核磁共振技术的基本原理篇1

MREx技术测量的枢要是地层孔隙空间中氢质子的响应，因此它能够用来测量地层孔隙度。与补偿中子、补偿密度、岩性密度及声波孔隙度相比，MREx孔隙度并不包括岩石骨架中的束缚氢，这就提供了与岩性、粘土无关的孔隙度值。

从核磁横向弛豫测量T2中能够得出束缚流体体积（BVI）和可动流体体积（BVM）。将这些结果同常规裸眼井测井资料分析做对比，能够更准确地预测产出的流体。渗透率和颗粒、孔隙大小分布也能从MREx的横向驰豫时间T2数据中得出。

核磁共振的优点：

・提高储量和产能预测的精度；

・提供与岩性无关的孔隙度；

・提供束缚水饱和度；

・计算渗透率；

・孔隙大小和颗粒大小分布。

1、仪器结构及主要技术指标(图1)

1.1MREx仪器主要由三部分组成：电子线路部分（3218EA）、探头部分（3218MA）和储能部分（3218PA）。因MREx采用偏心测量，所以还有一个偏心器。

MREx探头外径为5英寸，电子线路外径为4.75英寸(1英寸=2.54厘米)。设计有12个测量频率，实际的工作频率是6个。它采用偏心测量，它的探头采用梯形磁铁（如图1所示）。它在井眼附近地层中形成一个120度的扇形测量区域。测量深度范围为2.6英寸~4.5英寸(6.6厘米~11.4厘米),高24英寸,测量区域的扇形壳厚度0.06英寸(1.5毫米)。天线发射频率从450KHz~900KHz，发射频率决定扇形区域的的探测深度。由于仪器的工作频率多，运用累加的方法可以大大提高资料的信噪比。同时该仪器采用预极化技术，提高了测井速度。

1.2MREx仪器的主要技术指标

1.2.1测井速度及耐压指标

标准T2,碳氢类型测井：6英尺/分～20英尺/分（低漏环境）

总孔隙度测井：>3英尺/分

束缚水测井：30英尺/分～60英尺/分（低漏环境）

仪器带宽（1200回波/秒）：.22千比特/秒

大耐压指标.20,000psi

1.2.1测量范围及测量精度

孔隙度0100孔隙度单位

测量精度:1孔隙度单位

天线纵向探测范围24英寸

重复性50MTrBF

最小井眼直径6.0英寸

最大井眼直径14.0英寸

2、工作原理及实现方法：

MREx核磁共振测井仪器发射和接收工作原理如图2、图3所示。

发射系统包括EventController,PowerAmplifiers,AntennaDriver,AntennaConductorBoard,RelayDriverBoard,CableAssembly,SpoilerCoilandAntennaCoil。这部分用来产生高能射频脉冲去激发探头的天线/磁体在测量的扇形地层壳中产生NMR信号（回波）。

接收系统包括AntennaCoil,CableAssembly,AntennaConductorBoard,De-Coupler,Pre-Amplifier,EchoandPulseProcessors。另外，MainDump也包括在接收部分。当射频脉冲发射完成就马上启动MainDump功能，使天线中残存的发射能量泄放掉，以避免干扰回波的接收。在天线中接收到的回波信号在EchoProcessor电路进行数字化处理，然后通过WTS总线以模式5或模式7传输协议输送到地面采集系统进行进一步的处理。

它们的具体工作过程如下：

1）操作工程师通过地面系统选择测井所需的测量模式，并通过MainController电路将所选的测量模式加载到EventController电路板上的DSP（数字信号处理）芯片来执行该模式的测量。

2）EventController在刻度信号和发射信号还没有被激活之前先采集背景噪声并检查测井数据的Q（质量）因子。

3）EventController对每一个测量点监测天线增益Q和电子线路增益。为了准确测量，EventController在每一个测量频率产生一个精确的参考信号（刻度信号）。刻度信号的频率和核磁共振的回波（echo）信号频率相同。这个刻度信号被发射到探头天线线圈，天线接收到的信号经衰减后送到echoprocessor板处理。因此他们对处理刻度信号和回波信号完全相同。这样就提供了两路发射信号到达天线，从而使系统得到参考信号并以同一个接收电路接收NMR回波，同时在此方式下由地面采集软件对增益漂移进行补偿。

4）EventController产生数字控制信号来配置系统进入“发射模式”。AntennaConductorBoard控制发射信号经天线驱动电路后加到天线上。同时，De-CouplerBoard保护前置放大器的输入信号不受高压脉冲的影响。EventController的DSP通过模拟控制信号来控制2400Vpp射频脉冲的频率、形状、幅度和宽度。

5）天线驱动电路将从能量储存模块获得的高压和射频信号混合，然后经功率放大后送到AntennaConductor板。AntennaConductor板上有六个调谐电容，它们通过继电器驱动电路来控制继电器的通断，从而对这六个电容进行组合，调谐到十六个不同的频率。之后，经调谐的发射脉冲加到天线上。

6）刻度脉冲加到AntennaConductor板。这个刻度信号被采样并用来校正回波串的幅度和宽度。同时，它也是发射功率的指示信号。

7）EventController产生数字控制信号来快速配置系统处于“泄放”模式，用来将天线中绝大多数的能量泄放掉。仪器设计了三个泄放电路，它们分别是在DUMP板上的主泄放电路、在De-Coupler板上的接收/发射开关电路及前置放大电路的软泄放电路。

8）如果所处理的脉冲是回波脉冲，EventController就按时间序列初始化一个回波采集。这就使天线和接收电路进入“听”模式，并且把接收到的信号从天线送到接收电路中的前置放大器。经放大和滤波后的回波信号在回波采集板被数字化。然后，数字化后的射频回波信号被检波到基带并被滤波产生同相方波，构成原始回波信号。

由于核磁共振的测量模式较复杂，不便于存放在井下仪器的存储模块中，因此，在地面系统的控制软件中采用了“表”的形式。控制软件根据所选测量模式表（表16）中定义的次数重复以上4）～7）步，然后在回波处理器中所有原始数据被累加，这就可以完成一次完整的核磁共振采集过程。当数据采集完成后，将刻度信号和噪声信号一起送到地面系统进行处理（送到地面的信号还包括温度和电压等）。

3、仪器电气原理分析：

电子线路3218EA部分是整机的工作核心，负责传输和接收NMR信号、数据采集和与地面系统的通讯；探头3218MA部分是NMR信号发射和接收的源点；3218PA部分为发射器储存能量。

3.1电子线路3218EA

这部分负责产生高能RF射频脉冲（2400Vpp）和放大、滤波、解调接收到的回波信号；同时还包括用于控制、刻度、通讯以及为仪器提供电能的电子线路。

3218EA部分工作原理简单描述：主控器接收到地面发来的指令，然后将该指令译码，并将译码出的结果传递给EVENT控制器来执行。EVENT控制器根据具体的指令要求输出各种控制信号和时序信号，发射电路的DUMP功放、功放、主DUMP以及接收电路的退偶、前放、脉冲处理和回波处理等都是在EVENT的控制下进行的。有人形象地将主控器比作总经理，把EVENT控制器比作部门经理。总经理只对全局作宏观调控和上传下达的作用，部门经理才是执行各项具体事务的直接领导。由于EVENT控制器输出的是5V逻辑信号，它不能直接驱动天线驱动电路，所以设计了功放电路将5V逻辑信号放大到175V逻辑信号。天线接收到的脉冲及回波信号中含有天线发射时引起的振铃信号及残余高能脉冲，经退偶电路将其虑除。由于从天线接收到的核磁共振信号相当微弱（大约0.001微伏），经过放大倍数高达6500dB的前放电路放大到可处理的脉冲及回波信号，然后再送到脉冲处理电路和回波处理电路作进一步处理（为了减少干扰，脉冲处理器和回波处理器是通过串口级联在一起的），最后送到主控器被编为曼彻斯特码送到地面系统处理。

一次完整的核磁共振信号采集过程被定义为一个experiment，每个experiment完全是由“表”决定的。各个“表”不仅包含核磁共振experiment必须完成的具体任务，而且包括数据如何处理、如何存储并如何传送到地面系统。因此，首先必须将地面系统中适当的“表”加载到主控电路(如“表”16和17)，主控电路解读出“表”中的具体信息，并把相关部分信息发送到Event控制器和采集电路（脉冲处理器和回波处理器）。这些“表”都被分配好并得到地面系统的确认后，仪器就完成了初始配置，然后地面系统就发送开始命令。只要Event控制器接收到开始命令，核磁共振的Experiment就开始了。也就是说，Event控制器控制着核磁共振的Experiment。EVENT控制电路基于内嵌在各个“表”中的具体信息来产生各种核磁共振Experiment所需的不同信号。按照Experiment规定的顺序，接收到的数据要传送到主控电路，主控电路会按照“表”所给的信息将数据缓存并发送到地面系统，地面系统再对数据进一步处理。

综上所述，Event控制器是核磁共振Experiment的核心。Event控制器上的微处理器接收到来自主控制器的一系列基于“表”规定的“指令”，微处理器将这些指令反馈给FPGA。FPGA根据要完成的Experiment产生各种时序和控制信号。

产生核磁共振脉冲的过程分三步：a)软启动，b)脉冲持续和c)脉冲衰减加泄放。这三步结束以后，由天线发射出去的射频脉冲及能量就全部被去掉了(为了实现这一目的而设计了几个泄放电路如：主泄放用来去掉天线中的绝大部分能量，另外还有退偶/前放部分的泄放电路用来去掉主泄放没有去掉的剩余小部分能量)，为天线进入接收过程做好了准备。如果脉冲是“回波脉冲”，时序event就会产生一个信号在规定的时间去初始化回波采集序列。此时天线和接收电路时刻处于“听”模式。从天线接收到的回波信号经退偶后被送到前置放大器放大，然后在回波采集电路再次被放大、滤波并数字化处理，最后被解调到基带并再次滤波处理以满足相位（I）和积分（Q）的要求。

3.2探头

3.2.1探头结构特征

MREx仪器探头主要由长度约2英尺的小磁铁(smallermagnet)和屏蔽磁铁(buckingmagnet)（都是永久磁铁）、发射天线和扰流天线组成，如图1所示。两磁铁的磁场极性一致，共同产生一个沿径向变化的梯度磁场B0。由于使用了屏蔽磁铁，使梯度磁场B0的磁力线形状发生了变化。屏蔽磁铁的作用是迫使井眼部分的磁场方向转入地层，这样既消除了井眼影响又确保地层中120度的测量扇形有效灵敏区域内B0与B1垂直。发射天线安装在Mandrel部分的玻璃钢外壳中，用于向地层发射特定频率、特定能量和特定时间间隔的射频脉冲，从而在地层中激发H核产生自旋回波信号，并被天线接收采集。扰流天线的目的是为了抵消井眼中泥浆产生的回波干扰信号，使测量值真实反应地层状况。回波信号来自于这个扇形壳内，不同的频率对应不同的扇形壳，扇形区域的深度和壳的厚度完全由天线的射频脉冲的频率和脉冲的频带决定。频率越低，探测越深，但信噪比越低。相反，频率越高，探测越浅，但信噪比越高。因此，工程师要根据具体井况精心选择设计测井方案。同时，射频脉冲波的能量决定探测区域内磁化矢量扳倒的程度，能量越高，扳倒得越快。值得一提的是，MREx发射的B脉冲的扳倒角不是传统的180度，而是采用了135度。这是因为横向驰豫T2的能量主要集中在前半段，后半段虽然也有有效的信息，但已经十分微弱，在工程上是可以忽略的。同时由于此时的T2信号能量高，天线中接收到的回波信号强，因此测量的信噪比就高，相应地产生B脉冲的时间也会变短，从而对提高测井速度也起到一定的作用。这是厂家经过多次试验得出的一个最佳解决方案。另外，3218MA在永久磁铁的两极各装有一段软磁性物质，由永久磁铁将其磁化，起到预极化的作用，加快了地层H核的磁化速度，从而可以提高测井速度。

3.2.2探头的电子特征

它由一个双匝天线线圈、一个双匝扰流线圈、梯形磁铁（小磁铁和屏蔽磁铁）和两个谐振电容组成。探头继电器接通天线电路中不同串并联的电容，将天线调谐到450KHz~880KHz范围内的共振频率。其中每种频率的带宽为12KHz，相邻的两个频率的间隔最小为25KHz。

4、3218PA储能短接

3218PA储能短接主要由1260个220μF@100V的电容串并联而形成一个约3400μF@900V的电容组。它的实现方法是将1260个电容分成35组，其中每组36个，再将每组36个电容中每9个串联成4组再并联，就形成了一个大容量又耐高压的电容组。在控制电路的作用下给发射探头提供稳定的600V高压。它能够在发射器发射高频脉冲时补充仪器及电缆上的电能损耗。另外，它还包括相关的充电控制电路和过压保护电路，以保护充电电容组和天线驱动电路，避免过压损坏。

5、实际应用效果

公司自2003年购入MREx核磁共振测井仪器以来，曾先后在南海、东海、渤海及新疆等地区投入使用，取得了良好的测井效果，得到用户的充分肯定。现在核磁共振测井几乎成为重要探井的必测项目，尤其在一些地层复杂的井位更能显示出MREx的独特优势。根据核磁共振所测得的孔隙度更容易准确地评价出油气储量，为油气田开发提供更加有力、更加科学的手段和依据。

6、结束语

核磁共振测井技术不是原有测井技术的简单改进，它以全新的物理基础提供一套全新的测井信息，通过全新的响应关系对地层油气评价的基本问题进行全新的解答。可以说，核磁共振测井正引导测井技术发生革命性的变革。随着人们对核磁共振测井认识的不断深入，随着核磁共振测井技术的日益成熟，相信在不久的将来核磁共振测井必将被广泛应用。■

参考文献

核磁共振技术的基本原理篇2

MR扫描，即磁共振成像，这项技术诞生之初曾被称为核磁共振成像。

基本原理是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。MRI是通过主磁体内静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体组织中的氢核受到激励而发生磁共振现象；当终止RF脉冲后，质子在驰豫过程中感应出MR信号；经过对MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程，产生出MR图像。

（来源：文章屋网）

核磁共振技术的基本原理篇3

【关键词】金属材料；磁共振成像；伪影

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2014.06.061

磁共振成像对软组织的解剖结构和形态以及有关的病理改变有较强的分辨能力，现已广泛应用于临床，是目前诊断颅脑和头颈部疾病最有效的影像学诊断方法。金属材料在口腔科应用也已非常普遍。很多学者就两者之间的关系已进行了相关的研究，本文作一简单综述。

1磁共振成像

1.1磁共振成像基本原理磁共振扫描仪是目前影像科应用十分广泛的设备。在外加磁场的作用下，人体的生物氢质子群发生某种变化，使这种变化产生相应的电流，再将其放大并转换成数字信号，经过计算机处理获得特定的图像即为磁共振成像[1]。

磁共振成像具有高对比度、高分辨力、任意断层扫描等优点，它可以做横断面、矢状面以及冠状面等多方位的断面扫描，具有很高的组织对比度和很强的分辨力。磁共振图像不仅可以反映解剖学结构和形态的改变，还可以提供有关机体代谢、器官功能等方面的信息[1]。对于口腔科而言，磁共振成像对于肿瘤、创伤、先天畸形以及颞下颌关节疾病等有重要的诊断价值，它可以提供直观详细的软硬组织的图像[2-3]。

1.2伪影的定义伪影是指发生的失真影像，产生与实际解剖学结构和形态不相符的异常信号，主要表现为图像变形、重叠、缺失、模糊。根据伪影产生的原因可以将MRI伪影大致分为四组：第一组是固有伪影，为源于磁共振本身的伪影；第二组是运动伪影，其发生是由于患者移动和血流变化；第三组是化学和物理伪影，主要是由于金属材料的磁化率较大所形成；第四组是设备发生错误产生的伪影[4]。

2口腔科常用的金属材料

口腔科金属材料具有良好的物理、机械与生物性能，目前已普遍应用于牙体牙列缺损的修复，嵌体的制作，颌面外科骨折固定的钛板，种植体，口腔医疗设备等的制作[5]。口腔科常用的金属材料大致有4类：（1）牙体牙髓科材料，其中应用最普遍的是银汞合金，其应用于临床的时间也最久。（2）修复科材料，常用的金属材料包括贵金属材料和非贵金属材料，贵金属材料主要有金钯合金、金合金、银钯合金等；非贵金属材料主要有镍铬合金、钴铬合金、钛合金、纯钛等[6]。（3）颌面外科金属材料，包括种植体、骨折固定的钛板等。（4）正畸科金属材料，如金属托槽﹑镍钛丝等。

3MRI伪影形成的影响因素

金属伪影的形成主要存在以下几个方面的原因[7]：（1）金属材料固有的磁化率；（2）金属材料的形态、大小、数量及位置；（3）磁共振系统的参数，如磁场强度与梯度等；（4）核磁共振检查时所选择的扫描序列和参数，如频带宽度（bandwidth，BW）、扫描重建方式（imagingreconstructionmethod）等。金属材料所产生伪影的大小和范围同磁化率的关系最为密切[8-9]。金属材料磁化率越大，其对应的伪影就越大[10]。

金属伪影在磁共振图像中主要以3种形式出现：物体边界上的图像畸变较为显著；物体周围信号流空明显；临近的物体会产生清晰的高信号区域[11]。

3.1金属材料的磁化率金属材料按照磁化率大小一般可分为3类：第1类为顺磁性金属材料，磁场与磁化方向相同，如铝、铬等。第2类为抗磁性金属材料，磁场与磁化方向相反，如铜、铅等。第3类为铁磁性金属材料，其磁性很强，包括镍、钴和铁的合金。镍铬合金在磁共振扫描时会产生很严重的金属伪影[12]。镍铬合金伪影的范围可波及到上颌窦底部、对应的牙槽骨、舌体、舌下腺等部位，影响相关部位疾病的诊断。有相关文献指出，金、钛、银汞合金在磁共振扫描时不产生伪影[13-15]。也有一些研究指出纯钛对磁共振成像的影响很小[16-17]。同时也有研究显示，钛合金和纯钛在磁共振扫描时会产生中度甚至严重的伪影[18]。Patal等[19]、Okano等[20]和Harris等[21]的研究显示，金属托槽在磁共振成像中会产生伪影，条件允许时需换用不产生伪影的全瓷托槽。金属材料磁化率越大，对磁场的影响就越大，相应产生的伪影就越大[22]。

3.2MRI的扫描序列和固定参数有关学者[23-25]对磁共振检查所选择的序列不同所产生的伪影进行了比较，得出同种金属材料中自旋回波序列（spinecho，SE）扫描时所产生的伪影最小，该序列比较适合口腔内有金属材料的需做磁共振检查的患者。应用梯度回波序列扫描时产生的伪影最为严重，主要表现为蘑菇状[26]。磁场强度和梯度越大，金属材料对磁共振成像的影响相应也就越大[27]。除此之外，产生的图像伪影大小还与图像权重有关[28]。

3.3修复体的体积、形态和数量相关研究显示，对于口腔修复科患者来说，伪影大小与金属修复体的大小，数目以及形态密切相关[29-30]。修复体体积增大，磁场不均匀的面积也相应增加，导致修复体与组织之间的磁敏感性增大，相应产生的伪影就大一些。修复体数量增加，伪影面积也随之加大，数量增加与伪影增大呈正比例关系，具体比值尚不太清楚。修复体形态改变也会使产生的伪影形态发生变化。

关于金属材料与伪影的关系，各文献给出的结论有所差别，可能与各实验中所选择的不同序列和参数，不同公司的修复体材料纯度及成分的差异以及不同的投照角度有关。

4预防和减小伪影的途径

临床上应该如何选择，要具体情况具体分析，尽量避免形成较大的伪影，影响医生诊断和临床诊治。有学者建议，在进行核磁共振检查前对口腔内金属材料处理方法如下：对可摘除的口腔内金属材料，无论是否影响核磁共振的检查，应在之前一律摘除。对不可摘除的不产生伪影的金属材料可不予拆除，如银汞合金充填物、贵金属修复体等。对不可摘除的可产生伪影的金属材料，需要口腔医生拆除有关部位的金属材料，不易拆除的有时可能需要拔除相关部位的牙齿，在临床上选择治疗方案时要根据具体情况进行详细全面的分析。口腔医生在对患者进行临床修复前，应提醒患者非贵金属材料会产生金属伪影，影响相关部位的核磁共振检查，建议尽量选择贵金属材料。但由于贵金属材料费用较高，患者的经济水平参差不齐，还是会有不少人选择非贵金属修复材料。

掌握磁共振中不同扫描序列的差异可有利于减少伪影的形成。不同的检查部位应选择相应较合适的扫描序列，如进行头颈部检查时应选择FSE序列，尽量避免选用GRE序列。有时也可通过改变频率编码方向尽量避开伪影的感兴趣区域，适当倾斜扫描层面增大角度，避开金属材料从而使形成的伪影降低。

现在核磁共振检查时，如有必要可应用一种美国GE公司研发的能有效去除金属伪影的技术-螺旋桨成像（periodicallyrotatedoverlappingparallELlinesenhancedreconstruction，PROPELLER）技术[31-32]。经过PROPELLER技术处理后，仍然可以获得足够的数据来重建1幅完整的图像，有利于临床医生的诊断和治疗。

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核磁共振技术的基本原理篇4

湖北省恩施州中心医院设备科，湖北恩施445000

[摘要]由于核磁设备的特殊性与重要性，故在核磁机房的建设中应充分考虑每一个细节，才能确保核磁设备的后续安装及今后的正常运行。本文从机房的土建、环境、电源、电磁屏蔽等方面入手进行了论述。

[

关键词]环境要求；机房土建；电磁屏蔽；质量保证

[中图分类号]RTH789

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5654（2014）02（c）-0175-02

核磁共振成像技术（MRI）是CT机之后在医院影像学方面的又一重大进步，自上世纪80年代以来开始进入临床应用，得到了飞速发展。MRI机房防护状态的优劣，直接关系到操作人员的身体健康、工作质量，是放射诊断质量的基本保证。我院是武陵山区的一家三甲医院，近年来发展迅速，至今已有3台核磁投入使用。其中最新购置的一台GEoptix1.5T超导核磁，它采用光纤射频技术，整体图像质量达到了2.0T的水平。机房于2012年10月竣工完成，为确保设备的正常安装运行，从机房设计之初我们就从细节入手，建设过程中严格按照国家标准实施。本文作者做为设备科管理人员，全程参与，严把质量关，设备安装运行至今，各方面表现良好。下面就以GEoptix1.5T超导核磁为例，阐述MRI机房建设对环境、电源、电磁屏蔽等方面的要求。

1环境要求

因为核磁检查是利用人体内氢原子被射频脉冲激发后释放出射电信号的原理，而这个电信号非常微弱，易受到外界干扰，因此机房对环境的要求就非常高。通常离磁体中心点一定范围内不得有电梯、汽车等大型运动金属物体。尽量远离发电机、泵站、停车场、大型电机等震动源。我院核磁机房周围除人行通道外，就是一圈绿化带，方圆15m范围内没有停车场、电梯、高压线、变压器等隐患设施。

若医院有两台以上核磁共振设备，其3G线不能交叉。而由于MR磁体的强磁场性，故应限制带心脏起搏器、生物刺激器等植入金属物体的病人进入磁场强度大于5G的区域，以免引起人身伤害。

失超管安装时需注意：①失超管由内向外缓低，保证冷凝水顺利流出。②安装防雨罩，防止雨雪等倒灌进房间。③安装失超管时仔细检查，确保无杂物。我院失超管出口处是一片绿化带，在此我们设置了防护栏和警示标志，防止磁体失超时造成人员意外灼伤。

由于MRI对环境温度、湿度的要求非常严格，温度应长期保持在18℃~22℃，湿度在60%左右。机房专用空调及水冷机上下水与配电系统应分离，防止使用过程中造成漏电或短路，造成设备故障或人身危险。而操作间内因专用空调不适宜长期使用，故另配了一台家用空调。GEoptix1.5T核磁标配是一台空调，但是我院考虑到高精尖设备的重要性，为给主机提供一个安全、良好的运行环境，选择了安装两台空调，杜绝因空调故障导致停机的现象。对于其它各项，我们也都依次落实。

2土建要求

考虑到磁体自重很大，应先做好受力分析，以确保安全。磁体基座单独浇筑成块，3M水平差保持在3mm内。磁体间、操作间、设备间墙体为240mm砖混结构，墙体需密封到顶，防止设备工作时的噪声对操作人员的影响。操作间、设备间的墙面需保持平整度和光洁度，地面平整度误差小于5mm。干燥后要做SRS防潮处理。SRS材料不但有良好的防水作用，同时绝缘效果也非常理想。如果SRS防潮未做仔细，一旦磁体间进水，不但成像质量会大受影响，而且在恶劣天气条件下，设备的自身安全也将受到威胁。所以在SRS防潮处理过程中，我们设备科人员全程监督，保证了后续工作的顺利开展。

3电源要求

电源要符合国家规范的三线五相制的供电要求，电压380V，最大偏差不超过10%。频率50HZ，不得超过±3%HZ。1.5T核磁最大瞬时功率54.4KVA，平均功率29KVA，要求专线供电，配置独立变压器，容量为75KVA。为防范突然停电和电网波动给设备带来不可估量的损害，所以我们专门配备了稳压电源和UPS。接地系统要求采用设备专用PE线(保护接地线)，接地电阻小于2Ω。在接地电阻符合要求的前提下，需做好与激光相机、工作站等于设备有线缆连接的等电位连接。进入磁体间的电源加装了电源滤波器，磁体间内使用直流照明，避免交流电产生的交变磁场，导致成像质量下降。配电柜的紧急按钮安装在操作台旁的墙面上，以备在发生紧急情况时操作人员能迅速切断系统电源。

4屏蔽要求

机房屏蔽是必须做好的一项重要的工作。MRI系统中发射器与接收器组成的射频单元是重要的组成部分。发射器工作时产生处于电磁波谱的米波段的RF脉冲，对邻近的无线电设备进行干扰。另一方面线圈接受的为纳瓦级的共振信号功率，易受干扰。所以磁体室必须安装有效的RF屏蔽。

屏蔽工程上所有的金属材料（含辅助材料），需采用对磁场、电场和平面波都具有良好的屏蔽效能，同时又具有一定刚性的非导电材料（多采用铜、铝或不锈钢等），严禁使用磁性材料。观察窗口上加装了一层铜网，一层不锈钢网的双层网状屏蔽体。凡进入磁体室的电源线、信号线均经过滤板进出，送、回风口等通过相应的波导管。屏蔽工程完工后请专业机构的技术人员按国家标准进行了检测，验收合格。

5后期装修

由于磁共振检查的特殊性，室内空间应遵循简洁、明快、舒适的宗旨，强调实用性，摒弃娇柔的装饰，使操作人员进入机房后心情平静，有利于尽快投入及长时间的工作。

结束语

科学的、因地制宜的防护设计与施工是非常重要的。施工方应严格按照国家《电磁屏蔽室工程施工及验收标准SJ31470-2002》作业，设备科应组织人员现场监督、协调、初检，确保设备顺利安装运行。总而言之，机房的高标准建设既能保证机器有满意的图像质量，还能保证设备长期正常运行，是设备正常运行的基础。

[

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核磁共振技术的基本原理篇5

南阳医学高等专科学校医学技术系，河南南阳473000

[摘要]目的探讨核磁共振对椎管肿瘤诊断的临床应用价值。方法选择2013年1月—2014年3月我院收治的65例患有椎管内肿瘤的患者，均于手术前进行临床核磁共振检查，于术中进行临床病理检查，对两种检查方法的准确性进行分析。结果65例患者中诊断出血管母细胞瘤2例、星型细胞瘤15例、神经鞘瘤3例、转移瘤12例、脊膜瘤12例、室管膜瘤9例、神经纤维瘤7例、脂肪瘤5例；于手术前所有患者均经病理学检查，确诊血管母细胞瘤2例、星型细胞瘤15例、神经鞘瘤3例、转移瘤12例、脊膜瘤12例、室管膜瘤9例、神经纤维瘤7例、脂肪瘤5例，发现两种检查方法检查出患有的肿瘤类型完全符合，符合率达到100%。结论核磁共振对于椎管肿瘤具有较好的诊断效果，而且操作也比较简单，在临床具有广泛推广使用的价值。

[

关键词]核磁共振；椎管肿瘤；诊断；临床价值

[中图分类号]R739.42[文献标识码]A[文章编号]1672-5654（2014）08（b）-0156-02

[作者简介]巩远方（1982-），女，汉族，山东新泰人，本科，南阳医学高等专科学校医学技术系助教，主要从事影像诊断学教学。

核磁共振成像，作为一种新兴临床诊断技术被逐渐应用到临床中，由于其独特的优越性，被临床医师及患者普遍接受[1]。核磁共振的物理原理主要是磁矩不为零的原子核的自旋能级被外磁场作用下发生塞曼分裂，并且共振吸收某一恒定频率辐射的物理现象[2]。从物理光谱学上看，核磁共振波具有专门的核磁共振波谱，当共振频率达到相应射频波段时，由核在塞曼能级上进行自旋跃迁。核磁共振技术是在1973年从物理学、化学及生物学领域引入至医学领域，自引入此种技术开始，在临床诊断疾病上就起到了较为明显的作用，核磁共振成像可直接呈现3D立体层级图像，有矢状面、横断面及冠状面三条轴线。因其自身所具有的性质，相比较影像学CT断层成像技术，优势显著。除图像更为清晰、不会产生CT伪像外，对人体无辐射作用。传统CT技术或进行增强扫描时，需注射造影剂，而核磁共振技术成像无需注射，对人体伤害相对更小。如今，核磁共振技术发展迅速，经多年临床有关人士研究发现，此种技术对于诊断原发性肝癌、腰椎间盘突出、脊髓空洞、脊髓积水、脑部内外血肿、脑部肿瘤、颅内动脉瘤、椎管内肿瘤及动脉、静脉血管形态畸变、脑部缺血等疾病及症状具有很显著的效果。其中椎管肿瘤作为一类较为易发的肿瘤疾病，于临床应用核磁共振技术进行诊断目前已较为普遍，成为必不可少的检查诊断方法[3]。本文就核磁共振技术对椎管肿瘤诊断的临床价值进行深入探讨，选自2013年1月—2014年3月我院收治的65例患有椎管内肿瘤的患者，均于手术前进行临床核磁共振检查，于术中进行临床病理检查，对于两种检查方法的准确性进行分析。

1资料与方法

1.1一般资料

选择2013年1月—2014年3月我院收治的65例患有椎管内肿瘤的患者，其中男44例，女21例，年龄均在18～68岁之间，平均年龄约为37岁左右，患者临床首发症状为肢体麻木的有46例，占总患者数的70.77%，根痛的有22例，占总患者数的30.85%，肌肉萎缩的有14例，占总患者数的33.85%，运动障碍的有21例，占总患者数的32.31%，呼吸困难的有6例，占总患者数的9.23%。所有患者均接受核磁共振检查及临床手术病理检查。

1.2检查方法

本组65例患者于术前均进行核磁共振检查，具体使用飞利浦厂家生产，型号1.5T超导磁共振成像仪器对患者进行核磁共振全方位扫描，常规采取T1WI、T2WI、STIR及矢状、横断、冠状面等扫描方法进行扫描，发现病灶区域后，采用Gd-DTPA增强扫描方法进行扫描，具体使用造影剂剂量由临床影像学医师根据其患者情况而定。扫描重点在于椎管肿瘤的具体位置、大小、形态及信号特点，全方位扫描后经多位临床专家会诊确定肿瘤的定位及定性。所有患者进行手术时取活体制作病理切片送检。由病理检查对核磁共振检查的确诊及误诊概率进行综合分析。

1.3统计学分析

采用spss16.0统计学软件对以上患者的临床基本资料及本次研究实验数据进行处理分析，计数资料采用χ2检验，患者本次研究实验数据以P＜0.05作为组间数据差异具有统计学意义。

2结果

本次研究共65例患者全部经核磁共振进行诊断，具体肿瘤类型及比例如下表1所示。

根据上表中数据所示，65例患者中诊断出血管母细胞瘤2例、星型细胞瘤15例、神经鞘瘤3例、转移瘤12例、脊膜瘤12例、室管膜瘤9例、神经纤维瘤7例、脂肪瘤5例；于手术前所有患者均经病理学检查，确诊血管母细胞瘤2例、星型细胞瘤15例、神经鞘瘤3例、转移瘤12例、脊膜瘤12例、室管膜瘤9例、神经纤维瘤7例、脂肪瘤5例，发现两种检查方法检查出患有的肿瘤类型完全符合，符合率达到100%。

3讨论

椎管肿瘤在临床中属于比较常见的一种疾病，占神经系统肿瘤的10%～15%，按照椎管肿瘤的发生部位，于临床将其划分为四种类型，即髓内肿瘤、髓外硬膜外肿瘤以及髓内硬膜内肿瘤。髓内肿瘤常见有星形细胞瘤、室管膜瘤，约占椎管肿瘤的15%左右[4]。多发生于20~50岁，以疼痛为最常见的首发症状，逐渐出现肿瘤节段以下的运动障碍和感觉异常，表现为肢体无力、肌肉萎缩和截瘫，肌张力和腱反射异常。髓外硬膜内肿瘤占椎管肿瘤60%，常见有神经纤维瘤、神经鞘瘤、脊膜瘤等。多发生于20~60岁，病程较长，典型症状为神经根疼痛，以后出现肢体麻木、酸胀感或感觉减退。随着症状的进展可出现瘫痪及膀胱、直肠功能障碍。髓外硬膜外肿瘤占椎管肿瘤25%，多数是转移瘤、淋巴瘤。多见于老年人，病程进展较快，疼痛是最常见的首发症状，很快出现严重的脊髓压迫症。淋巴瘤常累及胸腰椎，主要表现为脊髓和神经根受压症状，以局部疼痛最为多见，逐渐出现下肢运动、感觉障碍和括约肌功能紊乱[5]。椎管肿瘤是一类具有特殊性的疾病，其早期症状轻，体征不典型，主要表现为：神经根型疼痛，四肢肌力减弱，甚至肌肉萎缩，大小便失禁等，一般很难发现或者诊断[6]。临床上传统应用CT或其他影像学诊断方法诊断的效果略见一斑，目前新兴起核磁共振成像技术进行肿瘤诊断效果较为明显，并逐渐广泛的应用到临床。脊柱疾病由于其位置较为特殊，一般影像学设备伪像较多，并不可避免，然而此种诊断方法的介入解决了这个难题，使临床诊治此类疾病有了相当重要的突破性进展。本文选取2013年1月—2014年3月我院收治的65例患有椎管内肿瘤的患者，其中男44例，女21例，年龄均在18～68岁之间，平均年龄约为37岁左右，根据本次研究所记录数据显示，本组患者手术前经核磁共振技术进行诊断的检查结果相对来说诊断准确性较高。本次研究所有65例患者全部无意外进行核磁共振检查，发现脊膜瘤12例（占18.46%）,转移瘤12例(占18.46%)，星形细胞瘤15例(占27.08%)，神经鞘瘤3例(占4.62%)，室管膜瘤9例(占13.85%)，神经纤维瘤7例(占10.77%),脂肪瘤5例(占7.69%)，血管母细胞肿瘤2例(占3.08%)。总结上述65例患者的核磁共振检查结果发现，不同类型的椎管肿瘤在临床核磁共振成像上有不同的特点，例如本次研究中15例患者发现患有星形细胞瘤，其病灶脊髓部位有较为明显的变宽现象，呈现梭形，并可牵连附近3～4个脊髓节段，此类肿瘤扫描多以T1WI为低信号，以T2WI为高信号，其中一部分肿瘤可伴有脊髓空洞表现，若进行核磁共振增强检查，可发现不均匀的结节状肿瘤信号，特点较为明显；除星形细胞瘤外，神经鞘瘤、神经纤维瘤、脊膜瘤、髓内血管母细胞瘤也都相应具有较为明显的临床核磁共振检查特点，本次研究中有3例患有神经鞘瘤患者，其核磁共振成像有肿块样阴影，位置多在脊髓背侧，病灶边缘多圆润，界限较为明显，其病灶位置核磁共振扫描信号T1WI多为低信号或较低信号，T2WI多为高信号；本次研究中发现有7例患者检查除患有神经纤维瘤，在此将其与神经鞘瘤相区别，具体区别在于神经纤维瘤属多发肿瘤，并且病灶的细致位置与神经鞘瘤有所不同；本次研究中发现有12例患者患有脊膜瘤，其核磁共振成像有明显位置性，多于胸髓部或颈髓部位后外侧，呈圆形的肿块影像，边缘较为清晰，一般与硬膜相邻，扫描信号T1WI多为较低信号或低信号，T2WI也多为较低信号或低信号；相比于以上几种肿瘤中核磁共振扫描T2WI多为低信号或较低信号，血管母细胞瘤的信号表现有所不同，T1W2为混杂高等信号，于增强扫描发现肿瘤有较为明显的结节状，在病灶周围脊髓有变宽现象，并于细胞瘤周围具有较为复杂血管流空的低信号，核磁共振成像相比较之前几种肿瘤有明显区别。根据笔者以上分析可知，核磁共振技术对于椎管肿瘤的诊断有很高的灵敏性，具体对于病灶的诊断多可通过扫描信号T1WI与T2WI进行，综上所述，核磁共振对于椎管肿瘤具有较好的诊断效果，而且操作也比较简单，在临床具有广泛推广使用的价值。

[

参考文献]

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核磁共振技术的基本原理篇6

【关键词】磁共振；PET；恶性肿瘤；原发病灶

TheClinicalValueofMagneticResonanceImagingtoDetectMalignantSystemicClassPETAnalysis/JIANGYun-song，HELi，ZHULi.//MedicalInnovationofChina，2016，13（31）：131-134

【Abstract】Objective：Toanalyzetheclinicaldiagnosiseffectofmagneticresonancewhole-bodyPET（PositronEmissionTomorgraphy）imaging，alsoknownasdiffusion-weightedwhole-bodyimagingwithbackgroundbodysignalsuppression（DWIBS）inthedetectionofmalignanttumor.Method：Thedataof48patientswhowerediagnosedastumorinourhospitalwerecollected.48patientsweregivenmagneticresonancewhole-bodyPETdetectionasexperimentalgroupand48casesweregivenordinarymagneticresonancedetectionascontrolgroup.Thedetectionresultsoftwogroupswerecompared.Result：Theimagecontrastandresolutionof48tumorpatientsreachedtheconditionofdefinitediagnosis.Themalignanttumorswere32casesintheexperimentalgroup，theirprimaryfociandmetastasisfocishowedhighDWIsignal，ADCimageshowedlowsignal，thedetectionaccuracyratewas94.11%.Themalignanttumorswere24casesinthecontrolgroupaftertheconventionalmagneticresonancelocalorfocusscan，thedetectionaccuracyratewas70.58%.Comparedtwogroups，thedifferencewasstatisticallysignificant（P

【Keywords】MRI；PET；Malignanttumor；Primarylesion

First-author’saddress：JiangxiJingdezhenCityPeople’sHospital，Jingdezhen333000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.31.038

磁共振全身类PET（PositronEmissionTomorgraphy）成像技术现基础还处在发展阶段，属于医学上MRI的一种新技术手段，早在2014年由多位科研工作者提出这一项技术[1-4]。磁共振全身类PET技术在实现一次性大范围扫描的同时也可以在人类身体中的各种器官组织信号背景的基A上加强对于肿瘤病变位置的显示，尤其是在检测各种病变组织中恶性肿瘤和病变位置的转移病灶检测也非常准确。通过磁共振全身类PET技术不但能获得全身肿瘤筛查的信息，而且还有恶性肿瘤TNM分期以及随诊等重要信息。磁共振全身类PET技术优点就是无辐射对人体不会造成损伤，其次是不需要注射造影剂，对检查也更为方便。其检查费用也低于PET-CT[5-8]，成像的信噪比更高。常规的T2WI图像和全身类PET成像技术融合可以准确地显示出病变组织中的恶性病变位置、解剖位置等多种较为重要信息，所以磁共振全身类PET技术在临床上检测恶性肿瘤的确诊有着重要意义。

1资料与方法

1.1一般资料收集本院2013年3月-2014年3月48例自愿通过全身类PET成像技术与常规MRI扫描共同检测确诊肿瘤患者并征得患者同意，确诊恶性肿瘤患者34例，其余14例为良性肿瘤，22例患者有肿瘤周围组织侵犯，19例患者有器官转移病灶。其中骨转移2例，肺转移4例，淋巴结转移5例，肝脏转移2例，脑转移3例，卵巢转移3例；肺癌7例，肝癌8例，胃癌3例，乳腺癌4例，其他恶性肿瘤12例。48例患者同时进行磁共振全身类PET检测标记为试验组和普通磁共振检测标记为对照组。入选标准：无肝炎和结核等传染病以及手术史，无明确肿瘤等病史。其中男31例，女17例；年龄32～81岁，平均（51.0±15.9）岁，两组患者的年龄、性别比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2方法对照组使用普通磁共振检测获得图像并进行分析，试验组在使用常规MRI扫描后对图像进行WB-DWI检查获得类PET图像。观察病变组织，此时多注意观察它的信号强度、病变组织部位和范围，以及测量病灶ADC的值。两组仪器都使用本院引进的西门子1.5T磁共振扫描仪，内置体部大线圈。序列选用SE-STIR-DWI-EPI，参数为TR：5100ms，TE：Minmunm（103）ms，TI：180ms，b=0，600s/mm2，层厚：7mm，层间距：-1mm，FOV：40×40cm，矩阵：96×128，NEX：6尺，每段层数：30层，全身设8段完成。进行第一段和第三段的预扫描，此时记录每段的中心频率，以及计算出两段的中心频率平均值，然后将其应用于每段的中心频率扫描。这个时候要采集8段和全身扩散加权像对应的SSFSE图像，其可以应用到做解剖的融合图像。利用IVI和HDMIP技术重建出全身冠状位的图像，将图像反转成黑白，此时得出的图像类似PET-CT的整体图像。

1.3图像分析将常规磁共振扫描与全身类PET成像两者相互融合的图像数据传至工作站，经过图像重建，将图像黑白翻转之后得到图像，两名以上的经验丰富的医师分别进行判断，并最后讨论结果。由于骨骼系统在DWIBS的信号表现与年龄有关，而骨骼系统的转移灶多使用背景抑制全身扩散加权成像（diffusion-weightedwhole-bodyimagingwithbackgrounebodysignalsuppression，DWIBS）信号检测。所以在原始轴面DWI像上测量L3椎体和L3-4椎间盘的信号值，ROI设定为10mm2，最后选3个不同区域的值来取平均值。

1.4统计学处理使用SPSS18.0统计软件进行分析，计量资料采用（x±s）表示，比较采用t检验，计数资料采用字2检验，以P

2结果

试验组通过在常规磁共振扫描的基础上加上全身类PET成像技术，利用IVI技术和HDMIP技术重建出全身冠状位的图像[9]，原发病灶和转移病灶在DWI图像上均显示高信号，其中ADC显示则为低信号，48例肿瘤患者两组图像的对比度和图像的分辨率均达到确诊评估的要求。试验组检测后发现32例恶性肿瘤，其中2例对肿瘤情况恶性低估，检测准确为94.11%（32/34）；原发病灶患者43例，检测准确率达89.58%（43/45），转移病灶17例，检测准确率达89.47%（17/19）；组织侵犯20例，检测准确率达90.90%（20/22）。对照组在常规磁共振扫描检测后只能准确评估24例，检测准确率为70.59%（24/34）；发现原发病灶患者32例，检测准确率达66.67%（32/48），转移病灶11例，检测准确率达57.89%（11/17）；组织侵犯13例，检测准确率达59.09%（13/22）。两组检测结果比较差异均有统计学意义（P

3讨论

磁共振全身类PET成像技术又称为背景抑制全身扩散加权成像[10-13]，作为一种一次性全身大范围扫描的新技术，它在对原发病灶、转移病灶以及组织侵犯检测上都具有高敏性。在常规磁共振扫描的基础上进行全身扩散加权成像，通过IVI技术和HDMIP技术重建出全身冠状位的图像对于肿瘤的病变组织和加强病灶部位的对比，可以清楚地看到肿瘤病变的图像显示。相较于PET-CT的辐射造成的人体损伤，磁共振全身类PET成像技术的优势在于其不具有任何辐射，对人体完全没有任何损害[14-16]。部分患者由于病情复杂，普通的磁共振或者CT技术并不能明确确诊，而磁共振全身类PET成像技术对于肿瘤能够清楚的显示出它的位置所在，也能够发现肿瘤的恶良性等多重信息的优势。

恶性肿瘤的原发病灶和转移病灶及组织侵犯的细胞繁殖能力异常的旺盛，由于它的细胞密度高且细胞外容积小，这个时候的生物膜的结构对水分子弥散的限制出现在弥散图像上明显呈现高信号。根据一些临床医疗人员分析出星型的细胞瘤和胶质的母细胞瘤他们之间的ADC值存在明显的差异对比，而且在DWI图像上和ADC值上它们的信号强度也有所不同，良性的肿瘤ADC值与正常值的ADC降低幅度则会大大小于30%[17-18]。所以全身类PET成像技术在辨识肿瘤病灶尤为突出，对于肿瘤的良恶性肿瘤是否有扩散都能清楚的通过图像看到。

本研究的48例肿瘤患者在确诊之前无肿瘤和手术等病理，完全符合这次研究的入选。同时经过常规磁共振和磁共振全身类PET的检测结合临床病理等确诊的48例患者中发现了34例恶性肿瘤，他们的恶性肿瘤都是细胞密集度高，特点都是细胞核浆比率高。磁共振全身类PET成像技术是通过发现患者的细胞膜结构和细胞分子遭到破坏等变化强弱显示来确定细胞组织病理状态，在肿瘤病变图像上它的位置都是高信号的呈现。根据多名医学人员研究表示鉴定肿瘤的良恶性可以通过ADC值来确定[19]，说明磁共振全身类PET成像技术具有高敏感等优点。48例肿瘤患者同时进行常规磁共振和磁共振全身类PET检测，试验组检测后发现32例恶性肿瘤，其中2例对肿瘤情况恶性低估，检测准确为94.11%，对照组只能准确评估24例，检测准确率则为70.58%，两组比较差异有统计学意义（P

综上所述，磁共振全身类PET成像技术在检测肿瘤方面具有关键确诊性意义，能够精准判断出恶性肿瘤，为临床确诊提供了有力的图像说明。

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