核磁共振主磁体的分类以及高场强的优缺点

紫眸轻烟

主磁体是核磁共振成像设备最重要的组成部分之一，磁体的类型决定了磁场均匀度与稳定性，并直接影响核磁共振设备性能和成像效果。
今天从磁体材料和磁体场强两个方面来了解一下磁共振主磁体。
主磁体按制造材料可以分为两类，一类是永磁磁体；一类是电磁体；

永磁体一般由稀土材料制造而成，比如钕铁硼、铁钴镍等。永磁体可以永久保持磁性，其造价和维护费用相对较低，并且可以设计成开放式、大口径，对于有幽闭恐惧症的患者来说是个福音。
但是永磁体磁场强度低、磁场均匀性不及超导磁体，热稳定性比较敏感，对安装环境要求较高，一般要求恒温控制，环境温度要求在正负1度内变化。

永磁体
电磁体又可以分为常导电磁体和超导电磁体。
常导电磁体一般是由铜导线绕制的线圈，线圈通电产生磁场，耗能比较大，维护费用也比较高。常导磁体产生的磁场强度一般在0.4T以下，现在这类设备比较少见；

常导电磁体核磁共振成像仪
超导磁体是利用超导材料在低温下零电阻的特性，通过将超导线圈置于制冷环境中达到超导状态，励磁后产生强大的磁场，并且不再消耗电能。
超导磁体具有高磁场强度和高均匀度的特点。 医用核磁共振成像仪典型的代表有1.5T、3.0T超导核磁成像设备。

超导核磁
主磁体按磁场强度来分，可以分为低场、中场、高场和超高场几类。
低场：磁场强度小于0.5T；
中场：磁场强度介于0.5T-1.0T；
高场：磁场强度介于1.0T-2.0T(1.0T,1.5T,2.0T)；
超高场：磁场强度大于2.0T（3.0T，4.7T,7.0T，9.4T....）
对于核磁共振成像设备来说，一般都追求高场强。最主要的原因是磁共振图像的信噪比与主磁场强度成正比。下面介绍一下高场强核磁设备的优缺点。
高场强的优点：
1、提高信噪比；
当磁场强度B0增大时，检查对象的磁化强度M0也随着增大，高低能态质子数的差值也增大，从而提高了信噪比。在一定的场强范围内，磁场强度与信噪比呈正比关系。
2、高信噪比前提下能进一步加快采集速度；
高场强下有较高的信噪比，从而可以减少累加采样次数，加快成像采集速度。
3、对于波谱分析来说，高场强能提高频谱分辨率，增加物质区分能力；
对于波普分析来说，高场强能增大质子的频率差异，从而提高分辨率。1ppm的差异，对于1.5T的磁场，差异是1.5X10-6T。而对于3.0T磁场，则是3.0 x 10-6T。可以明显增加物质区分能力。
4、更容易实现脂肪抑制成像；
由于水、脂肪中H质子频率差异较小，高场强也能加大水和脂肪中H质子的频率差异，从而更容易实现脂肪抑制成像。
5、增加Bold效应；
高场强能增加磁敏感效应，从而增加血氧饱和度依赖（BOLD）效应，使脑功能成像的信号比变化更为明显。
高场强的缺点：
1、成本、价格随场强的增大而大幅增加；
2、噪音增加；
可以采用一些静音技术降低噪声，但是也进一步增加了设备成本。
3、能量沉积增加；（SAR值升高）
SAR(Specific absorption ration) 射频特定吸收率与主磁场的平方成正比，高场强下射频脉冲的能量在人体内积累明显增大。这也是为什么现今临床使用的核磁成像设备最大场强是3.0T的原因之一。
对于一些科研用设备来说，已经有4.7T，7.0T，9.4T核磁共振成像仪，但基本都是用于实验动物研究。
4、伪影增加；
运动伪影、化学位移伪影以及磁化率伪影等在3.0T的高场设备上更为明显。