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? ? ? ? ? ? ? ? -------青花瓷講師團

本節主要介紹主磁體系統的分類。? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

前面“磁共振理論”中講解的磁共振現象的過程，即給處于主磁場中的人體組織一個射頻脈沖(RF)，并且射頻脈沖的頻率與人體內氫質子的進動頻率相同，RF將能量傳遞給處于低能級的氫質子，使處于低能級的氫質子獲得能量躍遷到高能級，關閉射頻脈沖后，高能級氫質子再釋放能量恢復到低能級的過程。

? ? 這個過程的實現需要磁共振成像儀的硬件支持，其中主磁場需要主磁體的支撐，射頻脈沖由射頻系統提供，氫質子進動頻率的選擇需要梯度系統的作用，MR信號即高能級氫質子恢復到低能級過程中釋放的能量需要接收線圈來采集，但是該信號需要整合一系列的硬件設施及相關數據的轉換才能產生圖像。

磁共振硬件

磁共振的硬件主要有主磁體、射頻系統、梯度系統、冷卻系統、存儲系統及計算機系統等。

本章主要講解主磁體、射頻系統、梯度系統及冷卻系統的知識及其性能的相關評價指標，計算機系統不再涉及。

第一節?主磁體系統

一、主磁體系統種類

????主磁場B0是通過主磁體產生的，也就是我們平常看到的磁共振儀上的帶有大孔的硬件設備。磁共振設備的主磁體按磁場產生原理分為三種類型，即永磁體、常導磁體及超導磁體。目前常導磁體由于其穩定性太差，基本淘汰，臨床上使用最多的是超導磁體，其次是永磁磁體。

(一)永磁體

????永磁體是由永久磁鐵的磁磚拼砌而成，常用的永久磁鐵有鐵氧體或釹鐵等，其優點是造價和維護費用相對較低，目前比較常用的是0.35T的永磁磁共振，國內的永磁場強最高達到了0.7T以上。永磁體機器存在很大的缺點，如場強低；磁場穩定性和均勻性較差；磁場不能關閉，一旦有金屬被吸附上去就會影響均勻度，進而影響圖像質量。

(二)常導磁體

????常導磁體，是由鋁或者銅導線按照一定的規律纏繞成幾組圓筒狀的線圈構成，常溫下通電即可產生磁場。大量導線的存在會形成明顯的電阻，大量消耗電能；此外電阻能夠產熱，因此需要大量的循環水進行冷卻，維護費用高。在實際應用中，常導磁體場強較低，基本在0.2-0.4T之間，其磁場均勻性受外界環境影響較大。

(三)超導磁體

????超導磁體系統是利用超導體線材繞制而成，能夠產生強磁場。其中最常用的超導線圈是由表面鍍有鈮鈦合金的銅線組成。超導磁體的組成由內到外依次為超導線圈、液態氦、真空套、液態氮、真空套以及循環水(下圖)。最內層的線圈在超低溫的液氦環境中，鈮鈦合金電阻消失，線圈不再消耗電能，發生超導現象。

超導磁體結構圖

a：超導線圈；b：液態氦；c：真空套；d：液態氮；e：真空套；f：循環水。

目前超導磁體在臨床上應用廣泛，最常見的是1.5T與3.0T，其優點是場強高，磁場的穩定性高，均勻度高，受外界溫度影響較小。其缺點主要是制作成本及維護成本高，需定期補充液氦等。

液氦的揮發程度是超導磁體的一個重要指標。液氦的消耗主要與冷頭有關，一旦冷頭停止工作，液氦將大量揮發，當液氦水平面低于65%時，則需要補充液氦，現在很多廠家已經研制出了“液氦零消耗”的磁共振儀并被廣泛應用于臨床，大大降低了液氦的消耗，延長了液氦的補充周期，可以半年甚至幾年補充一次液氦。

永磁體及超導磁體圖a為GE公司SIGNA EXCITE 0.35T GE HCHS 永磁磁共振掃描儀，圖b為Siemens公司3.0T超導磁共振掃描儀

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總結

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