射频场系统-课版-8.pptVIP

射频场系统 ;射频（RF）场系统是MRI设备中实施射频激励并接收和处理RF信号的功能单元。 射频场系统不仅要根据扫描序列的要求发射各种翻转角的射频波，还要接收共振信号。 ;一、射频脉冲 ;３、翻转角： 实施RF激励后，静磁化强度矢量M受B1场（在MRI系统中， B1是在射频控制系统的作用下由射频脉冲的形式发出的。）的作用而偏离平衡位置的翻转角θ为： θ=γB1τ 通过调节射频场强度B1和脉冲宽度τ两个量，可使M翻转至任意角度。;通常情况下脉宽τ决定着RF脉冲的选择性，因而MRI中只能用B1的大小来控制翻转角的大小。使其偏转θ角的脉冲就称θ脉冲。如偏离稳定位置（B0方向）90°和180°的RF脉冲分别称之为90°和180°脉冲。 要使M0翻转180°，所需射频场的能量就要比90°脉冲的能量增加一倍。 RF脉冲的宽度和幅度都是由计算机和射频控制单元实施控制的。;二、射频线圈（RF coil）;（二）射频线圈的种类 1. 按功能射频线圈可分为发射线圈、接收线圈和两用线圈。 反映受检者接受射频辐射的重要指标—射频能量特定吸收率（specific absorption rate，SAR）。 ;一般来说，发射线圈与被激组织的距离越近，氢质子达到横向磁化所需的RF能量就越少，这将有利于减少病人所承受的射频沉积，使射频能量特定吸收率（SAR）变小。 另一方面，接收线圈与被检体靠得越近，就越有可能获取较大的信号，从而改善SNR。;2. 按线圈作用范围大小可分为全容积线圈、部分容积线圈、表面线圈、体腔线圈和线控阵线圈。 （1）全容积线圈（whole-volume coil）是指能够整个的包容或包裹一定成像部位的柱状线圈。 主要作用于大体积组织或器官的大范围成像。 常见的全容积线圈有体线圈和头线圈两种。;（2）表面线圈（surface coil）是一种可紧贴成像部位放置的接收线圈。 常见结构为扁平型或微曲型。 这种线圈形成的射频发射场和接收场不均匀，表现为越靠近线圈轴线射频场越强、偏离其轴线后射频场急剧下降。 ;（3）部分容积线圈（partial-volume coil）是由全容积线圈和表面线圈两种技术相结合而构成的线圈。 这类线圈通常有两个以上的成像平面（或线圈）。 在靠近线圈平面的空间内，反射或接收的射频场增强，而在线圈对的中央射频场逐渐减弱。其射频野的均匀性介于全容积线圈和表面线圈。;（4）腔内线圈（intracavitary coil）是近年来出现的一种新型小线圈。这种线圈使用时须置于人体有关体腔内，以便对体内的某些结构实施高分辨成像。 直肠内线圈是最常见的腔内线圈。可用于直肠、前列腺和子宫等盆腔内结构的成像。;（5）相控阵线圈（phased- array coil/ coil array）是由两个以上的小线圈或线圈单元组成的线圈阵列。这些线圈彼此邻接，组成一个大的成像区间，使其有效空间增大。 相控阵线圈可从较大的范围内获取数据，而其SNR却等于每个独立线圈的SNR。;3.RF线圈按极化方式的不同还可分为线（性）极化和圆（形）极化两种方式。 （1）线极化线圈只有一对绕组，相应射频场也只有一个方向。 （2）圆形极化的线圈一般有两对两两垂直的绕组。这种线圈被称为正交线圈（quadrature coil）。;（4）根据所用绕组或电流环的形式，射频线圈又可分为亥姆霍兹线圈（Helmholtz coil）、螺线管线圈（solenoid coil）、四线结构线圈（鞍型线圈（saddle coil）、交叉椭圆线圈）、STR线圈（管状谐振器，slotted tube resonator）和笼式线圈（birdcage coil）等。 螺线管线圈和鞍型线圈是体线圈的主要形式，其中前者主要用在横向磁场的磁体中，后者则用于纵向磁场的磁体中。;（三）射频线圈的主要指标 1．信噪比（Signal Noise Ratio，SNR） ：射频线圈的信噪比与成像部位的体积、进动角频率成正比，与线圈半径成反比，还和几何形状有关。 提高SNR是线圈设计的最主要目标。线圈的SNR越高，就越有利于增加图像的分辨率或者提高系统的成像速度。;2．灵敏度：线圈灵敏度（coil sensitivity）是指接收线圈对输入信号的响应程度。 线圈的灵敏度越高，就越能检测到微弱的信号，但信号中的噪声水平也会随之提高，从而使信噪比下降。因此，线圈灵敏度并不是越高越好。 ;3．有效范围：线圈的有效范围是指激励电磁波的能量可以到达（对于发射线圈）或可检测到RF信号（对于接收线圈）的空间范围。有效范围的空间形状取决于线圈的几何形状。 4．填充因数（filling factor）：填充因数η为被检体体积Vs与线圈容积Vc之比。η与线圈的SNR成正比关系，即提高η可提高SNR。因此，在线圈的结构设计中应