mri核心技术磁体与系统.docx

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mri核心技术磁体与系统

MRI技术——磁体与系统（上）

3.1引言磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）技术是运用人体内原子核在磁场内与外加射频磁场发生共振，而产生影像成像技术。

MRI是随着计算机技术飞速发展以及在X线CT临床应用基本上发展起来一种新型医学数字成像技术。

由于它既能显示形态学构造，又能显示原子核水平上生化信息，还能显示某些器官功能状况，以及无辐射等诸多长处，已越来越广泛地应用于临床各系统检查诊断中。

随着MRI技术不断改进，其功能日趋完善，应用范畴不断拓宽，是当今医学影像学领域发展最快、最具潜力一种成像技术。

磁共振成像设备（简称为“MRI设备”）在国内卫生部被列为乙类大型医用影像设备，医院需要特别申请配备允许证。

MRI设备在临床上应用日益广泛，在各系统疾病诊断中扮演着越来越重要角色，对于疾病诊断有不可代替作用。

该设备配备集中体现着医院临床诊断、以及科研工作水平。

磁共振成像设备（简称MRI设备）重要由如下四某些构成：

磁体系统、梯度磁场系统、射频系统、计算机及图像解决等系统构成，各系统间互相连接，由计算机控制、协调。

对于超导MRI设备，低温保障冷却系统也是其重要构成某些。

实际磁共振成像系统为了加快图像解决速度，普通都配备专用图像解决阵列单元；为了实行特殊成像（如心脏门控、脑功能研究等），还要有对生理信号（心电、脉搏、（无创、有创）血压、血氧饱和度、氧分压、二氧化碳分压等）进行采集、解决、分析单元。

为了实现实时脑功能成像，需要配备特殊高性能计算机柜，射频脉冲实时跟踪，实验刺激产生、传播（可通过波导孔）及控制，数据全自动后解决系统等。

图像硬拷贝输出设备（如激光相机）、软拷贝输出设备（如CD±R/RW、DVD±R/RW、MOD等光盘驱动器）也是必备。

3.2磁体系统磁体系统是MRI设备产生成像所必须静磁场（staticmagneticfield）核心部件。

磁体重要性能指标是其产生磁场强度、均匀度、稳定性及孔径大小等，这些性能指标直接关系到整个系统信噪比和成像质量。

几乎所有厂家都在努力追求可以制造出高质量、尽量高磁场强度、优良磁场均匀度、稳定可靠、尽量大开放孔径、以及尽量短磁体。

3.2.1磁体系统构成磁体系统基本功能是为MRI设备提供满足特定规定静磁场，除了磁体之外，还涉及匀场线圈、梯度线圈、以及射频发射和接受体线圈（又称为内置体线圈，Build-inBodyCoil）等组件。

上述三个线圈依次套叠在磁体内腔中，使磁体孔径进一步变小。

匀场线圈可进一步提高磁场均匀性；梯度线圈解决被检测体空间辨别率、空间定位、层面选取等成像问题；射频发射和接受体线圈用于发射射频脉冲以激发被检测体产生MR信号，同步负责接受MR信号。

对于超导磁体还必要拥有高真空、超低温杜瓦容器，以维持超导线圈超低温环境。

与磁体、匀场线圈和梯度线圈相连接是它们各自电源，即磁体电源、匀场电源及梯度电源（永磁体不需磁体电源）。

上述三种电源在控制单元作用下提供高质量电流，以保证整个系统磁场均匀和稳定。

3.2.2磁体性能指标磁体系统对于MRI设备重要性不亚于鱼对水依赖性，由磁体系统产生、均匀稳定静磁场是磁共振成像“基石”，“基石”性能决定着MRI设备“大厦”品质。

3.2.2.1主磁场强度MRI设备磁体在其扫描检查孔径内、Z轴（沿磁体孔洞方向）一定长度范畴内（1.5T超导MRI设备普通≤50厘米）产生磁场强度（即主磁场强度）均匀分布静磁场，即主磁场B0。

增长主磁场强度，可提高图像信噪比（SNR）。

MRI图像质量与主磁场强度、主磁场均匀性、梯度线圈、射频接受线圈等诸多因素有关。

当前应用于临床MRI设备主磁场强度大多为0.15~3.0T（特斯拉，tesla，为磁场强度单位，1特斯拉=10000高斯），磁场强度越高，组织磁化强度越高，产生磁共振信号强度越强。

在一定范畴内，磁场强度越高，影像信噪比越大，信噪比近似与磁场强度成线性关系。

但高场强也有某些不利因素，例如在高场强中化学位移伪影较明显，对运动较敏感而更易产生伪影。

主磁场强度高低与磁体以及整机造价成正比，当前0.35TMRI设备市场价格普通在600万元人民币左右，而进口一台3.0TMRI设备则需耗费万元人民币。

因而顾客需要在整机价格、主磁场强度、图像质量三者中进行比较、平衡、选取。

提高场强唯一途径就是采用超导磁体。

随着超导材料价格和低温制冷费用下降，超导MRI设备性能价格比不断提高。

发达国家中1.5T以上超导MRI设备已经相称普及；3.0TMRI设备从起，开始大规模进入临床；美国通用电气（GE）、德国西门子（SIEMENS）、荷兰飞利浦（PHILIP）均已开发并向市场推出7.0T超高场MRI设备，用于人体成像实验研究；与此同步在美国芝加哥9.4TMRI设备正在用于人体成像研究。

但是由于超高磁场强度静磁场对人体生物效应尚不必定，超高场MRI设备产品尚不成熟，以及有关国家关于法律或规则对其应用尚有限制等因素，7.0T及以上超高场系统至今未能广泛用于临床，但应用研究文献已有诸多刊登。

与高磁场强度MRI设备发展相反，近年来高性能低场开放型永磁MRI设备备受市场和顾客青睐、厚爱。

这不但与它所具备优良性能价格比关于，也与设备制造商在竭尽努力将中高场磁共振系统部件和技术移植、“下嫁”到低场平台，使其整机性能、图像质量大大改进直接有关。

3.2.2.2磁场均匀度磁场均匀度（homogeneity），又称磁场均匀性，是指在特定容积限度内磁场同一性，即穿过单位面积磁力线与否相似。

这里特定容积普通取一球形空间。

磁场均匀度单位为ppm（partpermillion），即特定空间中磁场最大场强与最小场强之差除以平均场强再乘以一百万。

MRI对磁场均匀度规定很高，在成像范畴内磁场均匀度决定图像空间辨别力和信噪比。

磁场均匀度差将会使图像模糊和失真。

磁场均匀度由磁体自身设计和外部环境决定，磁体成像区域越大，其所能达到磁场均匀度越低。

磁场稳定性是衡量磁场强度随着时间而漂移限度指标，在成像序列周期内磁场强度漂移对重复测量回波信号相位产生影响，引起图像失真、信噪比下降。

磁场稳定性与磁体类型和设计质量密切有关。

磁场均匀度原则规定与所取测量空间大小和形状关于，普通采用与磁体中心同心、直径一定球体空间做为测量范畴。

普通磁场均匀度表达办法是在测量空间一定状况下，磁场强度在该给定空间变化范畴（ppm值），即以主磁场强度百万分之一（ppm）作为一种偏差单位来定量表达，普通将这个偏差单位称为ppm，这称为绝对值表达法。

例如整个扫描检查孔径圆柱体范畴内磁场均匀度为5ppm；而与磁体中心同心、直径为40cm和50cm球体空间内磁场均匀度分别是1ppm和2ppm；还可表达为：

被测标本区每立方厘米立方体空间内磁场均匀度为0.01ppm。

无论何种原则，在所取测量球大小相似前提下，ppm值越小表白磁场均匀度越好。

以1.5TMRI设备为例，一种偏差单位（1ppm）所代表磁场强度漂移波动为1.5×10-6T。

也就是说，在1.5T系统中，1ppm磁场均匀度意味着：

该主磁场在1.5T磁场强度本底基本上存在1.5×10-6T（0.0015mT）漂移波动。

显然，在不同场强MRI设备中，每个偏差单位或ppm所代表磁场强度变化是不同，从这个角度讲，低场系统对于磁场均匀度规定可以低某些（见表3-1）。

有了这样规定之后，人们就可以用均匀度原则对不同场强系统，或同一场强不同系统以便地进行比较，以便客观评价磁体性能。

在实际测量磁场均匀度之前一方面需要精准定出磁体中心，然后在一定半径空间球体上布置场强测量仪（高斯计）探头，并逐点（24平面法、12平面法）测量其磁场强度，最后解决数据、计算整个容积内磁场均匀度。

磁场均匀度是会随着周边环境变化。

虽然一种磁体在出厂前已达到了某一原则（工厂保证值），但是安装后由于磁（自）屏蔽、射频屏蔽（门窗）、波导板（管）、磁体间和支持物中钢构造、装修装饰材料、照明灯具、通风管道、消防管道、紧急排电扇、楼上楼下楼旁移动设备（甚至汽车、电梯）等环境因素影响，其均匀度会变化。

因而，均匀度与否达到磁共振成像规定，应以最后验收时实际测量成果为原则。

磁共振生产厂家安装工程师在工厂或医院现场合做被动匀场和超导匀场线圈积极匀场工作是提高磁场均匀度核心办法。

MRI设备为了在扫描过程中对所采集信号进行空间定位，在主磁场B0基本上还需叠加持续递增变化梯度磁场△B。

可想而知，在单个体素上叠加这个选层面梯度场△B必要不不大于主磁场B0所产生磁场偏差、或漂移波动，否则将会变化、甚至湮没上述空间定位信号，产生伪影，减少成像质量。

主磁场B0所产生磁场偏差和漂移波动越大，表达该磁场均匀度越差，图像质量也会越低，更会直接关系到压脂序列（人体中水和脂肪共振频率仅相差200Hz）、磁共振波谱（MRS）检查成功与否。

因而，磁场均匀度是衡量MRI设备性能高低核心指标之一。

3.2.2.3磁场稳定性受MRI设备磁体附近散布铁磁性物质、磁体间环境温度和湿度、超导匀场线圈电流漂移、主磁场超导线圈电流漂移、进入磁体检查孔径人体以及人体携带体内植入物、体外携带物（例如曲别针、硬币、钢笔、钉子）等客观因素影响，磁场均匀性和/或磁场强度值会发生变化，这就是磁场漂移。

磁场稳定性就是定量评价、衡量这种漂移变化技术指标。

稳定性下降，意味着单位时间内磁场变化率增高，如果在一次磁共振扫描检查时间段内，磁场强度值和/或磁场均匀性发生了漂移，就会影响到图像质量。

磁场稳定性分为时间稳定性和热稳定性两种。

时间稳定性指是磁体所建立静磁场B0随时间而变化限度。

磁场强度值还会随温度变化而漂移，其漂移限度是用热稳定性来表述。

永磁体和常导磁体热稳定性比较差，因而对环境温度恒定能力规定很高。

超导磁体时间稳定性和热稳定性则体现优秀。

磁场漂移普通以1h或数小时作为限度。

普通说来，磁场短期（1～2h）漂移不能不不大于5ppm，而长期（以8h为周期）漂移量须不大于10ppm。

主磁场超导线圈电流或超导匀场线圈电流波动时，会直接导致磁场时间稳定性变差。

3.2.2.4磁体有效孔径磁体孔径大小限制着被检查者体型尺寸大小，延伸到磁体外部磁场范畴亦与孔径大小及磁场强度关于。

在磁场延伸范畴内，电子仪器对磁场均匀度及其自身磁场产生破坏作用，为限制磁场向外部延伸及外部磁场影响，需要采用各种屏蔽办法。

磁体有效孔径是指梯度线圈、匀场线圈、射频体线圈、衬垫、内护板、隔音腔、和外壳等部件均在磁体检查孔道内安装完毕后，所剩余柱形空间有效内径。

因而，实际磁体孔径即磁体净孔径要大得多。

例如，牛津公司UNISTAT磁体自身净孔径为1050mm，但装入匀场线圈后成为920mm，安装梯度线圈后其内径进一步减小为750mm。

对于全身MRI设备，磁体有效孔径以足够容纳受检者人体为宜。

普通来说其有效孔径尺寸必要至少达到60cm。

有效孔径过小容易使被检者产生压抑感，诱发受检者潜在“幽闭恐惊症”。

有效孔径大些可使受检者感到舒服、轻松，同步也能满足肥胖者检查需要。

然而，增长磁体孔径在一定限度上比提高磁场强度更难，由于孔径增大势必导致磁场均匀性破坏和失衡，而校正这种失衡技术难度很大，因而大孔径（普通指内径净空尺寸不不大于70cm）MRI设备是当前研发热点之一。

3.2.2.5边沿场空间范畴

磁体产生静磁场向空间各个方向散布，发散到磁体周边空间中，称为边沿场。

它强弱与空间位置关于，随着空间点与磁体距离增大，边沿场场强逐渐减少。

边沿场是以磁体原点为中心向周边空间发散，因而具备对称性，边沿场会对候诊受检者、工作人员、路过附近人员、分布在磁体周边空间电子设备导致也许伤害和损坏。

边沿场空间分布普通以磁体边沿场等高斯线在空间分布三视图（俯视图、前视图、侧视图），即等高斯线图来表达。

等高斯线图是由一簇接近于椭圆同心闭环曲线表达边沿场分布图。

图中每一椭圆上点均有相似磁场强度值（普通用高斯表达），故称为等高斯线。

由于不同场强磁体杂散磁场强弱不同，相应等高斯线也就不同。

其中以5高斯（0.5mT）“安全线”空间分布最为重要，在磁场强度一定前提下，5高斯线边沿场空间范畴越小，阐明磁体自屏蔽系统性能更好，该磁体环境安全性能也更好。

普通安全原则是：

5高斯线空间范畴以内禁止无关人员进入；5高斯线空间范畴尽量局限在磁体间内。

因而需要采用办法抑制、屏蔽磁体边沿场，缩小边沿场空间范畴，保证周边环境安全。

对磁体进行自屏蔽办法有两种。

一种是无源屏蔽法，即给磁体披上非常厚软铁，但是磁体重量会急剧增长。

另一种是当前惯用有源屏蔽法，使用一组或者几组有源线圈，仔细计算和测量边沿场分布后，设计成与边沿场大小相等、方向相反电磁场分布，从而抵消和反射磁体引起向外发散磁力线，以此达到缩小边沿场空间范畴目。

除此之外，对磁体间也可以采用特种硅钢材料包绕覆盖磁屏蔽法，将边沿场空间范畴强制压缩在磁屏蔽空间之内。

除了上述五项性能指标外，致冷剂（液氦）挥发率（升/小时）、磁体低温容器（杜瓦）容积（升）、液氦补充周期（年）、磁体长度（厘米）和磁体重量（吨）等同样是衡量超导型磁体重要技术指标。

3.2.3MRI设备磁体类型MRI设备类型繁多。

按照使用用途分类有动物MRI专用设备、药物分析MRI专用设备、矿物和工业探伤MRI专用设备、以及医用人体MRI设备等。

本书讨论范畴仅限于应用于人体磁共振成像MRI设备。

按照磁体类型分类有永磁型MRI设备、常导型MRI设备、超导型MRI设备以及混合型MRI设备。

按照磁体产生静磁场磁场强度大小分类可分为低场（0.1T～0.5T）MRI设备、中场（0.6T～1T）MRI设备、高场（1.5T～2T）MRI设备、以及超高场（3T及以上）MRI设备。

3.2.3.1永磁型磁体永磁型磁体（permanentmagnet）是最早应用于MRI全身成像系统磁体，由具备铁磁性永磁材料构成，可用于永磁体磁性材料重要有铝镍钴、铁氧体和稀土钴三种类型。

国内有丰富稀土元素，也能大量生产高性能稀土永磁材料（如钕铁硼）。

这些材料都是生产永磁磁体优质原料资源。

永磁型磁体磁场强度衰减极慢，几乎永久不变，且运营维护简朴，无水电消耗，磁力线闭合，磁体漏磁少，磁力线方向与人体长轴垂直。

射频线圈制作简便，线圈效率高。

但是，磁场强度较低，当前永磁型磁体最大场强已能达到0.5T，但是磁体庞大、笨重，同步其磁场均匀度受环境温度影响大，磁场稳定性较差。

其周边环境发生变化（例如地铁线路、变电设施、供电电缆、过往机动车辆等）就会导致磁场均匀度被破坏，使图像质量下降，甚至导致图像伪影。

永磁体普通由多块永磁材料堆积或拼接而成，磁铁块排布既要满足构成一定成像空间规定，又要使其磁场均匀性尽量高。

此外，磁体两个极面须用导磁材料连接起来，以提供磁力线返回通路，从而减少磁体周边杂散磁场，缩小边沿场空间范畴。

上图是永磁型磁体及其磁路示意图。

图中两个磁极分别位于磁体上、下两端，使磁场方向与两个极面相垂直。

对于全身成像MRI设备来讲，这意味着受检者体轴将与磁场方向相垂直。

这就是所谓横向磁场。

两极面间距离（d）就是磁体孔径。

d越小磁场越强，而d太小又不能容纳人体。

在d一定前提下，提高静磁场B0磁场强度唯一办法就是增长磁性材料用量，但这样做又要受磁体重量限制。

因而，设计者必要在磁场强度、扫描检查孔径、和磁体重量三者之间进行平衡、折中。

0.35T永磁型磁共振磁体重量普通在14吨左右，0.4T在20吨左右。

永磁体磁场强度普通不超过0.5T。

除磁场强度较低外，永磁型磁体磁场均匀性普通也受到一定限制，与超导磁体MRI设备相比较，磁场均匀性指标参数要低诸多。

其因素一是拼接成完整磁体每块永磁材料性能不也许完全一致；二是受磁极平面加工精度限制；三是磁极自身边沿效应（磁极轴线与边沿磁场不均匀性）。

此外，永磁型磁体温度系数较大即它对温度变化非常敏感，这使其磁场稳定性变差。

因而，需要恒温恒湿空调系统将磁体间内温度或磁体自身温度变化严格控制在±1℃之内。

永磁型MRI设备虽然有上述缺陷，但是其优秀开放性能、低造价、低运营成本、整机故障率低、磁场发散少、对周边环境影响小、检查舒服等特点，使得永磁MRI设备不但在中华人民共和国，在全世界也得到承认和广泛应用。

此外，日益兴起磁共振介入诊断和治疗，以及磁共振导引介入手术，正在为永磁开放型MRI设备开拓新用武之地。

3.2.3.2常导型（阻抗型）磁体由丹麦物理学家奥斯特（HansChristianOersted，1777—1851）于18发现电流磁效应可知，载流导线周边存在磁场，其磁场强度与导体中电流强度、导线形状和磁介质性质关于。

常导型磁体（conventionalmagnet）正是依照这一原理，由电流通过导线产生磁场，即用线圈导线中恒定电流来产生MRI设备中静磁场B0，其磁力线与受检人体长轴平行。

因而，常导型磁体事实上是某种类型空芯电磁铁，其线圈通惯用铜线绕成。

由于铜有一定电阻率，故又有人将由这种线圈制成磁体称为阻抗型磁体（resistivemagnet）。

此型磁体大体可分为三种：

空心磁体、铁心磁体和电磁永磁混合型磁体。

为了产生较高磁场强度和足够中空（有效检查孔径）直径，往往数个线圈并用，例如常用四线圈常导磁体（下图）。

该磁体由两对大小不同线圈构成，其中内侧大线圈对、外侧小线圈对，四个线圈排布在一种球形空间上。

图中箭头代表磁场方向。

　常导型磁体长处是构造简朴、重量较轻、制造安装容易，造价低廉，可随时建立或卸掉静磁场。

但其磁场均匀性和稳定性较差，受室温影响大，开机后耗电量大（典型值80kW）并使磁体产生较多热量，必要使用大量循环水冷却维持其运营，故运营费用较高，且其磁场强度亦较低（典型值0．23T），此外，线圈供电电源波动将会直接影响磁场稳定，因而高质量大功率恒流电源是常导型MRI设备整机系统核心部件，当前仅有少数厂家还在生产常导型MRI设备。

在国内电力资源丰富地区，如产煤区火力发电厂较多，配备常导型MRI设备比较合用。

新研制铁芯（混合）阻抗磁体具备永久磁体和阻抗磁体特性，综合了它们长处。

3.2.3.3超导型磁体在普通导体中，大某些通过导体电流由于电阻因素变为热能，因而被“消耗”掉了，而由超导材料制成超导体最重要特点是在特定条件下电流通过时其电阻为零。

有某些类型金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于接近绝对零度（零下273.2摄氏度，标为0K）超低温时，其电阻为零，即处在超导工作状态，这些具备超导性物质可称其为超导体。

以超导体为线圈材料制造磁体称为超导型磁体。

如上图所示，超导磁体内部构造普通为铌合金线圈浸泡在液氦里（为了减少液氦气化，磁体内普通有数层液氦及真空层）

超导型磁体（superconductingmagnet）是由电流通过超导体导线产生磁场，与常导型磁体重要差别在于其导线由超导材料制成并将其置于液氦之中。

超导体线圈工作温度在绝对温标4.2K液氦中获得超低温环境，达到绝对零度（–273°C），此时线圈处在超导状态，没有电阻。

当超导线圈在8K温度下其电阻即等于零，液氦沸点为77K。

超导磁体配有一种励磁电源，励磁电流从励磁电源发出通过超导磁体线圈循环流动，当电流上升到使磁场建立起预定场强时，超导磁体开关闭合，励磁电源断开，电流在闭合超导线圈内几乎无衰减地循环流动，产生稳定、均匀、高场强磁场。

3.2.3.4混合型磁体混合型磁体（hybridmagnet）是运用上述两种或两种以上磁体技术构造而成磁体。

常用是永磁型和常导型两种磁体组合。

在永磁型磁体两个磁极上绕以铜质线圈（绕线方向应使其产生磁场与固有永磁场方向一致并叠加）便得到混合型磁体。

当线圈中通过勉励电流时，它所产生感应磁场便会与原磁场相叠加、融合，使其倍增。

极片两端仍以铁磁材料相连，以提供磁力线返回通路，减少杂散磁场。

无论哪一类型磁体，其共同点都是要产生尽量强、均匀静磁场。

而它们区别重要体当前各自场强大小、磁场方向、磁场均匀性、整机功率和生产造价等方面。

3.2.4MRI超导型磁体性能及其有关性

3.2.4.1绝对零度和超导电性19荷兰实验物理学家昂内斯成功地液化了地球上最后一种“永久气体”——氦气，并且获得了接近绝对零度（零下273摄氏度，标为0K）低温：

4.25K～1.15K（相称于零下摄氏度）。

这样低温度为超导现象发现提供了有力保证。

通过多次实验，19昂内斯发现：

汞电阻在4.2K左右低温度时急剧下降，以致完全消失（即零电阻）。

19她在一篇论文中初次以“超导电性”一词来表达这一现象。

由于“对低温下物质性质研究，并使氦气液化”方面成就，昂内斯获19诺贝尔物理学奖。

3.2.4.2超导体基本性质及其性能指标具备超导性物质就是超导体。

⑴完全导电性物理学上把物质进入超导状态后电阻为零性质称为完全导电性。

完全导电性是对直流而言，在交流状况下，超导体不再具备超导电性，它将浮现能量损耗。

⑵完全抗磁性给处在超导态某物体外加一磁场，磁感线将无法穿透该物体，即保持超导体内磁通为零，称为完全抗磁性，又称为迈斯纳效应。

⑶超导体性能指标·临界温度（Tc）∶超导体从呈现一定电阻正常态转变为电阻为零超导态时所处温度，称为临界温度（Tc），又称转变温度。

临界温度是物质本征参量。

物质不同，其Tc值也不同。

普通金属Tc极低。

如水银Tc为4.2K，锡Tc仅3.7K。

·临界磁场（Hc）∶当外加磁场达到一定数值时，超导体超导性即被破坏，物质从超导态转变为正常态，这一磁场值即称为临界磁场。

由此可见，超导体只有在临界温度和临界磁场下才具备完全抗磁性和完全导电性。

·临界电流（Ic）∶在一定温度和磁场下，当超导金属中电流达到某一数值后超导性会遭到破坏，这一数值就是临界电流。

超导物理中还把每平方厘米截面上可通过最大电流值叫做临界电流密度，用Ic表达。

⑷超导材料应用品有低临界转变温度（Tc＜30K），在液氦温度条件下工作超导材料，称为低温超导材料（lowtemperaturesuperconductingmaterial）。

超导材料大体可分为纯金属，合金和化合物三类。

当前，已发现近30种元素单质，8000各种化合物和合金具备超导性能。

低温超导材料由于Tc低，必要在液氦温度下使用，运转费用昂贵。

由于具备实用价值低温超导金属NbTi（铌钛）合金优良超导电性和加工性能，其Tc为9.3K，其使用已占低温超导合金95%左右。

NbTi合金可用多芯复合加工法加工成以铜（或铝）为基体多芯复合NbTi/Cu（铌-钛与铜）超导线材（其Tc为4.2K，即-268.80C），可用于制造MRI设备超导磁体。

3.2.4.3超导磁体构成超导磁体重要由超导螺线管线圈（简称超导线圈）、高真空超低温杜瓦容器、以及附属部件构成。

⑴超导线圈同常导型磁体同样，超导磁体也由线圈中电流产生磁场。

超导磁体采用超导材料螺线管线圈、以及匀场线圈设计可达到MRI设备对静磁场磁场强度和均匀性高原则规定，因而普通0.5T以上磁场强度医用人体MRI设备均采用超导磁体。

超导螺线管内轴线上磁感强度是匀强；在磁介质一定前提下，其场强仅与线圈匝数和流经线圈电流强度关于。

因而，变化超导磁体螺线管线圈匝数或电流均可使其所产生磁场磁场强度发生变化。

为了固定超导线圈绕组线匝，并防止其滑动，要用低温特性优良环氧树脂灌溉、固定、封装绕好超导线圈绕组，环氧树脂封装超导线圈绕组强度需要保证其可以抵抗并承受励磁过程中线圈整体受到径向和轴向挤压力，而不发生位移。

超导螺线管线圈绕组先后两个端点处，场强将减小为其最大值即线圈中心磁场强度值50%。

因而需要进行场强校正，即在线圈绕组先后两端恰当增长匝数以补偿两端磁场强度，保证螺线管内部轴线方向上、尽量长范畴内纵向磁场磁场强度可以做处处处相等。

超导线圈正常工作后，就获得了稳定主磁场（B0），它是质子发生磁共振基本条件。

⑵杜瓦容器超导线圈须浸泡在高真空、全密封、超低温、液氦杜瓦容器中方能工作，其磁体制造工艺比较复杂，定期补充液氦也给顾客带来一定消耗成本。

⑶附属部件为保证杜瓦容器和超导线圈安全稳定地运营，设立有致冷剂（液氮和液氦）液面计、超导开关、励磁和退磁电路、