“MRI設(shè)備:射頻系統(tǒng)構(gòu)造及其特性”為了幫助大家了解,小編整理如下:
射頻系統(tǒng)是MRI系統(tǒng)中實(shí)施射頻激勵(lì)并接收和處理MR信號(hào)的功能單元。射頻系統(tǒng)分為發(fā)射單元和接收單元兩部分。
(一)射頻線圈
射頻線圈既是原子核發(fā)生磁共振的激勵(lì)源,又是磁共振信號(hào)的探測(cè)器。射頻線圈中用于建立射頻場(chǎng)的線圈稱為發(fā)射線圈,用于檢測(cè)MR信號(hào)的線圈稱為接收線圈。
MR信號(hào)的接收和射頻激勵(lì)不能采用電耦合的線狀天線,而必須采用磁耦合的環(huán)狀天線,即射頻線圈。
射頻線圈的種類很多,按功能分類,可分為發(fā)射/接收兩用線圈及接收線圈;按線圈作用范圍分類,可將其分為全容積線圈、部分容積線圈、表面線圈、體腔內(nèi)線圈、相控陣線圈等,其中相控陣線圈是由兩個(gè)以上的線圈單元組成的線圈陣列,這些線圈可彼此連接,組成一個(gè)大的成像區(qū)間,使有效空間增大,每個(gè)線圈單元可獨(dú)立應(yīng)用;按極化方式分類,可分為線(性)極化和圓(形)極化兩種線圈,其中圓形極化線圈也可稱為正交線圈,兩個(gè)繞組工作時(shí)接收同一磁共振信號(hào),但得到的噪聲卻是互不相干,如果對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)組合,就可使線圈的信噪比提高,磁體內(nèi)置的發(fā)射/接收體線圈就是正交線圈;按主磁場(chǎng)方向分類,可分為用于橫向靜磁場(chǎng)的磁體中螺線管線圈,以及用于縱向靜磁場(chǎng)的磁體中的鞍形線圈;按繞組形式分類,可分為亥姆霍茲線圈,螺線管線圈、四線結(jié)構(gòu)線圈(鞍形線圈、交叉橢圓線圈等)、STR(管狀諧振器)線圈和鳥籠式線圈等多種形式。
(二)射頻系統(tǒng)發(fā)射單元
射頻發(fā)射單元的功能就是在射頻控制器的作用下,提供掃描序列所需的各種射頻脈沖,在射頻發(fā)射電路中是通過連續(xù)調(diào)整B1的幅度來改變RF脈沖翻轉(zhuǎn)角度。發(fā)射單元主要由射頻發(fā)射控制器、射頻脈沖序列發(fā)生器、射頻脈沖生成器、射頻振蕩器(射頻脈沖源)、射頻合成器、濾波放大器、波形調(diào)制器、射頻功率放大器、發(fā)射終端匹配電路及射頻發(fā)射線圈等功能組件構(gòu)成。
在射頻控制器的統(tǒng)一指揮下,振蕩器產(chǎn)生的電磁波首先被送入頻率合成器,RF波的頻率在此得以校正,使之完全符合序列的需要;然后,標(biāo)準(zhǔn)頻率的RF波進(jìn)入發(fā)射調(diào)制器,調(diào)制器的作用是產(chǎn)生需要的波形;RF脈沖要經(jīng)過多級(jí)放大,使其幅度逐步得以提高。射頻脈沖發(fā)射單元的最后一級(jí)為功率放大器,它輸出一定發(fā)射功率的RF脈沖信號(hào),這一RF信號(hào)要通過一個(gè)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入射頻線圈,阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的作用是緩沖器和開關(guān)。由于有些線圈(如體線圈和頭線圈)既是發(fā)射線圈又是接收線圈,必須通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,射頻發(fā)射時(shí),它建立的信號(hào)通路阻抗非常小,使線圈成為發(fā)射線圈;射頻接收階段,他建立的信號(hào)通路阻抗非常大,使線圈成為接收線圈。
(三)射頻接受單元
射頻接收單元的功能是接收人體產(chǎn)生的磁共振信號(hào),并經(jīng)放大、混頻、濾波、檢波、A/D轉(zhuǎn)換等一系列處理后送至數(shù)據(jù)采集單元。它由接收線圈、前置放大器、混頻器、相敏檢波器、低通濾波器及A/D轉(zhuǎn)換器等組成。
接收線圈中感應(yīng)出的MR信號(hào)只有微伏(μV)數(shù)量級(jí),首先將該信號(hào)送入前置放大器放大,再使信號(hào)混頻后產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào),該信號(hào)經(jīng)中頻放大器進(jìn)一步放大后送往相敏檢波器,相敏檢波器將從該中頻信號(hào)中檢測(cè)出低頻MRI信號(hào),由低頻放大器將檢波后的MR信號(hào)再進(jìn)行做大,檢波輸出的信號(hào)中除了所需的MR信號(hào)外,還有一些高頻的干擾和噪聲,必須加低通濾波器濾除,信號(hào)經(jīng)兩個(gè)低通濾波器,濾除其中混雜的交流成分后送A/D轉(zhuǎn)換器將磁共振信號(hào)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
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