第三节 梯度磁场系统(设备)..
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– 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
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。
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。
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!
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。
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：
选层
Biblioteka Baidu
• 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。
• 上式中,Ｇｍ是最小梯度场磁感应强度，Δ Ｂ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
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。
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。
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!
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。
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：
选层
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• 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。
• 上式中,Ｇｍ是最小梯度场磁感应强度，Δ Ｂ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