1、MRI系统的组成：
①磁体匀场线圈
②RF系统（射频发射和接收、RF线圈、RF屏蔽)
③梯度系统
④患者操作和通讯
⑤生理监控和门控
⑥信号处理和影像重建
⑦影像数据库、显示、分析和网络传输
⑧对比剂
2、生物效应和MRI安全性：
①静磁场(B0)
磁力/磁矩和投射效应
与其他设备的干扰（植入物和医疗设备)
致冷剂失超
暴露于强磁场
幽闭恐惧症
②时间变化磁场
周围神经刺激(PNST)
听觉噪声
③射频波（B1）
感应电流致热效应或环形导线接触烧伤
RF吸收{SAR)
④患者操作
激光束
检查床移
⑤对比剂
对比剂反应
毒性和NSF
3、全身MRI磁体：
①圆柱水平磁场
场强较高（0.5~3.0T)
影像质量较高
②开发式垂直磁场
场强较低(0.2~1.0T)
幽闭恐惧症几率较低
4、超导磁体：
①超导=零电阻
②绕组浸在4.2K的液氦中
③液氦周围包绕77.4K的液氮
④通过真空层和热屏蔽层隔热，后者由“冷头”冷却
⑤致冷剂=液氦+液氮
5、磁共振成像系统对人体和环境的影响：
①进行MRI检查时受检者需要暴露于静磁场、梯度磁场、以及射频磁场的辐射之中，从理论上讲上述各种场都将产生相关的生物学效应。
②静（主）磁场B0有不断提高之趋势。静磁场对生物体的影响至今没有完全阐明。
③目前FDA将临床人体成像的最高场强限制在3.0T以内。
④FDA还明确规定，因场强超过规定限值而造成的一切后果由MRI制造商承担。
⑤在静磁场的生物效应明确之前。超高场强成像（如7.0T和9.4T MRI设备的人体成像)目前只能严格限制在实验室和研究机构中进行。
6、静磁场的生物效应：
①>3T，仅有短暂效应，比如眩晕、恶心和金属味
②FDA对于静磁场的显著风险标准：
8T，对于成人、儿童和大于1月的婴儿
4T，对于小于1个月的新生儿
7、温度效应：
①静磁场对哺乳动物体温的影响称为温度效应
②1989年富兰克(G.S.Frank)等人采用荧光温度计在精确的实验和环境条件下对1.5T磁场中人体的体温变化进行了测量，该实验所用的测温方案比较科学其结果很快被广泛接受，它证明静磁场不影响人的体温。
8、磁流体动力学效应：
①定义：指处于静磁场环境、心血管系统中的血流以及其它流动液体（如脑脊液）产生的生物效应。
②在静磁场中它能使血液中红细胞的沉积速度加快、感应出生物电位、以及心电图发生改变等。
9、静态血磁效应：
①血液在磁场中的沉积现象称为静态血磁效应。
②血液中的血红蛋白是氧的载体，它的活性成分为血红素。由于血红素含有一个铁离子（血红素铁），使它具有一定的磁性。但这种磁性与血红蛋白的氧合水平有关：脱氧血红蛋白有非常大的磁矩，表现为顺磁性；氧合血红蛋白则没有磁矩或顺磁性效果，
③脱氧血红蛋白的顺磁特性。有可能使血液中的红细胞在强磁场(包括强梯度场)中出现一定程度的沉积。沉积的方向取决于血流在磁场中的相对位置。
由于动、静脉血含氧量不同（血红蛋白的氧合水平不同)，沉积的程度也稍有不同。
根据这一原理。在强静磁场基础上通过施加强梯度场可以分离血液。
④由于血液的流动可以完全阻止血细胞的沉降，或者说它是以抵消红细胞微弱磁性所致的沉降加速度。因此单纯在静磁场环境中，静态血磁效应可以忽略不计。
10、动态血磁效应：
①心血管系统在磁场中诱导出生物电位现象称为动态血磁效应。
②该生物电位与血流速度、脉管直径、磁场强度、磁场和血流方向的夹角以及血液的磁导率等因素相关，且在肺动脉和升主动脉等处最明显。
③生理学的研究表明，心肌去极化的阈值电压约为40mV，此阈值电压已经相当于磁场强度为3T的静磁场中产生的血流电压，这可能是超高场磁共振成像过程中容易出现受检者心律不齐或心率降低等变化的原因。
11、心电图改变：
①处于静磁场中的受验者ECG将发生变化，主要表现为T波的抬高以及其它非特异性的波形变化（如小尖头波的出现等）。
这是生物电位诱导变化的结果。在临床诊断中T波幅度的抬高认为是心肌梗死。心肌缺血或钾导中毒的表现。
②MR成像中，由静磁场引起的ECG变化并不伴随其它心功能或循环系统的功能不全。因此一般认为没有生物风险，
③对于有心脏疾患的受检者，则有必要在MRI检查过程中全程监测其ECG的变化。
12、中枢神经系统效应：
①神经信息传递的本质是神经电位的传导。
②外加静磁场可能对神经电荷载体或传导过程产生影响和干扰。
③从理论上分析如果干扰发生在轴突或有突触联系的神经接头部位，可能促进神经突触处乙酰胆碱和去甲肾上腺素等神经递质的释放，从而导致神经活动的误传导。
④研究结果表明受检者急性、短期地暴露于3.0T及以下的静磁场中时，中枢神经系统没有明显的不良反应和生物学影响。
⑤在4.0T以上的超高场MR设备中，大多数志愿者会出现眩晕、恶心、头痛，口中有异味等主观感觉，这表明超高场磁体和静磁场环境可导致人体某种显著的神经电生理变化。
⑥超高场的生理效应基础以及应对措施等均需要进一步深入研究，这也是阻碍7T设备进入临床应用阶段的安全障碍之一。
13、射频场的生物效应：
①人体是具有一定生物电阻的导体，当人体受到电磁波照射时就有将电磁波能量转换为欧姆热量的能力，这一过程类似于“微波炉”效应。
②研究表明，MR成像扫描时RF激励脉冲“蕴藏”的电磁波功率等全部或大部被人体组织、器官等所吸收。其生物效应主要表现为人体体温的变化。
14、RF感应电流的热效应：
①在环形导体（电线、导联和线圈）甚至身体组织内感应出电流，导致局部升温。
②防止受检者受感应电流的灼伤：使用海绵垫使受检者身体与磁体孔壁隔开，使其手握挤压球。
15、防止感应电流烧伤患者：
①暴露电线和导联
②确保所有线圈与扫描仪连接
③患者摆位时手臂和腿不要交叉或接触以形成电流环路
④核查医疗垫片和纹身
16、射频能量的特殊吸收率——特殊吸收率
①SAR值是组织中电磁能量吸收值或RF功率沉积值的度量。即单位质量生物组织中RF功率的吸收量，其单位为W/kg。
②SAR值也可理解为每秒钟传递RF能量的多少。也是一种速率的概念。
③SAR又有局部SAR和全身SAR之分，它们分别对应于局部组织和全身组织平均的射频功率吸收量。
④在MR成像中，SAR的大小与质子共频率（静磁场强度），RF脉冲的类型和角度（90°或180°）、重复时间和脉宽、线圈效率、成像组织容积、组织类型（电特性)、解剖结构等许多因素有关。
⑤MR检查中，组织吸收的RF电磁能大部分转换为热能释放出来，温度效应是RF场最主要的生物效应。
⑥RF脉冲照射引起的实际组织温升还决定于照射时间、环境温度以及受检者自身的温度调节能力（表浅血流量、出汗率等)。
17、与组织尺寸大小的关系：
①组织的尺寸大于波长，射频能量大部分在组织表面被吸收。
②组织的尺寸小于波长，RF波的穿透便增多。射频功率的吸收就减少。
③组织的尺寸等于波长的一半时，RF功率的吸收量最大。这一峰值吸收功率对应的RF频率就是共振频率。
18、安全标准：
①接受连续电磁波辐射时，全身组织平均的射频功率吸收量（即全身平均SAR)不能超过0.4W/kg。
②美国FDA制定的医疗用途RF电磁场安全标准为：全身平均SAR≤0.4W/kg。或者每克组织的SAR空间峰值≤8W/kg。
19、降低SAR：
①降低RF脉冲的速率（GRE对SE、减少层数、长TR、短ETL等)
②减少每个脉冲中RF的沉积（减小FA、低SAR脉冲）
③减少采集次数（部分K空间）
④限制RF辐射的容积（局部线圈)
⑤RF的更有效使用（3D）
⑥高与低SAR扫描间隔进行和/或增加“冷却”时间
⑦增加扫描孔腔内的空气流动，保持磁体间适当温度和湿度
20、射频场对体温的影响：
①MRI扫描中RF波所传送的能量使体温得以升高的程度与多种生理、物理及环境因素有关，如RF照射时间的长短、能量沉积的速率、环境温度和湿度的高低、病人体温调节系统的调节能力等。
②静磁场与体温无关。因此，MR成像检查时病人体温的变化是射频场作用的结果。
③相关研究表明，MR成像扫描中组织的温升主要来自磁感应，而电场的贡献几乎可以忽略。
④RF辐射主要被外周组织所吸收。因此在体表可达到最大的欧姆热。而在体内中心处的温升接近于零。
⑤MR成像扫描可导致皮肤温度的显著升高。尽管由于体表温度涂抹效应的存在，机体的温度调节系统对温度负载能够在人体中进行重新分布，但是如果不控制SAR的阈值，会增加发生皮肤灼伤的可能性。
⑥对于老年受检者、各种原因所致的发热患者、糖尿病人、心血管病患者、肥胖病人等体温调节机能有可能受损或不健全的病人，接受高SAR值扫描时的生理反应过程和安全性需要认真评价。
⑦由于钙阻断剂、受体阻断剂、利尿药、血管舒张剂等药物有可能影响机体的体温调节功能。当这些药物的使用者进行检查时必须注意观察其体温的变化。
⑧人体中散热功能不好的器官，如睾丸、眼等对温度的升高非常敏感。因此，这些部位容易受到MRI射频脉冲的辐射损伤，需要尽量避免对其进行长时间、高SAR值的MRI检查。
21、梯度场的生物效应：
梯度磁场的高速切换导致梯度磁场强度的剧烈变化，并对人体造成一定的影响，特别是引起周围神经刺激，因此实际应用时梯度磁场强度和切换率的工程数值是有阈值限制的。
22、梯度性能：
①最大幅度 45mT/m
②切换率 200T/m/s
③FOV和线性
④保真度 预补偿和涡流补偿
⑤工作循环
23、感应电流与周围神经刺激效应：
①梯度磁场只在扫描时产生，且工作在高速切换的开关状态，即脉冲状态。
②根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场在导体中将感应出电流。
③人体组织作为导体，当穿过它的磁通量发生变化时同样会产生感应电流并在人体内部构成回路。越是靠近机体外周的组织电流密度越大（作用半径大）。而越接近身体中心的组织电流越小。
④当机体外周的组织感应电流密度达到神经活动电流密度3000μA/cm2的10%这个安全阈值（300μA/cm2)时，就有可能导致误动作，例如皮肤感觉神经或外周骨骼肌神经受到感应电流的强刺激会发生抽搐或收缩，即周围神经刺激效应。
⑤梯度场产生的这种感应电流是其生物效应的主要来源。
24、心血管效应：
梯度磁场产生的感应电流对心血管的作用为直接刺激血管和心肌纤维等电敏感性细胞，使其发生去极化过程，引起心律不齐、心室或心房纤颤等。
25、磁致光幻视：
①在4.0T及以上超高场MRI设备的静磁场环境中，梯度感应电流作用于中枢神经系统可导致视觉磁致光幻视又叫光幻视或磁幻视，是指在梯度场作用下受检者眼前出现闪光感或色环的现象。
②这种现象目前被认为是电刺激被检者视网膜感光细胞后形成的视觉紊乱，是梯度场最敏感的生理反应之一。
③光幻视与梯度场切换率和静磁场强度均有关系，且在梯度场停止后自动消失。
26、梯度场安全标准：
①美国FDA梯度场安全标准是MRI扫描过程中病人所经受的梯度场变化率不能达到甚至超过使外周神经出现误刺激的阈值，且至少要有三倍以上的安全系数和裕量。
②最大梯度场变化率在6T/s以下。
③FDA标准是将梯度脉冲的脉宽和切换率联系起来定义的：梯度脉冲的脉宽越大，允许的梯度切换率就越小。
27、FDA关于梯度场显著风险标准：
①梯度场的任何变化率都足以使受检者产生严重不适或疼痛的神经刺激(PNST)。
②此阈值可通过测试20名志愿者来获得，使他们感觉中等和疼痛的PNST(首控摸式)。
③梯度性能低于20T/s的系统。可 以认为低于PNST的阈值(普通模式)。
28、梯度噪声：
①梯度线圈工作时梯度磁场不断开启和关闭。在主磁场的共同作用下，梯度线圈将产生很强的洛伦兹力，使梯度线圈的载体在梯度磁场转换期间发生剧烈的机械振动，从而产生扫描时的特殊噪声。
②MRI设备的主磁场强度越高、梯度电流脉冲上升速度越快或脉冲的频率越高，机械振动发出的噪声就会越大。
③梯度噪声可达到110dB以上，不仅影响医患之间的通话联络，还可对受检者造成一定程度的心理或生理伤害。
④心理伤害是指病人恐惧心理的加剧，而这种恐惧是癫痫和精神密闭症的诱发因素。
⑤生理伤害主要表现为暂时性〔可逆性)听力下降。更严重的是，对于那些噪声高度敏感型病人，造成永久性听力损害或其它精神效应的可能性是存在的。
⑥在EPI序列及各种运用复杂梯度波形的超快速成像技术中，梯度噪声的危害更大。
⑦英国卫生部于1993年制定了“临床用磁共器诊断设备安全性指导原则”。该原则要求对于噪声超过85dB的MRI扫描，需采取一定的听力保护措施，例如使用磁共器专用防躁音耳塞、防磁耳机并播放音乐、或者其它阻声器材以抵消、对抗噪音，保证受检者的安全。
⑦目前降低梯度噪声的静音技术手段有：梯度线圈真空隔绝腔技术、缓冲悬挂技术、噪音固体传导通路阻断技术、静音扫描序列技术等。
⑧此外，磁体间墙壁和天花板可以使用专业吸音材料以达到降低或消除反射噪声的目的。
29、磁场对环境的影响：
①当磁体边缘杂散磁场的场强达到一定程度时，就可能干扰周围环境中那些对磁敏感性强的设备，使其不能正常工作，甚至造成损坏。
②MRI设备对其周边环境及设备的使用存在磁影响，因此它们之间必须保持一定的安全距离。
③磁影响通常在5高斯线区域内非常显著，而在5高斯线以外区域逐渐减弱。
④在MRI设备磁体的5高斯线处应设立醒目的警示标志。
30、环境对磁场的影响：
①MRI设备的“共振”信号仅当氢质子处于静磁场中，并且受到一定能量的射频脉冲激励时才会产生，因此MRI设备的场所和布局设计必须考虑强磁场和射频场对环境的特殊要求。
②磁体周围铁磁环境的变化会影响和干扰主磁场的均匀程度，造成MR图像质量下降。
③磁场干扰可分为静干扰和动干扰两类。
31、静干扰：
①离磁体中心点相距很近(2米之内)的建筑物中的钢梁、铜筋等铁磁性加固物或建筑材料（金属给排水管道、暖气管道等)等均可能产生静干扰，一般可通过被动或主动匀场的办法加以克服。
②要尽量对建筑物所有墙壁、地面、墙柱及磁体基座等结构中钢材的用量加以限制，不能超过15kg/m2。
32、动干扰：
①移动、变化的磁场以及震动等干扰源称为动干扰。
②移动的铁磁性金属物体，如轮椅、汽车、电车、电梯、地铁、火车等。
③可产生交变磁场的装置和电力设施，如高压变压器、动力电缆、电车输电线等。
④震动会影响MR的图像质量，MR场地要尽量选择远离震动源的场所。
⑤对MR场地产生影响的震动可分为稳态震动和瞬态震动两种。
⑥稳态震动：通常由电动机、泵、空调压缩机等引起。
⑦瞬态震动：通常由变通工具（如汽车等)、行人、开关门等引起的震动。其数值不得超过0.005m/s2（从0到峰值)。
⑧动干扰源对磁体主磁场的影响程度取决于它们各自的重量，距磁体的远近以及交变磁场的强弱等因素，其特点是随机性的，难以补偿，非常有害。一般可允许的最大交变磁场干扰为0.001高斯。
33、磁共振成像的安全性：
①随着MR设备不断的发展，主磁场的强度和梯度系统的性能都有很大程度的提高，因此也会带来一些问题。
②尽管MR检查对患者及工作人员是安全可靠的，在超高场强的作用下，磁体附近的铁磁性物体极易受到吸引而造成机器或人员的伤害。
③受检病人体内的各种金属置入物也可能在磁场的作用下移位。发热或丧失功能。
④除了生物学效应以外，MRI的安全性也是一个值得注意的问题。
34、铁磁性物质——投射效应
①铁磁性物质被强度很高的主磁场吸引，以一定速度向磁体投射，这种现象称为投射效应。
②它实际上是磁体强大吸引力的外在表现。受到铁磁性投射效应作用的物质称为铁磁性投射物。
③铁磁性投射物既可以是缝衣针、别针、螺丝刀、扳手等小物体，也可能是氧气瓶、吸尘器、工具箱、轮椅等大物体。
④磁体的强度不同，铁磁性投射物“飞”向磁体时的加速度也就不同。
⑤目前临床MRI系统的静磁场场强多在0.5~3.0T之间。即使是低场系统，其场强也在地磁的数万倍以上。这种强磁场的潜在危险性首先来自所谓的投射效
应。
⑥投射效应是MRI系统最大的安全性问题之一。
35、幽闭恐惧症：
①幽闭恐惧症是一种在封闭空间内感到明显而持久的过度恐惧的疾病。
②在MR检查中，由于受检者所处的磁体孔洞比较狭小，加之梯度场噪声的干扰，有些病人就可能出现焦虑、恐慌及情绪低落等心理反应，重者诱发精神幽闭症。
36、磁体失超：
①超导材料也存在电阻
②强电流会在微小电阻中产热，导致温度升高
③当温度升至临界值时，许多材料失去超导特性
④致冷剂非常迅速的沸腾气化
37、致冷剂汽化的安全风险：
①致冷剂气化时，会替代室内空气和氧气，人会感觉窒息
②冷气导致皮肤和身体伤害
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