醫(yī)學(xué)影像專業(yè)課程-核磁共振硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹.ppt
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參見附件(10496KB)。
核磁共振硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹
§12.1 Introduction
§12.2主磁體
I 永磁體 ~
Permanent magnet
* 永磁體使用磁性材料產(chǎn)生磁場~高剩磁
* 稀土合金，如 SmCo5,Nd-Fe-B.
- ALNICO (鐵、鈷合金)
- SmCo5 ALNICO(釤鈷 鐵鈷合金)
- Nd-Fe-B (釹、硼、鐵合金)
* 0.2T
- ALNICO 23 噸
- Nd-Fe-B 4 噸
HITACH
* AIRIS-mate (0.2T) 7.8噸
* AIRIS-2 (0.3T) 10噸
* APERTO (0.4T) 13噸
2. 影響因素
* 剩磁 (Remanence)
* 矯頑力 (Coercive force)
- 指破壞磁體磁化狀態(tài)所需之力也就是使磁感沿磁滯回線減少至零時所需的磁場強度
- 矯頑力大~硬磁材料
- 矯頑力小~軟磁材料
* 磁路結(jié)構(gòu) (Magnetic circuit structure)
* ......
* 一般永磁體場強不大于0.5T
* 開放(孩子、幽閉癥、介入)
* 系統(tǒng)構(gòu)造簡單
* 不產(chǎn)生熱
* 運行成本低
* 維護費用低
* 壽命長
* 永磁體場強對溫度非常敏感 (?0.1 ? C)。
例如， Nd-Fe-B磁體溫度升高1? C ，磁場降低約1000ppm；
II 常導(dǎo)體~ Resistive magnet
1.電磁理論(Electromagnetism theory):
* 線圈中有電流時會產(chǎn)生磁場，并會導(dǎo)致線圈溫升。
Air-cored resistive magnet constructed using four coils arranged either horizontally or vertically.
* 2. 材料的選擇
- 銅(Copper)：電導(dǎo)率大、密度大、價格高、產(chǎn)熱少；
- 鋁(Aluminum)：電導(dǎo)率小、密度小、價格低、產(chǎn)熱多；
線圈產(chǎn)生的熱量由去離子水帶走
* 3. 穩(wěn)定性 ~不太好
* 4. 均勻性 ~ 不太好
III.超導(dǎo)磁體~ Superconducting magnet
* 1.超導(dǎo)理論: 當(dāng)溫度T降低到臨界溫度(critical temperature),電阻突然變?yōu)?(測量不出)。電流可永無休止的流動。
* 超導(dǎo)磁體可產(chǎn)生強磁場
* 超導(dǎo)材料臨界溫度：
- 普通鉛(Plumbum): 7.4K
- 鈮鈦合金(Niobium-Titanium): 20K
- 稀土陶瓷(Ceramic) :100K
2. 超導(dǎo)材料類型:
* II: Ni(鈮)、V(釩)、Tc(锝) alloy or compound
* I: other
MR: Type II
Mullity NbTi alloy filaments complex lead (鈮鈦合金多芯復(fù)合超導(dǎo)線~位于銅基中) is very popular, and it can load 700A.
3. 超導(dǎo)材料的選擇：
* 可負(fù)載大電流
* 可保持超導(dǎo)狀態(tài)(>4.2K He)
* MR 系統(tǒng)提供的低溫制冷裝置系統(tǒng)可使所選超導(dǎo)材料保持超導(dǎo)狀態(tài)；
* 超導(dǎo)材料要有合適的物理特性：可塑性(plasticity) 和柔韌性(pliability)
4. 構(gòu)造
* NbTi纖維包埋在銅材中
* 銅材在失超時保護超導(dǎo)線圈
5. 磁體特性
* 場強
* 均勻性
* 穩(wěn)定性
高場MR的優(yōu)缺點
* 信噪比
* 圖像細(xì)節(jié)
* 速度
* 功能成像
* ......
* But!
更高的梯度要求
* 梯度場隨場強成比例地增強
* 要求驅(qū)動放大器的功率增加
* 噪音更大
價格
* 一般情況場強高，價格高 ......
核磁共振硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹
§12.1 Introduction
§12.2主磁體
I 永磁體 ~
Permanent magnet
* 永磁體使用磁性材料產(chǎn)生磁場~高剩磁
* 稀土合金，如 SmCo5,Nd-Fe-B.
- ALNICO (鐵、鈷合金)
- SmCo5 ALNICO(釤鈷 鐵鈷合金)
- Nd-Fe-B (釹、硼、鐵合金)
* 0.2T
- ALNICO 23 噸
- Nd-Fe-B 4 噸
HITACH
* AIRIS-mate (0.2T) 7.8噸
* AIRIS-2 (0.3T) 10噸
* APERTO (0.4T) 13噸
2. 影響因素
* 剩磁 (Remanence)
* 矯頑力 (Coercive force)
- 指破壞磁體磁化狀態(tài)所需之力也就是使磁感沿磁滯回線減少至零時所需的磁場強度
- 矯頑力大~硬磁材料
- 矯頑力小~軟磁材料
* 磁路結(jié)構(gòu) (Magnetic circuit structure)
* ......
* 一般永磁體場強不大于0.5T
* 開放(孩子、幽閉癥、介入)
* 系統(tǒng)構(gòu)造簡單
* 不產(chǎn)生熱
* 運行成本低
* 維護費用低
* 壽命長
* 永磁體場強對溫度非常敏感 (?0.1 ? C)。
例如， Nd-Fe-B磁體溫度升高1? C ，磁場降低約1000ppm；
II 常導(dǎo)體~ Resistive magnet
1.電磁理論(Electromagnetism theory):
* 線圈中有電流時會產(chǎn)生磁場，并會導(dǎo)致線圈溫升。
Air-cored resistive magnet constructed using four coils arranged either horizontally or vertically.
* 2. 材料的選擇
- 銅(Copper)：電導(dǎo)率大、密度大、價格高、產(chǎn)熱少；
- 鋁(Aluminum)：電導(dǎo)率小、密度小、價格低、產(chǎn)熱多；
線圈產(chǎn)生的熱量由去離子水帶走
* 3. 穩(wěn)定性 ~不太好
* 4. 均勻性 ~ 不太好
III.超導(dǎo)磁體~ Superconducting magnet
* 1.超導(dǎo)理論: 當(dāng)溫度T降低到臨界溫度(critical temperature),電阻突然變?yōu)?(測量不出)。電流可永無休止的流動。
* 超導(dǎo)磁體可產(chǎn)生強磁場
* 超導(dǎo)材料臨界溫度：
- 普通鉛(Plumbum): 7.4K
- 鈮鈦合金(Niobium-Titanium): 20K
- 稀土陶瓷(Ceramic) :100K
2. 超導(dǎo)材料類型:
* II: Ni(鈮)、V(釩)、Tc(锝) alloy or compound
* I: other
MR: Type II
Mullity NbTi alloy filaments complex lead (鈮鈦合金多芯復(fù)合超導(dǎo)線~位于銅基中) is very popular, and it can load 700A.
3. 超導(dǎo)材料的選擇：
* 可負(fù)載大電流
* 可保持超導(dǎo)狀態(tài)(>4.2K He)
* MR 系統(tǒng)提供的低溫制冷裝置系統(tǒng)可使所選超導(dǎo)材料保持超導(dǎo)狀態(tài)；
* 超導(dǎo)材料要有合適的物理特性：可塑性(plasticity) 和柔韌性(pliability)
4. 構(gòu)造
* NbTi纖維包埋在銅材中
* 銅材在失超時保護超導(dǎo)線圈
5. 磁體特性
* 場強
* 均勻性
* 穩(wěn)定性
高場MR的優(yōu)缺點
* 信噪比
* 圖像細(xì)節(jié)
* 速度
* 功能成像
* ......
* But!
更高的梯度要求
* 梯度場隨場強成比例地增強
* 要求驅(qū)動放大器的功率增加
* 噪音更大
價格
* 一般情況場強高，價格高 ......
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