《医学影像专业课程-核磁共振硬件系统结构详细介绍》.ppt

IV 发射系统 RF传输器产生数字化的RF信号 S(t); S(t)与频移为?off 、相位为 ? 的一路信号经快速数字化乘法器作用产生如下的输出： S(t) cos(?-?off t) 幅度调制波形经D/A得到模拟波形 RF传输器没有直接发出?ss，原因是避免迷路信号(stray signals) 到达接收器使病人被旁路(bypassing)。 ?off与一固定?fix混频（模拟混频器） 2cosAcosB= cos(A+B) + cos(A-B) ?ss= ?fix - ?off (?fix+ ?off )边带被滤掉(filtered out)； 幅度调制、频率调制和相位调制 S(t)cos(?- ?ss t) 只有0.1mW，难以激励人体内自旋； 需用RF功率放大器(“AB”)线性放大。 V. Receive system 1.MR信号被接收线圈接收，并被前置放大器(preamplifier) 放大产生足够强的电压 前放有最佳噪声特性（需匹配网络）、不考虑最佳功率传输、不追求最大放大倍数（10几倍） 砷化镓场效应管 前放 2.MR信号被解调器(demodulator)解调； 3.然后低通滤波(low-pass) ; 4.最后A/D转换器将MR信号转换成 数字化信号并将其传输至图像处理器。 Low pass filter Sr-coil: cos(?fe±? ?) ?fe- ?ref=125kHz Mixed signal: cos(?fe±? ?) cos(?ref) =1/2 cos(?fe +?ref ±? ?) + 1/2 cos(?fe -?ref ±? ?) 1/2cos (?if±? ? ) 500kHz，4倍过采样 cos (?if±? ? ) sin(?if)=1/2sin(2?if±? ?) +1/2sin (±? ?) cos (?if±? ? ) cos(?if) =1/2cos(2?if±? ?) -1/2cos (±? ?) 解调Demodulate 输入信号与参考频率混频产生125kHz (±62.5kHz)中频(IF)； 一般A/D转换器运行在0.5-1MHz，在其放大至与A/D输入电压范围匹配后将IF数字化 ； 相敏探测（phase-sensitive detection） IF与125kHz频率的 sine和cosine 相乘； 如果在500kHz下数字化125kHz 波形，可有效采集参考频率（4 samples /cycle ） Cosine channel: 1, 0, -1, 0 Sine channel : 0, 1, 0, -1 0o, 90o, 180o, 270o 因此只需要一个A/D转换器~每个数据乘0等效于改变A/D的I、Q通道； I、Q通道数据送至后面的滤波器处理； sine 和cosine的分量以复数对形式储存在系统存储器中； 之后进行FT, 复数数据~ 实部、虚部分量 VI. RF屏蔽 RF线圈屏蔽: 梯度和常导匀场线圈会使RF线圈发射损失，并产生寄生振荡(spurious resonance）； 线圈周围的RF屏蔽可降低线圈与周围环境的耦合。 扫描室屏蔽: RF屏蔽围栏（Faraday cage） 房间6个面用铜、铝或钢板围起； 穿过板（Penetration panel） 窗户:特殊的植入导线的玻璃( wire-embedded glass )； 波导（Waveguides）: 特定长度或直径 屏蔽因子（Shield factor）应 90dB. §12.8 扫描前系统调节 受扫描物体可影响B0，还有线圈的Q值和阻抗； 每个病人扫描前，系统应进行调整、校准； I. 校正步骤: 1.天线调整（coil tuning） 2. f0 调整 3. 脉冲幅度校正 (发射调整) 4.自动匀场，特别是梯度匀场线圈； 5. 选择脉冲序列和扫描参数； 6.Attenuate/gain （接收调整） 病人位置变化，重复1~4； 扫描参数变化，重复5~6； II. 线圈调谐、匹配~Coil tuning ，match 发射-接收线圈的阻抗必须与传输线和前放的阻抗匹配； 病人位置、姿势的改变可影响线圈阻抗，因此必须调谐、匹配； 改变C使得反射RF功率最小(一般自动进行) 反射功率为0则达到最佳调谐和匹配； 线圈的Q越高，可接收的范围越窄，调谐、匹配越困难。 Auto-tune : 马达（motor） 一些表面线圈不需调节，有较宽的范围，但是Q较小； 遇到调谐、匹配困难