医学影像设备学第6章-磁共振成像设备经典.ppt

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第四节 射频系统 (二) 接收通道 接收线圈的MR信号所产生的感生电流微弱,必须经过接收通道放大、混频、滤波、检波、A/D转换等处理后才能送到计算机。 * 第四节 射频系统 (二) 接收通道 1.前置放大器 它是接收通道中最重要的环节,其质量的好坏将严重影响图像质量。一般选用低噪声的场效应管; 至少须有一对对接二极管,最好用有源门电路。 对放大器链的其余部分的要求较低,总增益约为104可调。 * 第三节 梯度磁场系统 1.磁场梯度 它又称为梯度磁场强度,表征梯度磁场系统产生的磁场随空间的变化率,单位为mT/m(毫特斯拉/米)。 磁场梯度的大小与空间分辨力的关系可用下列公式表示: 式中 、 、 分别是像素的边长,TS是频率编码梯度 脉冲的时间,TΦ是相位编码梯度脉冲的时间, 是选 层RF脉冲的频宽。 * 第三节 梯度磁场系统 2.梯度切换率和梯度上升时间 梯度切换率(slew rate)是指单位时间及单位长度内的梯度磁场强度变化量,常用每秒每米长度内磁场强度变化的特斯拉量T/(m·s) 表示,也可用mT/(m·ms) 表示。 * 第三节 梯度磁场系统 以自旋回波脉冲序列为例,回波时间TE与各梯度脉冲的时间: Tp是选层梯度脉冲宽度, Tg为梯度脉冲的上升或下降时间,Ts为读数梯度脉冲宽度。图像噪声N与Ts的平方根成反比: * 第三节 梯度磁场系统 可见,TE不变时,降低Tp或Tk,可减小噪声。而信号强度由下式决定: 式中k是由质子密度等决定的常数。 TE一定时,信号强度也不变,因此降低Tp或Tg,SNR得到提高。 Tp或Tg降低意味着梯度磁场的切换率提高。 * 第三节 梯度磁场系统 3.工作周期 它是在TR期间,梯度磁场工作的时间占TR时间的百分数。 4.有效容积 梯度线圈通常采用所谓的鞍形线圈。有效容积就是指鞍形线圈所包容的、其梯度磁场能够满足一定线性要求的空间区域。 5.线性 它是衡量梯度磁场平稳性的指标。梯度磁场的非线性一般不能超过2%。 * 第四节 扫射频系统 目录 一、射频线圈的种类 二、发射线圈与发射通道 三、接收线圈与接收通道 * 第四节 射频系统 MRI设备的RF系统包括发射RF磁场部分和接收RF信号部分两部分。 发射RF磁场部分由发射线圈和发射通道组成。 发射通道由发射控制器、混频器、衰减器、功率放大器、发射/接收转换开关等组成。 接收RF信号部分由接收线圈和接收通道组成。 接收通道由低噪声放大器、衰减器、滤波器、相位检测器、低通滤波器、A/D转换器等构成。 * 第四节 射频系统 一、射频线圈的种类 用于建立RF场的RF线圈叫发射线圈,用于检测MR信号的RF线圈叫接收线圈。 MR成像用的发射/接收线圈相当于广播、电视用的发射/接收天线。 MR信号的接收和RF激励不采用电耦合的线状天线,而必须采用磁耦合的环状天线,也就是RF线圈。 * 第四节 射频系统 1. 按功能分类 按功能射频线圈可分为发射线圈/接收两用线圈和接收线圈。两用线圈将发射线圈和接收线圈制作合成一体。 2. 按主磁场方向分类 射频场的方向应该与主磁场相垂直。 体现在设计上就需要不同的绕组结构。螺线管线圈和鞍形线圈是体线圈的主要形式。 * 第四节 射频系统 3. 按适用范围分类 根据作用范围的大小可将其分为全容积线圈、部分容积线圈、表面线圈、体腔内线圈和相控阵线圈5类。 4.按极化方式分类 常用的线圈按其极化方式的不同可分为线性极化和圆形极化两种方式。线极化的线圈只有一对绕组,相应射频磁场也只有一个方向。而圆形极化的线圈一般被称为正交线圈。 * 5. 按使用部位分类 射频线圈按照MR检查的部位来分,主要可分为头部、颈部、头颈部、包绕线圈(用于胸腹盆腔检查)、乳腺、肩关节、膝关节、四肢小关节、体线圈、全脊柱线圈、腔内线圈(直肠)等。 第四节 射频系统 * 二、发射线圈与发射通道 (一) 发射线圈 线圈L与电容C2并联,电路将谐振于RF频率: 此时线圈中的电流将是总电流的Q倍,Q为回路的品质因数: 第四节 射频系统 * 式中R为发射线圈的电阻,这个电阻一般很小。Q值为几十~几百。 发射线圈电路 第四节 射频系统 * 发射线圈的基本要求是: ①适当的Q值 ②均匀的RF场 ③线圈装置不能太大,避免自激振荡 第四节 射频系统 * 第四节 射频系统 最简单的发射线圈由单个圆形线圈组成。其分布: 式中y为场强所在点到线圈平面的距离。场强B1沿轴方向随与线圈平面的距离y的增加而降低。 *

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