第三节+梯度磁场系统(设备)预案.ppt

第三节 梯度磁场系统 主任技师 王振军 一、空间编码 空间定位的过程包括三个步骤（以二维成像为例）： 选层 相位编码 频率编码 梯度磁场的作用是：改变自旋的进动频率或相位，通过对自旋的进动频率和相位的识别可对信号进行空间位置的编码，即进行层面选择、相位编码和频率编码。 梯度反转，RF激发后自旋系统的相位重聚。 选层 选择成像层面需要同时使用选层梯度场和选择性RF脉冲。层厚指RF激发带宽，与选择的梯度场强度成反比。 对于横断面成像，梯度场Gz用于选层，梯度场Gx、Gy关闭。 层面与磁体等中心的偏移由中心频率的改变量决定。 90?脉冲和180?脉冲，不同位置的选层RF脉冲的中心激发频率不同，从而激发不同位置的自旋。 频率编码 频率编码梯度场的作用是对信号进行一个方向的空间定位（如体部图像的x方向或水平方向）。 频率编码梯度场一端的自旋处于低频，另一端处于高频。接通频率梯度场采集回波，因此频率编码梯度场又叫读数梯度场或采样梯度场。 在频率编码梯度场应用期间，沿频率编码轴方向不同空间位置自旋的相位关系继续变化，采集的回波外围边缘的相位重聚程度与中心的比起来小。 相位编码 先使用选层梯度场，然后相位编码，最后频率编码即采集数据。 相位编码梯度场的作用是改变不同频率回波信号的相位，使质子轻微散相（梯度脉冲使主磁场B0有一个很小的改变量，从而使信号散相）。信号散相程度与相位编码梯度场方向的坐标位置成正比。相位编码梯度场越大，散相效应越明显。 为了在相位编码方向得到满意的空间分辨力，需要使用多个幅度不同的相位编码梯度场。每个相位编码步与下一个相位编码步的变化只是相位编码梯度强度的改变，每个相位编码步对应不同程度的相位偏移。 劳特布尔和曼斯菲尔德 主要贡献，是成功地将磁共振技术应用到医学成像领域70年代初期，他们发表了关于物质内部结构成像技术的重要发现! 这一成果奠定了磁共振技术发展成为实用的医学成像方法的基础! 劳特布尔发现了磁共振应用的另一种可能性，即通过在磁场中加入（ 磁力） 梯度而创造二维图像，而当时用其他方式建立的图像是不可视的1973 年，劳特布尔描述了他怎样把梯度磁体添加到主磁体中，然后能看到沉浸在重水中的装有普通水试管的交叉截面。 除此之外没有其他成像技术可以在普通水与重水之间区分图像! 二、梯度系统组成 在磁共振成像（ＭＲＩ）中，梯度磁场发生单元的基本功能为实现成像体素的空间定位． 它主要由梯度波形发生器、梯度放大器和梯度线圈组成。 梯度波形发生器产生磁共振成像空间编码所需的梯度波形，经过梯度放大器放大后，通入梯度线圈，产生实验所需的梯度磁场。 梯度场磁感应强度 实现空间编码要求成像空间每一特定位置由该点的总磁场磁感应强度唯一确定，线性梯度场的最低梯度必须大于主磁场的非均匀性。否则，磁场的非均匀性将严重影响空间编码，在２ＤＦＴ成像中引起影像的几何失真，在投影重建成像中不仅引起几何失真，还导致空间分辨率降低。确定梯度场梯度大小的原则是：将任一像素位置上由磁场的非均匀性引起的影像模糊限制在这个像素范围内。这要求梯度强度Ｇｍ满足如下关系： 上式中,Ｇｍ是最小梯度场磁感应强度，ΔＢ是磁场在成像层面视野内与中心正常值的最大偏移，Ｎ是影像的像素数，Ｄ是视野ＦＯＶ的直径。 三 梯度系统 1 梯度线圈 2.梯度线圈产生磁场 单位为T/m; 梯度线圈产生磁力线与主磁场同向或反向; 3.梯度线圈的噪声 不断变化的梯度电流使梯度线圈产生振动。 梯度脉冲的声音由梯度场变化的速率或梯度电流决定，di/dt。 4.涡流 涡流补偿 利用RC元件使电流脉冲预畸变 预先补偿梯度的驱动电流 有源梯度屏蔽 * *