南国知心 发表于 2010-5-22 22:24:47

MRI主要性能指标

1.磁场强度它是指MRI设备的静磁场强度。静磁场强度可分为低磁场强度和高磁场强度。0.3T以下的称为低磁场强度,主要应用于永磁型MRI设备。1.0T以上的称为高磁场强度,主要应用于超导型MRI设备。
磁场强度对图像质量影响为:①对信噪比的影响(图13-1)。磁场强度增高,信号强度增高,信噪比提高(一般认为噪声电平不变)。信噪比的提高与磁场强度的增高不呈线性关系,靠增高磁场强度来提高信噪比是有限度的。②对对比度的影响。因磁场强度增高,T1变长,必须加长TR,才能获得高对比度的T1加权图像,这将导致扫描时间的延长,是不可取的。③对运动伪影和化学伪影的影响。因磁场强度增高,共振频率变高,自旋加快,同样运动的相位漂移变大,使运动伪影和化学伪影增多。另外,磁场强度高低与MRI设备的成本成正比。磁场强度增高,MRI设备的成本随之提高。
2.磁场均匀度它是MRI设备的一个很重要的指标。磁场均匀度在很大程度上决定着MRI设备的图像质量好坏。如MRI图像的信噪比(S/N)、空间分辨力(SR)和有效视野(field of view,FOV)的几何畸变。磁场均匀度用磁场不均匀度(ppm,百万分之一)衡量。磁场不均匀度越小,磁场均匀度越好。磁场不均匀度的数学定义为
磁场不均匀度(ppm)
式中:ppm为某一个限定的空间范围;B0为主磁场中心磁感应强度(Gs);∆B0为磁感应强度最大值与最小值的差(Gs)。
由上式可见,磁场均匀度与主磁场的大小有关。相同的ppm在不同的B0下,代表的偏差是不一样的。例如,同样是5ppm,在1.5T的MRI设备中,磁场均匀度的偏差为5×1.5×10–6T(0.0075mT),而在0.3T的MRI设备中,磁场均匀度的偏差为5×0.3×10–6T(0.0015mT)。另外磁场均匀度与测量空间的大小有关。测量空间一般为椭球体,300mm×350mm或350mm×400mm。测量空间越大,磁场均匀度越差。同样,磁场均匀度测量范围越小,磁场均匀度越好。
在MRI中,要进行空间编码(层选脉冲、相位编码和频率编码),就要在静磁场上迭加微弱的梯度磁场。静磁场均匀性越差,偏差越大,图像质量越差。而且如果静磁场不均匀,在迭加上梯度磁场后,层位信号将发生偏离,引起图像失真和畸变。
例如,中心磁场强度为3000Gs,梯度磁场强度为0.15Gs/cm。在20cm直径的球形体积内,静磁场的不均匀度为10ppm。那么,在X轴的几何失真为多大?如图13-8所示。
图13-8磁场不均匀产生的失真
∆B=(10×3000)÷106=0.03Gs
沿X轴的几何失真为∆X
∆X= =0.2cm
主磁体磁场均匀度越差,几何变形越大。
永磁体磁场均匀度由永磁材料、磁极表面的光洁度(抛光)和磁极表面的曲率决定。磁场均匀度的调整非常重要,也是非常细致的工作。磁场均匀度不是恒定不变的。例如,主磁体的搬动,周围铁磁物质环境的改变等,都将造成磁场均匀度的改变。所以,磁场均匀度的最终调整是在主磁体安装完毕后进行测量、调整的。并且要定期对主磁体磁场均匀度进行调整。以稀土元素合金钕铁硼(Nd-Fe-B)作为永磁材料的主磁体,其磁场均匀度由磁极表面的光洁度和磁极表面的曲率决定。调整磁场均匀度有两种方法:一种是改变磁极表面的曲率,一种是调整磁极间的气隙磁通密度分布。
3.磁场的稳定性它是保证MR图像的一致性和可重复性的重要指标。永磁体自身的衰减很少。受主磁体周围铁磁性物质、环境温度的影响,静磁场的磁场强度会发生变化(磁场漂移)。在1~2小时之内,一般要求磁场漂移小于5ppm。在1~8小时之内,磁场漂移小于10ppm。
4.主磁体的有效范围静磁场强度与主磁体的有效范围密切相关。主磁体的有效范围是指上、下磁极的直径和上、下磁极间的有效距离,即X轴、Y轴、Z轴三方向可容纳病人的最大尺寸。从技术上讲,增加主磁体的有效范围比提高磁场强度更难。

mingnr 发表于 2011-9-19 13:57:25

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