mri设备详细介绍

销售 · 发表于 2006-1-15 01:43

第十三章  mri设备
mri设备是利用生物体的磁性核（主要是氢核）在磁场中所表现出的mr特性来进行成像的设备。随着超导技术、磁体技术、电子技术、计算机技术和材料科学的进步，mri设备得到飞速的发展。mri设备已成为最先进、最昂贵的现代化诊断设备之一。mri设备既是评价医院综合能力的一项重要指标，又是医院现代化程度和诊断水平的标志。我国现有600多台mri设备正在运行，并以每年几十台的速度增长（含临床应用型和临床研究型）。本章将以临床应用型永磁开放式mri设备为例，系统地介绍mri设备的构成和工作原理。
第一节  概述
一、发展简史
mr现象于1946年第一次由布洛赫（f.bloch）领导的斯坦福大学研究小组和伯塞尔（e.purcell）领导的哈佛大学研究小组分别在水与石蜡中独立地观察到。因此，布洛赫和伯塞尔共同获得了1952年的诺贝尔物理学奖。随后，人们利用mri技术进行了多领域的应用。mri设备早期集中在物理和化学方面，用来确定化学成分、分子结构和反应过程。1967年，第一次用mri设备测试人体活体。
1971年，达马丁（damadian）发现了mri的一个重要参数—t1。肿瘤组织的t1值远大于相应正常组织的t1值。此结果预示着mri设备在医学诊断中的广阔应用前景。
1973年，受ct图像重建的启示，纽约州立大学的劳特布尔（lauterbur）在《nature》杂志上发表了mri设备空间定位方法（均匀静磁场上迭加梯度磁场）。利用mri模型（两个并排在一起的充水试管）的四个一维投影，成功的获得了第一幅mri模型的二维图像。
1974年，曼斯菲尔德（mansfield）研究出脉冲梯度法选择成像断层的方法。
1975年，恩斯特（ernst）研究出相位编码的成像方法。
1977年，爱特斯坦（edelstein）、赫切逊（hutchison）等研究出自旋扭曲（spin warp）成像法。
1977年，达马丁完成了首例动物活体肿瘤检测成像，并获得首张人体活体mri设备图像。
1980年，阿勃亭（aberdeen）领导的研究小组发表了利用二维傅立叶变换对图像进行重建的成像方法。该成像方法效率高、功能多、形成的图像分辨力高、伪影小，目前医用mri设备均采用该算法。
1983年，mri设备进入市场。
mri设备具有对软组织成像好的优点。把大量的波谱分析技术运用到医用mri设备上，使mri设备不仅可获得解剖学信息，而且可获得其他方面的信息，如生理和生化方面的信息。
二、主要特点及临床应用
mri与ct各有优点，可以互相补充。表13-1为mri设备与ct扫描机的性能比较。表13-2为mri设备与ct扫描机的临床应用比较。通过mri设备与ct扫描机的性能比较和临床应用比较，可以看出：mri设备的优点为：①多参数成像，可提供丰富的诊断信息；②人体氢核含量高，高对比成像；③任意方位体层、三维成像；④不用对比剂，就可进行磁共振血管造影（magnetic resonance angiographies）；⑤无骨伪影干扰，后颅凹病变清晰可辨；⑥无电离辐射；⑦可使mri设备用于介入治疗,建立智能手术室，进行手术导航。mri设备的缺点为：①扫描速度慢；②易出现运动、流动伪影；③定量诊断困难；④对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感；⑤禁忌症多。

表13-1  mri设备与ct扫描机的性能比较

性能特点 mri设备 ct扫描机
信息载体 mri信号（发出所吸收的射频能量信息）穿过组织的x线
体内信息源质子密度、t1、t2驰豫时间及液体的流动窄束x线的减弱程度或透射连续x线的强度分布
采用的电磁波射频波（无线电波）连续x线
电磁波频率特定磁场下氢原子核的拉莫尔频率（小于100mhz） 3×1010～3×1014mhz
电磁波波长 3m以上（米波段）约10–10m(1&aring；)
使用的磁场静磁场和梯度磁场的叠加无
探测器及方法接收线圈的感应电流碘化钠（nai）、bgo（bigeo）、氙（xe）等
体层方向任意方向一般与体轴垂直
扫描机构电子机械或电子
数据采集方式多方向或单方向投影多方向投影
测量值可多参数成像，但不同机器所测参数值难以比较仅与线衰减系数相对应
图像重建方法以二维傅立叶变换成像法为主滤波反投影法、二维傅立叶变换重建法、卷积反投影法、迭代法等
有无电离辐射仅有射频辐射，
约10-7ev 有x线辐射，约104ev，可能引起的生物效应高
像素尺寸已达0.4mm
层面厚度 3d成像可达1mm以下螺旋ct已达0.5mm
每层面扫描
时间因扫描程序而异(epi
序列已达5ms) 1s左右（螺旋扫描可进一步缩短，超高速ct已达数＋ms）
图像重建时间 0.05ms <1s
实时成像功能已达到已达到

表13-2  mri设备与ct扫描机的临床应用比较

应用范围 mri设备 ct扫描机备注
软组织对比度高低 mri设备可行乳腺成像
半月板、肌腱、
软骨及椎间盘不使用对比剂，
清晰须使用对比剂，不清晰
脊髓显示清晰困难
白质和灰质极明显一般明显
出血可显示高度明显
钙化灶不敏感敏感
骨皮质病变不敏感敏感
骨伪影无有
心血管不