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硬件设施(放射沙龙特邀专家杨正汉:带你认识磁共振硬件设施——梯度系统)

2023年12月04日 靓嘟嘟 浏览量:

大家应该深有体会:在医学影像成像的各种技术当中,磁共振成像的原理的确难以理解,非常复杂!但由于磁共振成像原理真的非常重要,作为一名优秀的技师或一名优秀的医师,或者是一名磁共振成像的研究者,我们都必须首先掌握好磁共振成像的基本原理。


想要真正掌握磁共振原理,首先需要了解磁共振的硬件的组成;而它的硬件设施主要有主磁体、射频系统、梯度系统、冷却系统、存储系统及计算机系统等,今天我主要给大家讲讲梯度系统。

梯度系统有梯度放大器与线圈;梯度放大器一般放在设备机房中,平时医生技师都不常接触,通常工程师会接触;梯度线圈我们也是看不见的,那么它装在哪呢?


它通常装在磁体内,磁体打开后,里面是梯度线圈(见上图)。那么梯度系统有什么作用呢?它的作用有很多,如:磁共振信号的空间定位、读出信号、扩散梯度场、流动补偿、流速编码等都需要梯度系统来完成。



谈到梯度,大家是不是就想到爬楼梯那样一级一级的?

其实完全不是这样!


我们所谓的梯度实际上是一个线性变化的斜披,一头磁场强度较高,而另一头磁场强度呈线性的逐步降低。


那么这种梯度磁场是怎么产生的呢?


我们来看一个示意图(上图),上图是一个人体已经被割到磁共振主磁体中,这个主磁体我们叫B0,比如说这个磁场是1.0T或1.5T,那么人体组织就能感受到这个磁场强度了。梯度线圈是一个绕式方式比较特殊的线圈,流经头侧跟足侧,它的电流方向恰好相反;当电流流经头侧线圈的时候,根据右手法则,我们看到它产生的磁场与主磁场的方向是一致的,所以两个磁场相互叠加,头侧的磁场强度稍微增高;而当电流流经足侧时,线圈电流方向产生的磁场正好与外磁场方向相反。因此,它会把主磁场的强度抵消一部分,因此,它的磁场强度会下降,从而形成从头侧到足侧从高到低线性变化的梯度磁场。


同样道理,我们在人体的上下方向就是刚才的方式;那么在人体的前后方向我们叫外轴,左右方向叫X轴,同样道理产生的X、Y、Z三个方向的磁场坡度。

梯度系统是磁共振设备非常重要的硬件。我们可以把梯度系统形容成MR的引擎统,所以它的性能会决定MRI的成像速度,同时梯度系统是要对信号进行空间定位的,我们也可以把它形容成MR的北斗系统;当然梯度系统也有一些问题;做过磁共振的都知道,在磁共振的检查过程中,噪音特别大,这个声音就是因为梯度切换过程产生的震动而发出的;梯度系统有2个最重要的性能指标,叫梯度场强与梯度切换率。


磁共振成像的原理难且复杂,并非看完一两篇文章就能学会的;因此,我为大家录制了《磁共振成像原理》课程,它共有6堂课,围绕10个知识点循序渐进为大家详尽剖析磁共振成像的基本原理,重点难点总结归纳标注,通俗易懂!


希望大家通过系列课的学习,扎实稳健的全面掌握磁共振成像的原理!

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