磁共振成像(MRI)

摘要：本文探讨了磁共振成像(MRI)系统的工作原理，系统利用氢原子在磁场作用下的运动形成清晰的医学图像。文中介绍了典型的磁场类型和当前高分辨率MRI系统所依赖的超导磁铁。本文还讨论了通过适当排列梯度线圈形成3D图像的过程以及它们与RF信号之间的相互作用，给出了MRI的系统原理框图。
磁共振成像(MRI)
Nov 16, 2010

摘要：本文探讨了磁共振成像(MRI) 系统的工作原理，系统利用氢原子在磁场作用下的运动形成清晰的医学图像。文中介绍了典型的磁
场类型和当前高分辨率MRI系统所依赖的超导磁铁。本文还讨论了通过适当排列梯度线圈形成3D 图像的过程以及它们与RF 信号之间的
相互作用，给出了MRI的系统原理框图。


概述
磁共振成像(MRI) 系统能够提供清晰的人体组织的图像，系统检测并处理氢原子在强磁场中受到共振磁场激励脉冲的激发后所生成的信
号。

氢原子核的自旋运动决定了它自身的固有磁矩，在强磁场作用下，这些氢原子将定向排列。简单起见，可以把静态磁场中的氢原子核看
作一条拉紧的绳子。原子核具有一个共振频率或“Larmor”频率，具体取决于本地磁场强度。如同一条绳索在外部张力作用下发生共振。
在典型的1.5T MRI磁场中，氢原子的共振频率近似为64MHz 。




适当的磁共振激励或者是RF 脉冲激励( 频率等于氢原子核谐振频率) 能够强制原子核磁矩部分或全部偏移到与作用磁场垂直的平面。停
止RF 激励后，原子核磁矩将恢复到静态磁场的状况。原子核在重新排列的过程中释放能量，发出共振频率( 取决于场强) 的RF 信
号，MRI成像系统对该信号进行检测并形成图像。
MRI成像系统原理框图。关于Maxim 的MRI推荐方案，请参考：china.maxim-ic.com/mri 。


静态磁场
MRI成像需要把患者置于强磁场内，形成有序的氢原子核。通常有三种方法产生磁场：固定磁铁、磁阻( 电流通过传统的线圈) 、超导磁
铁。固定磁铁和磁阻产生的磁场强度一般限制在0.4T 以下，无法达到高分辨率图像所要求的场强。因此，大多数高分辨率成像系统采用
超导磁铁。超导磁铁体积大且结构复杂，需要把线圈浸入液态氦中，使温度保持在绝对零度附近。

利用上述