磁共振成像(MRI)系統(tǒng)

概述

　　磁共振成像(MRI)系統(tǒng)能夠提供清晰的人體組織圖像，系統(tǒng)檢測并處理氫原子在強磁場中受到共振磁場激勵脈沖的激發(fā)后所生成的信號。

　　氫原子核的自旋運動決定了它自身的固有磁矩，在強磁場作用下，這些氫原子將定向排列。簡單起見，可以把靜態(tài)磁場中的氫原子核看作一條拉緊的繩子。原子核具有一個共振頻率或“Larmor”頻率，具體取決于本地磁場強度。如同一條繩索在外部張力作用下發(fā)生共振。在典型的1.5T MRI磁場中，氫原子的共振頻率近似為64MHz。

　　適當(dāng)?shù)拇殴舱窦罨蛘呤荝F脈沖激勵(頻率等于氫原子核諧振頻率)能夠強制原子核磁矩部分或全部偏移到與作用磁場垂直的平面。停止激勵后，原子核磁矩將恢復(fù)到靜態(tài)磁場的狀況。原子核在重新排列的過程中釋放能量，發(fā)出共振頻率(取決于場強)的RF信號，MRI成像系統(tǒng)對該信號進行檢測并形成圖像。

　　MRI成像系統(tǒng)原理框圖

　　靜態(tài)磁場

　　MRI成像需要把病人置于強磁場內(nèi)，形成有序的氫原子核。通常有三種方法產(chǎn)生磁場：固定磁鐵、磁阻(電流通過傳統(tǒng)的線圈)、超導(dǎo)磁鐵。固定磁鐵和磁阻產(chǎn)生的磁場強度一般限制在0.4T以下，無法達到高分辨率圖像所要求的場強。因此，大多數(shù)高分辨率成像系統(tǒng)采用超導(dǎo)磁鐵。超導(dǎo)磁鐵體積大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要把線圈浸入液態(tài)氦中，使溫度保持在絕對零度附近。