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[分享] MRI技师必须知道的磁共振软硬件知识

admin 发表于 2018-11-18 07:09:45 | 显示全部楼层 [复制链接]
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学习磁共振技术,首先需要了解磁共振的软硬件的组成,下面仅仅从应用的层面介绍一些磁共振操作技师必须知道的软硬件知识。
磁共振系统的组成
磁共振成像设备主要由主磁铁、梯度系统、射频系统、计算机系统及其他的一些辅助设备等五大部分组成。目前临床上使用的绝大部分磁共振为超导磁共振,下面超导型磁共振为例。
主磁铁
主磁铁(超导线圈)密封在装载液氦容器内(温度4.2K)建立超导,常用的1.5T高场强和3.0T超高场强
主磁场作用:产生场强
超导磁共振的优点:可获得高场强、低功耗、高稳定性、良好的均匀性。
超导磁共振的缺点:购买/维护成本高。
评价性能指标:场强强度、主磁场稳定性、主磁场均匀性、主磁场的有效长度及孔径
梯度系统
梯度系统的组成:梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控制器、梯度冷却系统等。
梯度系统的作用:产生线性变化的梯度场。

梯度线圈安装在主磁铁内,分别有X、Y、Z轴的三组梯度线圈,对图像的空间定位等。
梯度磁场的作用:产生MR回波信号、进行MR信号的空间定位编码及流动液体的流速相位编码、DWI成像时,施加扩散敏感梯度场
评价指标:梯度场强、梯度切换率。
射频系统
射频系统的组成:射频发生器、射频放大器和射频线圈。MR所有的梯度和射频的控制及通讯等都由机房内集成的单元模块完成,该单元是MR最常出现故障的部件。临床应用接触的主要是射频线圈。
射频线圈的作用:产生或接受射频信号。
射频线圈的分类:磁共振线圈按照发展时间顺序,从低级到高级可以简单分为4种类型,鸟笼(正交)线圈、表面线圈、相控阵表面线圈及一体化相控阵表面线圈。
鸟笼式(正交)线圈
鸟笼式(正交)线圈是磁共振最早出现的线圈之一,此种线圈既既可发射又可接收射频信号
该线圈优点:发射的射频均匀性好
缺点:接收信号信噪比差,且不能进行并行采集,成像速度慢
这种线圈作为接收成像线圈渐渐淡出市场,目前主要还在在一些低端或旧机型磁共振中使用
表面线圈
表面线圈几乎都是单通道,根据不同的解剖部位可分为多种表面线圈。
表面线圈优点:紧贴成像部位进行成像,其信噪比大大提高
表面线圈缺点:该线圈包裹范围有限,扫描视野严重受限。无法进行并行采集加速,扫描速度较慢
相控阵表面线圈
为了加快扫描速度及成像范围,把多个表面线圈拼接在一起,构成了一个大线圈,即相控阵线圈。该线圈既具备表面线圈的信噪比,又大大扩大了表面线圈的覆盖范围。
根据扫描部位不同,相控阵线圈可以分为相控阵头线圈,相控阵脊柱线圈,相控阵体线圈等,根据其通道数不一样,可以分为4通道,8通道,16通道,32通道等,其通道数越多成像速度越快。
相控阵表面线圈优点:信噪比较高,每个线圈单元都可单独传递信号,构成了多通道传输,可并行采集以大大提高扫描速度,在扫描时选择加速因子越大其扫描速度越快。
相控阵表面线圈缺点:相控阵线圈体积较大,由于不同相控阵线圈用于人体不同部位扫描,在临床应用中需根据扫描部位更换其线圈,费时费力。
一体化相控阵表面线圈
为了解决在临床应用中需根据扫描部位跟换其线圈便产生了一体化相控阵表面线圈,该线圈系统与磁共振高度整合,在扫描床内嵌入高密度线圈阵列,可根据扫描部位切换相匹配的线圈单元组合(该图片收集自网络)。
此种线圈系统最早由西门子公司设计并制造,并在2003年应用于临床,取名叫Tim线圈系统,到目前为止已经发展到第四代(Tim4G)线圈系统。
计算机及其他辅助系统
计算机及其他的辅助系统主要包括,操作的计算机软硬件,后处理工作站,制冷系统,空调系统、图像拷贝系统(基本已淘汰)等。
目前医疗系统大多采用Linux和Window系统,Windows系统更加注重图形界面(GUI),该系统与日常使用的个人电脑相似,桌面式图标操作,而Linux系统更加注重指令界面,大部分的操作需要使用Command window 窗口式的命令操作。
MR操作技师需要熟悉掌握设备软硬件的操作,如IP地址的修改;屏幕截图;修改系统时间等,还需掌握处理MR常见故障的能力,能够在第一时间处理一些简单的故障,节省时间,提高效率。例如在梯度单元出现问题时,利用交换位置排除法判断出现问题的梯度单元;在中断扫描时,能够初步判断是软件还是硬件问题;能够使用一些简单的代码命令;利用常见命令对一些常见故障进行处理恢复。
如某系统的时间更改命令:
Command window 窗口:
su 回车
operator回车
date空格月/日/时/分/年 回车
exit

再如某系统的在断电后无法打印胶片处理恢复命令:
Command window 窗口:
su 回车
operator回车
cd/export/home/extra_tmp/sd回车
ls_al回车
rm -f *.xml回车/rm prspooler.xml回车/rm prshistory.xml回车
exit
当然,现在很多设备对用户的权限是分级的,很多都设置了相应的密码,你必须取得相应的维修权限。每一台MRI设备内置的软件包及扫描序列不一样,这需要根据用户的需求进行选装,越是高级的序列或后处理程序需另增加费用加装的,就跟你买手机。买汽车一样,越是高配的越贵。如对MR软硬件的相关知识感兴趣的可以到厂家的相关网站下载其对应机型的资料(一般在该厂家的英文网站可免费下载)。

参考文献:
杨正汉, 冯逢, 王霄英. 磁共振成像技术指南[M]. 人民军医出版社, 2007.

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