磁共振设备主要性能指标

1、主磁场：   

衡量主磁场的性能指标：磁场强度、均匀性、稳定性、有效孔径等。

（1）磁场强度：表示主磁场磁场强度的大小，单位是特斯拉（T）或高斯（G），1T=10000G，一定范围内增加磁场强度，可提高图像信噪比，但磁场强度也不是越高越好。

（2）均匀性：任何磁共振设备的磁场都不是绝对均匀，都存在着空间上的差异，磁共振设备的均匀性是MRI设备的重要指标之一，磁场不均匀就会导致信号丢失或几何畸变。

（3）稳定性：是单位时间内磁场的变化率，包括时间稳定性和热稳定性两类。磁场稳定性下降意味着单位时间内磁场的变化率增高，就可能产生相位差，最终导致产生图像伪影。

（4）有效孔径：指梯度线圈、匀场线圈及射频体线圈和内护板等安装完毕后形成的柱形空间。

2、梯度磁场：  

梯度磁场的主要作用是完成MR信号的空间定位，此外一些快速扫描序列及梯度回波也有赖于梯度场的作用。它的性能决定了扫描速度、空间分辨率以及图像几何失真度，良好的梯度性能也是一些特殊序列得以实现的前提。

梯度系统包括梯度控制器、数模转换器（DAC）、梯度放大器、梯度线圈和梯度冷却系统等。

衡量梯度磁场的性能指标：梯度场强、梯度切换率、梯度磁场的有效容积、梯度线性等。

（1）梯度场强：表示梯度磁场系统产生的磁场随空间的变化率，即单位长度内磁场强度的差别，单位是mT/m。

梯度场强=梯度场两端磁场强度差/梯度场的有效长度

（2）梯度切换率：指单位时间单位长度内的梯度磁场强度变化量，单位是mT/（m(ms），实际上也是梯度场强与梯度场从零升到最大值所用时间的比值。

（3）有效容积：又称均匀容积，指梯度线圈所包含的能够满足一定线性要求的空间区域。由于梯度线圈形状和尺寸限制，所以梯度磁场的有效梯度一般只限于磁体中心的附近区域，该区域外的梯度均匀性就会变差，所以在操作摆位中尽可能将成像范围置于有效容积内。

（4）梯度线性：梯度线性是衡量梯度场平稳性的指标，梯度场强的变化率在单位距离内是相同的，线性越好梯度场的精度越高。

3、射频系统  

利用射频线圈实施射频激励并接受和处理RF信号的功能单元。射频系统根据扫描序列的要求发射各种翻转角的射频波，而RF的宽度和幅度都是计算机和射频控制单元控制的。

构成：包括射频脉冲发射系统和射频信号接收系统。

（1）射频脉冲发射系统：射频脉冲发射系统的功能是在射频控制器的作用下，产生扫描序列所需的各种任意角度射频脉冲。在射频发射电路中，是通过连续调整B1的幅度来改变RF脉冲翻转角度的。

射频脉冲发射系统由发射线圈和发射通道构成；发射通道由发射控制器、混频器、衰减器、功率放大器与发射/接收转换开关等构成。

射频发射系统处于整个MRI系统的核心位置，其性能对MRI系统的成像功能与成像质量起着决定性的作用。近年来，新技术层出不穷，射频系统从开始的双通道发展到现在主流的8至32通道甚至64通道，并出现了双源和四源发射技术。这些技术与并行成像技术相结合，大大缩短了扫描时间同时又提高了信噪比和图像均匀性。

例如全数字化光纤磁共振成像谱仪，可实现至少8个并行发射通道与32个并行接收通道。

（2）射频信号接收系统：当射频脉冲关闭后，强化强度矢量将逐渐回到初始状态，此时射频接收线圈就会接收到一个自由感应衰减（FID）信号，这个信号由耦合电路进入前置放大器、接收门、中频放大器、检波器得到磁共振信号，再进行低放和滤波，检波器得到，最后再进行低放和滤波。

射频信号接收系统由接收线圈和接收通道构成；接收通道由低噪声放大器，衰减器，滤波器，相位检测器，低通滤波器，A/D转换器等构成。

相控阵线圈：可以简单的理解为由多个小表面线圈(单元)共同组成的一个均匀容积的大线圈。多单元的线圈组合可以更好的贴合扫描部位获得更高信噪比和分辨率的图像，同时可以获得更大范围的扫描图像。常见的相控阵线圈的通道数从2到32不等。这种多通道线圈通过多个单元分别获得各自的图像，最后通过合成校准后获得一幅高信噪比和分辨率的图像。原则上来讲线圈的通道数越多，可加速的因子会越大，成像速度会越快。但通道数越多很难将图像均匀度做得好，特别是在图像的中心区域；同时也更容易产生伪影。相控阵线圈的通道数并不完全等于线圈内的线圈单元数。

并行采集技术是通过在相位编码方向上进行相对规律的欠采样和空间的敏感度信息的图像重构来提高MRI成像速度的方法。在使用并行采集时为了减少成像时间，则只填充K空间的部分信息（减少相位编码步级）。在并行采集技术时，每个线圈单元只采集K空间（相位编码）的部分信息，至于K空间采集多少主要取决于并行采集的加速因子

压缩感知（Compressed Sensing）技术，是对一大类方法的统称，其基于在k空间的半随机、不完整采样，来实现图像数据的扫描加速。利用到非傅立叶变换和给中间过程图像设置阈值，最终的图像是通过一系列迭代过程得到的。技术要点包括：非相关欠采样；稀疏化变换；迭代重建等。CS方法在MRA(磁共振血管成像)、3D/4D MRI、动态对照增强分析（DCE）、以及心脏MR成像等方面体现较高应用价值。

4、计算机  

发挥着对梯度场的控制、射频脉冲的控制、图像的重建、图像的显示、信号的采集和数据运算等重要作用。以计算机为中心点，控制着射频控制、重建控制、显示控制与梯度控制，其中前三个与计算机双向作用，可将所得信号反馈给计算机进行处理。射频控制与射频接收双向作用，重建控制与阵列机AP相互作用，显示控制与显像设备相互作用；梯度控制分别控制着梯度形成、梯度放大与线圈。

5、其他辅助设备：  

为使磁共振设备正常使用，通常还需要其他设备辅助运行，例如：液氦及水冷却系统、PACS系统、检查台、空调与激光照相机等

6、功能软件：根据本院需求选配 

包括两部分：主机和工作站。

主机：

1、脉冲序列：具备各种常规和扩展的扫描序列，详见本公众号的文章：MRI常用脉冲序列简介

2、成像技术：脂肪抑制技术；化学位移成像；水成像；血管成像技术（TOF;PC；CE;ASL等）；DWI；体素内不相干运动IVIM；DTI；SWI；灌注（ASL；DSC；DCE）；MRS；定量技术（T1、T2和T2* mapping)；脂肪和铁含量测定；MRE弹力成像；零回波成像ZTE等；

3、扫描部位：颅脑和颈动脉CE-MRA；CE-MRV；动脉壁高分辨率成像；颅神经高分辨；血管4D-FLOW成像；流速定量（血流和脑脊液）；颈部软组织扫描技术；腹部动态增强扫描技术；乳腺；肺组织；心肌（心脏电影，灌注和延迟强化）；冠状动脉；全脊柱；小关节；小关节动态成像；全身动脉血管CE-MRA（上、下肢动脉、主动脉、肺动脉、肾动脉等）等。

工作站：上述扫描序列相对应的后处理软件。

7、举例：

以联影uMR Omega为例，其核心参数如下：  

        uMR790核心参数：