L'uniformità del campo magnetico (omogeneità), nota anche come uniformità del campo magnetico, si riferisce all'identità del campo magnetico entro un limite di volume specifico, ovvero se le linee del campo magnetico attraverso l'unità di area sono le stesse. Il volume specifico qui è solitamente uno spazio sferico. L'unità di uniformità del campo magnetico è ppm (parte per milione), ovvero la differenza tra l'intensità di campo massima e l'intensità di campo minima del campo magnetico in uno spazio specifico divisa per l'intensità di campo media moltiplicata per un milione.
La risonanza magnetica richiede un elevato grado di uniformità del campo magnetico, che determina la risoluzione spaziale e il rapporto segnale-rumore dell'immagine nell'intervallo di imaging. La scarsa uniformità del campo magnetico renderà l'immagine sfocata e distorta. L'uniformità del campo magnetico è determinata dalla progettazione del magnete stesso e dall'ambiente esterno. Maggiore è l'area di imaging del magnete, minore sarà l'uniformità del campo magnetico. La stabilità del campo magnetico è un indice per misurare il grado di deriva dell'intensità del campo magnetico nel tempo. Durante il periodo della sequenza di imaging, la deriva dell'intensità del campo magnetico influenzerà la fase del segnale eco misurato ripetuto, con conseguente distorsione dell'immagine e diminuzione del rapporto segnale/rumore. La stabilità del campo magnetico è strettamente correlata al tipo di magnete e alla qualità della progettazione.
Le disposizioni dello standard di uniformità del campo magnetico sono correlate alla dimensione e alla forma dello spazio di misurazione preso e generalmente utilizzano lo spazio sferico con un determinato diametro e il centro del magnete come intervallo di misurazione. Di solito, la rappresentazione dell'uniformità del campo magnetico è, nel caso di un determinato spazio di misurazione, l'intervallo di variazione dell'intensità del campo magnetico nello spazio dato (valore ppm), cioè un milionesimo dell'intensità del campo magnetico principale (ppm) come unità di deviazione da esprimere quantitativamente, solitamente questa unità di deviazione è chiamata ppm, che è chiamata rappresentazione del valore assoluto. Ad esempio, l'uniformità del campo magnetico all'interno dell'intero cilindro dell'apertura di controllo della scansione è di 5 ppm; L'uniformità del campo magnetico nello spazio sferico di 40 cm e 50 cm concentrico al centro del magnete è rispettivamente di 1 ppm e 2 ppm. Può anche essere espresso come segue: l'uniformità del campo magnetico nello spazio cubo di ciascun centimetro cubo nell'area del campione sottoposto a test è 0,01 ppm. Indipendentemente dallo standard, presupponendo che la dimensione della sfera di misurazione sia la stessa, più piccolo è il valore ppm, migliore è l'uniformità del campo magnetico.
Nel caso di un dispositivo 1,5-tMRI, la fluttuazione della deriva dell'intensità del campo magnetico rappresentata da un'unità di deviazione (1 ppm) è 1,5×10-6T. In altre parole, in un sistema da 1,5 T, un’uniformità del campo magnetico di 1 ppm significa che il campo magnetico principale ha una fluttuazione di deriva di 1,5×10-6 T (0,0015 mT) in base all’intensità del campo magnetico da 1,5 T. Ovviamente, nelle apparecchiature MRI con diverse intensità di campo, la variazione dell'intensità del campo magnetico rappresentata da ciascuna unità di deviazione o ppm è diversa, da questo punto di vista, i sistemi a basso campo possono avere requisiti inferiori per l'uniformità del campo magnetico (vedere Tabella 3-1) . Con tale disposizione, le persone possono utilizzare lo standard di uniformità per confrontare facilmente sistemi con diverse intensità di campo, o sistemi diversi con la stessa intensità di campo, al fine di valutare oggettivamente le prestazioni del magnete.
Prima della misurazione effettiva dell'uniformità del campo magnetico, è necessario determinare con precisione il centro del magnete, quindi posizionare la sonda dello strumento di misurazione dell'intensità del campo (gaussmetro) sulla sfera spaziale di un certo raggio e misurare l'intensità del campo magnetico punto per punto (metodo a 24 piani, metodo a 12 piani) e infine elaborare i dati per calcolare l'uniformità del campo magnetico all'interno dell'intero volume.
L'uniformità del campo magnetico cambierà con l'ambiente circostante. Anche se un magnete ha raggiunto un certo standard (valore garantito dalla fabbrica) prima di lasciare la fabbrica, tuttavia, dopo l'installazione, a causa dell'influenza di fattori ambientali come (auto) schermatura magnetica, schermatura RF (porte e finestre), piastra guida d'onda (tubo), struttura in acciaio tra magneti e supporti, materiali decorativi, apparecchi di illuminazione, tubi di ventilazione, tubi antincendio, ventilatori di scarico di emergenza, apparecchiature mobili (anche automobili, ascensori) accanto agli edifici al piano superiore e inferiore, la sua uniformità cambierà. Pertanto, se l'uniformità soddisfa i requisiti della risonanza magnetica dovrebbe basarsi sui risultati effettivi della misurazione al momento dell'accettazione finale. Il livellamento del campo passivo e il livellamento del campo attivo della bobina superconduttrice eseguiti dall'installatore del produttore di risonanza magnetica in fabbrica o in ospedale sono le misure chiave per migliorare l'uniformità del campo magnetico.
Per localizzare spazialmente i segnali raccolti nel processo di scansione, l'apparecchiatura MRI deve anche sovrapporre il gradiente del campo magnetico △B con cambiamenti continui e crescenti sulla base del campo magnetico principale B0. È concepibile che il gradiente di campo △B sovrapposto su un singolo voxel debba essere maggiore della deviazione del campo magnetico o della fluttuazione della deriva causata dal campo magnetico principale B0, altrimenti cambierà o addirittura annienterà il segnale di posizionamento spaziale di cui sopra, risultando in artefatti e riducendo la qualità dell'immagine.
Maggiore è la deviazione e la fluttuazione della deriva del campo magnetico generato dal campo magnetico principale B0, peggiore è l'uniformità del campo magnetico, minore è la qualità dell'immagine e più direttamente correlata alla sequenza di compressione lipidica (la differenza di frequenza di risonanza tra acqua e grasso nel corpo umano è di soli 200 Hz) e il successo dell'ispezione tramite spettroscopia di risonanza magnetica (MRS). Pertanto, l'uniformità del campo magnetico è uno degli indicatori chiave per misurare le prestazioni delle apparecchiature MRI.
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Orario di pubblicazione: 28 marzo 2024
