2) низкое потребление электричества (+)
3) большая однородность поля
4) небольшая сила индукции
Постоянный магнит формирует основное статическое магнитное поле за счёт остаточной намагниченности ферромагнитного материала. Для поддержания этого поля не требуется непрерывное протекание электрического тока через обмотки, поэтому энергопотребление магнитной системы существенно ниже, чем у резистивных электромагнитов. Электроэнергия всё же расходуется на градиентные катушки, радиочастотный тракт, систему управления и охлаждение отдельных компонентов, однако постоянное поле не требует постоянного питания.
Именно отсутствие энергоёмкой системы возбуждения основного поля является главным преимуществом постоянных магнитов в МР-томографах. Их дополнительными достоинствами могут быть конструктивная простота, отсутствие криогенной системы и возможность создания открытых томографов. При этом постоянные магниты обычно имеют невысокую магнитную индукцию, значительную массу и более сложную настройку однородности поля; поэтому небольшая магнитная индукция и большой вес относятся скорее к ограничениям, а не к преимуществам.
Однородность основного поля (B0) непосредственно влияет на качество МР-изображения: неоднородности вызывают смещение резонансных частот, искажения геометрии и ухудшение подавления жира. Для их коррекции применяют пассивное и активное шиммирование. Таким образом, низкое энергопотребление постоянного магнита является самостоятельным эксплуатационным преимуществом, тогда как невысокая напряжённость поля ограничивает отношение сигнал/шум и пространственное разрешение.
| Характеристика | Постоянный магнит | Резистивный электромагнит | Сверхпроводящий магнит |
|---|---|---|---|
| Принцип создания поля B0 | Остаточная намагниченность ферромагнитного материала | Постоянный ток в проводящей обмотке | Ток в сверхпроводящей обмотке, работающей при криогенной температуре |
| Энергозатраты на поддержание основного поля | Минимальные: непрерывное питание магнита не требуется | Высокие из-за постоянного тока и тепловыделения | Низкие после выхода на рабочий режим, но значительные для криогенной инфраструктуры |
| Типичный уровень магнитной индукции | Низкий или средний | Обычно низкий или средний | Средний или высокий, включая клинические системы 1,5–3 Тл и выше |
| Однородность поля и шиммирование | Чаще ниже; требуется тщательная конструкция и коррекция поля | Зависит от геометрии обмоток и системы шиммирования | Обычно высокая при правильно настроенной системе |
| Масса и конструктивные особенности | Большая масса магнитного материала; возможна открытая конфигурация | Конструкция проще, но необходимы мощные источники питания и отвод тепла | Массивная система с криостатом и повышенными требованиями к помещению |
| Основное клиническое ограничение | Более низкое отношение сигнал/шум, длительные исследования и ограниченная доступность высокопольных режимов | Высокое энергопотребление и нагрев | Стоимость, криогенное обеспечение и строгие требования магнитной безопасности |
Низкое энергопотребление особенно важно для компактных и малопольных МР-систем, включая установки для обследования конечностей и открытые томографы. Снижение магнитной индукции уменьшает требования к электропитанию, но одновременно снижает отношение сигнал/шум, поскольку МР-сигнал зависит от величины основного поля. Поэтому выбор постоянного магнита определяется компромиссом между экономичностью, доступностью конструкции и диагностическими возможностями исследования.