静磁场的磁体，它是设备的主体部件，按其构造分为三种类型。

(1)永久磁体(permanent magnet)简称永磁型，此型主磁体采用永磁材料(如铁氧体)制成，其磁场强度衰减极慢，可视为永久不变，且有运行维护简单，无水电消耗，维持运行费用低；磁力线闭合，磁体漏磁小，磁场方向与人体长轴相互垂直，S-N极在人体上下方向，射频线圈的设备制作容易，填充因子大，线圈的效率高；对磁体间即扫描室场地和周围环境的要求较低等优点。但其亦具有磁体笨重、占地大、永磁材料昂贵；磁体受环境温度的影响大，磁场均匀度的稳定性较差，周围环境稍有变化，磁场内各部位的场强就发生变化，使磁场均匀度破坏，导致图像质量下降；且由于受设计和制造上的制约，永磁磁体的场强较低，一般最高不超过0.3T。

最初MRI设备应用永磁型磁体较多，后随超导型磁体的大量应用，用量曾一度下降。近来，各医疗器械公司开发出一种所谓开放式(open style)MR扫描机，采用永久磁体，或用阻抗式磁体，或二者混合共同，可将监护抢救设备置于MR扫描机旁，扫描时家属可在床边陪同，应用专用穿刺针、导丝和导管等，可作MR介入治疗，为今后MRI机的一个发展方向，故应用永磁型磁体的数量又有所回升。

(2)阻抗式磁体(resistive magnet)又称常导型磁体，系常温下，应用励磁电流通过线圈产生磁场。此型磁体又大致分为三种：空芯磁体、铁芯磁体(线圈中心插有铁棒)和电磁永磁混合型磁体。阻抗式磁体有制造安装容易、造价低廉等优点，但磁场的均匀度和稳定性均较差，故图像质量较差，开机后电磁体耗电量大，磁体运行中产生较多热量，主要依靠水冷却，需水量亦较大，故维持运行费用高。目前，此型磁体已很少应用，其磁场强度亦较低，一般不超过0.3T。

(3)超导磁体(superconductive magnet)该型磁体亦为电磁体，将其置于液氦之中，达绝对零度(-273摄氏度)，此时线圈处于超导状态，其电阻为零。超导体磁体配有一个励磁电源，当励磁电流使磁场达预定值后，将超导磁体开关闭合，励磁电源去掉，电流在闭合的超导线圈内几乎无衰减地循环流动，产生高强稳定的磁场。此型磁体的优点是磁场稳定性好，室温的波动对磁场几乎没有影响，故所获图像质量好，并且可获很高的磁场强度，一般临床应用的MR机可达2.0T，实验室用可达8.0T。缺点有：运行需消耗一定量的液氦，致维持运行费用较高，但近年各公司致力于降低液氦蒸发量的研究，液氦消耗已下降至相当低的水平，可达0.1～0.2l/h，，有的公司还推出首次充填后，永不填加液氦的磁体。该型磁体应用最广泛，占主导地位。

无论何种磁体，其中心部位均有一孔径，以便由检查床送入病人，进行扫描。

2 梯度场  包括梯度线圈和梯度电源两部分。梯度线圈共有三组，在三个互相垂直的方向上产生梯度场。梯度电源包括梯度脉冲发生器和功率放大器，梯度电源在主计算机控制下进行工作。

3 匀场系统  匀场系统包括匀场线圈和匀场电源两部分，通常主磁体的匀场线圈有十几对，甚至更多，以补偿主磁体的不均匀性。也有用永磁材料辅助匀场的。主磁体均匀度应优于10ppm。

(二) 射频发射和接收系统

射频的发射和接收都在计算机的控制之下进行。发射系统包括：信号源，用以产生射频信号，先形成脉冲及加工处理，再经功率放大器放大，最后由发射线圈向人体发射射频信号。射频接收系统包括接收线圈，接收人体发射的MR信号，经功率放大器和模/数(A/D)转换器转换成数字信号，输入计算机作成像处理。接收线圈包括体线圈、头线圈和各种表面线圈。心脏大血管MR扫描应用体线圈多，但表面浅圈有两个突出的优点：①充填因子大，接收MR信号的效率高，可增加信/噪比，提高图像的质量；②可明显提高空间分辨率，对微小病变的观察十分有利。

(三)图像重建及显示系统

该系统将输入计算机的数字信号进行处理，重建图像，并对图像加工处理，最后存贮和显示图像，其硬件主要包括：

1 计算机，属高档小型计算机，它是整个扫描机的中枢，图像重建、显示、存贮均由其控制进行。此外，还包括阵列处理机和海量存贮器等。

2 高分辨率监视器，与操作台或称工作站(work station)结合在一起。医生或技术人员通过操作台控制整个扫描机工作，除监视器用以显示文字指令、程序菜单和MRI图像外，还可配有键盘及若干功能键、选择调节旋纽、跟踪球等，也可配置鼠标器，或视频触摸屏，操作MRI扫描机采用人机对话方式。近年有操作简化、预设置增多的趋势，使操作更方便、简单、快速。

(四)检查床及图像记录存储系统

1 MRI扫描机配有能垂直升降和水平移动的检查床，使病人方便地出入磁体。该床带有激光定位器，用无磁材料制造，一般有电视监视系统，以便于扫描过程中监护病人，通讯对讲机，使医生随时与病人对话，病人如有不适，也可通过呼吸铃通知医生。有的机型，检查床边还配有用无磁材料制造的输液架。

2 图像贮存记录系统，包括计算机本身的磁盘，以及配置的激光盘，或可读写重复使用的光磁盘、磁带机等，用于贮存图像。临床多用胶片贮存MRI图像资料，MRI扫描机还配有激光打印机或多幅照相机，同时接连小型自动洗片机，可明室下自动洗出干片。

(五)软件系统

MRI机的运行均由软件系统来实施。购买机器时，随机带有软件系统，由于MRI技术发展迅速，软件系统更新较快，一般8～10个月升级一次。借助软件升级，MRI扫描机的功能将不断提高和完善。