磁体孔径的外圈的整个环形结构为低温真空容器，则磁体应由该容器，浸泡在液氮中的超导线圈，底座，顶部的输液管口，气体蒸发通道和电流引线组成；
低温真空容器：是超真空、超低温环境下工作的环状容器，内部依次套叠有冷屏、液氮容器和液氦容器，内外分别用高效能绝热箔包裹。
低温真空容器结构中：如图13-9所示
① 液氦容器——是核心，超导线圈就安装在液氦容器中，并被液氦所浸渍；
② 液氮容器：内外是高真空绝热层，形成液氦容器的第一道绝热屏障，在这两个真空层中
间还设置两个20K冷屏相伴，它构成第三道绝热屏障，起共同保冷液氦的作用，磁体侧壁内、外两侧的高效绝热箔亦可防热辐射侵入、构成第四道绝热屏障，最后磁体外层不锈钢外壳，构成第五道屏障；
1. 超导磁体特点
利用超导体在低温下的零电阻特性，在小截面上可通过非常大的电流，产生强磁场，因具高磁场,高稳定性,高均匀性,不耗电能,易达到所需孔径大小. 缺点：制造工艺复杂、成本高、消耗液氦、运行费高； （四） 混合磁体
1. 混合磁体结构：由上述两种以上的磁体构成，常为永磁型和常导型磁体组合； 2. 优点：产生较高磁场，功耗小； 3. 缺点：构造复杂、造价高
三、 磁体的匀场技术
由于任何磁体都不可能使整个有效孔空间内的磁场完全一致，同时也受周围环境影响，故在
磁体安装完毕后，尚对磁场进行物理调整称为匀场。
（一） 无源匀场——在磁体孔洞内壁上贴补专用的小铁片以提高磁场均匀性的方法。由于不使用
有源元件，故称无源匀场；
过程：磁体的励磁（充磁） 测场强数据 计算匀场参数 去磁 在相关位置贴补小铁片
贴上磁体内表面的小铁片是削弱磁场 （二） 有源匀场
在磁体孔洞内，除安装梯度线圈外，尚装有匀场线圈，弥补环境造成的磁场波动方法，提高磁场均匀性。
1. 有源匀场——适当调整匀场线圈陈列中各线圈的电流强度，使其周围局部磁场发生变化来提
高磁场均匀性。
主要利用匀场电源质量（高精度、高稳定度的专用电源） 2. 匀场线圈
由若干线圈分布在圆柱形匀场线圈骨架表面，构成以磁体中心为调节对象的线圈阵列。
第三节 梯度磁场系统
概念：指与梯度磁场有关的一切电路及器件
组成：梯度线圈、梯度控制器、数模转换器、梯度放大器和梯度冷却系统。
一、 梯度磁场的作用
使被检体在不同位置具有不同的共振频率，实现成像体素的选层和空间三维编码。 为MRI核心部件，直接与扫描速度和成像质量有关。
二、 梯度磁场的性能指标
包括：有效容积、线性、梯度场强度、梯度场变化率、梯度场启动时间。
1. 有效容积——均匀容积指线圈所包容的其梯度场能够满足一定线性要求的空间区域。位于磁
体中心。
梯度线圈的均匀容积越大，对成像区的限制就越小。 2. 梯度场线性——衡量梯度场平稳的指标；
线性好、梯度场越精确，影像质量就越好。 3. 梯度场强度——指梯度场能够达到的最大值，
梯度场强度大，磁场梯度大，可行超薄层面扫描，像素就越小，影像空间分辨力就越高； 4. 梯度场变化率和梯度上升时间
梯度变化率指单位时间内梯度场变化的程度；
梯度上升时间反映梯度场达到某一预定值的速度，速度快则时间短； 梯度场变化快，梯度上升时间短，扫描速度快，影像信噪比大。
5. 梯度场工作周期——在一个成像周期的时间内,梯度场工作时间所占的百分数。 （TR）成像周期：指MRI设备采集一次数据所需的时间；
例：梯度场的工作时间为25%，它在成像周期的25%时间里导通工作，在75%的时间里处于等待冷却之中；
梯度场工作周期越大，成像技术快，多层成像技术好。
三、 梯度线圈——用来产生梯度磁场的结构
MRI设备需X、Y、Z三个相互正交的梯度磁场作为影像重建的空间定位依据，这三个梯度场分别由三个梯度直流线圈来产生，即GX、GY、GZ,三组被封在用纤维玻璃制作的大圆筒里面。 1． Z向梯度线圈
图13-13示，线圈的直径约为两线圈距离的1.15倍，当取两线圈的距离为线圈半径的1.75倍时，可得最均匀最好的线性磁场；
在两线圈中分别通反向电流，两端线圈产生不同方向的磁场，一端与BO同向（BO为主磁场中心磁感应强度），另一端与BO反向，故可加强和削弱BO的作用； 2． X向梯度线圈和Y向梯度线圈 （1） 直线系统，用四根适当放置的导线通过电流便可产生所需梯度，产生的磁场在几何形
状确定的前提下只与线圈的电流有关，该系统不能产生非常均匀的梯度场，只不过在磁体腔内占空间小.
（2） 鞍形线圈：两对鞍形线圈绕成圆弧而不是平行的直线，鞍形线圈不产生Z方向磁场而
影响梯度场，增加鞍形线圈的对数可提高梯度场线性度。
四、
将GY旋转90°可得到GX。
梯度场发生系统——产生梯度磁场的系统
1． 梯度控制器（GCU）——按系统主控单元的指令，发出所需梯度的标准数字信号给数模转
换器；
2． 数模转换器（DAC）——将数字量变为模拟量输出的器件，其分辨力由输放端的二进制数
位数来决定；
工作程序：DAC收到GCU发表的标志梯度电流大小的代码后 立即转换成相应的模拟电压控制信号 用线性好、零点容易调节的集成运算放大器进行预放大。
3． 梯度放大器——将来自DAC的模拟信号转换成输出信号；
如果该信号的最大值为5V，梯度电流最大值为200A，则当数模转换器输出为0.5V时，梯度放大器应输出20A电流。
五、 保障系统 1. 梯度冷却系统
梯度线圈工作时产生大量的热，有烧毁梯度线圈可能，常采用冷却（水冷和风冷）措施来预防； 2. 涡流补偿系统
涡流：梯度磁场切换时，变化的磁场在周围导体中感应出圆形电流称涡流，它产生与梯度线圈相反的磁场，从而削弱梯度磁场，影响影像质量；同时涡流消耗的能量又变为焦耳热，增加液氦的消耗。
克服涡流的负面影响的措施
① 在梯度电流输出单元中加入RC网络，对梯度电流进行补偿；
② 在梯度线圈与磁体间增加一个梯度线圈同轴的辅助梯度线圈，但电流方向相反，且同时通断； ③ 使用高电阻材料制造特殊的磁体，以阻断涡流通路。
（RF）
第四节 射频场系统
概念：实施射频激励并接收和处理射频信号的一系列结构。
作用：椐扫描序列要求发射各种翻转角的射频波，接收成像区内氢质子的共振信号。 系统结构：
一、 射频脉冲——由射频线圈发射
受检体内的氢质子要在静磁场BO中发生磁共振，必须在BO的垂直方向加入射频场B1（B1是射频线圈以射频脉冲波的形式发出的）； 脉冲分类：椐时域脉的频谱来分：
① 强而窄的脉冲，其谱带较宽，叫硬脉冲，常用于非选择性激励； ② 弱而宽的脉冲，其谱带较窄叫软脉冲，常用于选择性激励。 方波脉冲的激励范围由脉宽（脉冲持续时间）所决定.
凡脉冲越宽，覆盖的频率范围越窄，脉冲的选择性越好，脉冲越窄，覆盖的频率范围越宽，脉冲的选择性越差。
二、 射频线圈
（一） 射频线圈的功能——发射和接收两功能
1. 发射：辐射出一定频率和功率的电磁波，以使被检体内的氢质子受激励而发生共振； 2. 接收：指检测被激氢质子的进动行为，即获取NMR信号；
3. 工作原理：在射频激励过程中，将射频功率转换为在成象空间横向旋转的射频磁场B1；在信
号接收阶段，射频线圈以及相关的前置放大器又将磁化矢量M的变化转变为电信号。故射频线圈具有双重功能。
（二） 射频线圈的主要技术参数
1. 信噪比（S/N）
编号13：第十三章 磁共振成像设备 - 图文
