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-------青花瓷讲师团

本节主要介绍主磁体系统的分类。 

前面“磁共振理论”中讲解的磁共振现象的过程，即给处于主磁场中的人体组织一个射频脉冲(RF)，并且射频脉冲的频率与人体内氢质子的进动频率相同，RF将能量传递给处于低能级的氢质子，使处于低能级的氢质子获得能量跃迁到高能级，关闭射频脉冲后，高能级氢质子再释放能量恢复到低能级的过程。

这个过程的实现需要磁共振成像仪的硬件支持，其中主磁场需要主磁体的支撑，射频脉冲由射频系统提供，氢质子进动频率的选择需要梯度系统的作用，MR信号即高能级氢质子恢复到低能级过程中释放的能量需要接收线圈来采集，但是该信号需要整合一系列的硬件设施及相关数据的转换才能产生图像。

磁共振硬件

磁共振的硬件主要有主磁体、射频系统、梯度系统、冷却系统、存储系统及计算机系统等。

本章主要讲解主磁体、射频系统、梯度系统及冷却系统的知识及其性能的相关评价指标，计算机系统不再涉及。

第一节 主磁体系统

一、主磁体系统种类

主磁场B0是通过主磁体产生的，也就是我们平常看到的磁共振仪上的带有大孔的硬件设备。磁共振设备的主磁体按磁场产生原理分为三种类型，即永磁体、常导磁体及超导磁体。目前常导磁体由于其稳定性太差，基本淘汰，临床上使用最多的是超导磁体，其次是永磁磁体。

(一)永磁体

永磁体是由永久磁铁的磁砖拼砌而成，常用的永久磁铁有铁氧体或钕铁等，其优点是造价和维护费用相对较低，目前比较常用的是0.35T的永磁磁共振，国内的永磁场强最高达到了0.7T以上。永磁体机器存在很大的缺点，如场强低；磁场稳定性和均匀性较差；磁场不能关闭，一旦有金属被吸附上去就会影响均匀度，进而影响图像质量。

(二)常导磁体

常导磁体，是由铝或者铜导线按照一定的规律缠绕成几组圆筒状的线圈构成，常温下通电即可产生磁场。大量导线的存在会形成明显的电阻，大量消耗电能；此外电阻能够产热，因此需要大量的循环水进行冷却，维护费用高。在实际应用中，常导磁体场强较低，基本在0.2-0.4T之间，其磁场均匀性受外界环境影响较大。

(三)超导磁体

超导磁体系统是利用超导体线材绕制而成，能够产生强磁场。其中最常用的超导线圈是由表面镀有铌钛合金的铜线组成。超导磁体的组成由内到外依次为超导线圈、液态氦、真空套、液态氮、真空套以及循环水(下图)。最内层的线圈在超低温的液氦环境中，铌钛合金电阻消失，线圈不再消耗电能，发生超导现象。

超导磁体结构图

a：超导线圈；b：液态氦；c：真空套；d：液态氮；e：真空套；f：循环水。

目前超导磁体在临床上应用广泛，最常见的是1.5T与3.0T，其优点是场强高，磁场的稳定性高，均匀度高，受外界温度影响较小。其缺点主要是制作成本及维护成本高，需定期补充液氦等。

液氦的挥发程度是超导磁体的一个重要指标。液氦的消耗主要与冷头有关，一旦冷头停止工作，液氦将大量挥发，当液氦水平面低于65%时，则需要补充液氦，现在很多厂家已经研制出了“液氦零消耗”的磁共振仪并被广泛应用于临床，大大降低了液氦的消耗，延长了液氦的补充周期，可以半年甚至几年补充一次液氦。

永磁体及超导磁体图a为GE公司SIGNA EXCITE 0.35T GE HCHS 永磁磁共振扫描仪，图b为Siemens公司3.0T超导磁共振扫描仪

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