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MRI基础知识--MR性能参数基本含义

MR技术博大精深。上一篇文章针对一款设备对MR的射频系统性能指标进行了简要的说明,分项目逐一对主要参数指标进行了解释。单纯从某一台设备来介绍可以给大家一个射频系统性能参数直观的印象,那么本篇文章继续老王带你读指标系列,我们尝试把几台机器放在一起来对比,看看能够得到哪些有意义的结论。

 对比之前再次强调,每个厂商对射频系统的指标定义都有一些不同,老王尝试把他们定义一致的内容挑选出来,做小范围的对比研究。

还是那句话,决定一台MR设备性能要全面的分析性能,同时要分析是否适合自己的实际应用,本篇文章列出的几种机型都是各厂家比较先进的设备,性能方面各有侧重,这里单纯的分析性能参数,而不定性的说谁的性能更优秀。

首先我们来看射频系统最大的部件正交体线圈QBC,老王之前文章一直以P家设备为例进行讲解,我们都知道一般来说目前的正交体线圈QBC里面包含了16个Rods,结构如下图所示:

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     其中两路90°相位差的射频激发脉冲分别从Rod 11 和Rod7 进入QBC内进行正交化。上一篇文章我们对照看了G家某型设备的QBC示意图如下:

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    指标中明确了QBC有16个rungs,从示意图也可以对比其结构应该和P家的QBC结构基本差不多。那么我们看看其它的机器是什么样的,老王从S家某型设备的指标中找到了以下对QBC的描述:

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    可以看到此款设备的QBC使用了32个Rungs,比目前常见的16个多了一倍。从原理上来说32个rungs能够实现更好的射频场均匀度。这是老王第一次见到使用32个rungs的设计,由于我没有见过实物以及更多其它详细的资料,后续还请各位S家同仁帮忙详细介绍此款QBC。

 

接下来我看看看射频发射关键的RFA射频放大器的性能参数,上一篇文章里面我们看到了G家设备采用了双射频技术,2个15Kw功率的射频放大器驱动两路射频进入QBC进行正交发射,里面描述了2路射频可以通过优化各自的相位和幅度做到无论患者的身材进行自适应调整从而提高射频场的均匀度以及信号强度。

那么其它的机器是怎么样的呢,我们找到了P家某型设备的描述如下:

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     可以看到此款设备的QBC使用了32个Rungs,比目前常见的16个多了一倍。从原理上来说32个rungs能够实现更好的射频场均匀度。这是老王第一次见到使用32个rungs的设计,由于我没有见过实物以及更多其它详细的资料,后续还请各位S家同仁帮忙详细介绍此款QBC。

 

接下来我看看看射频发射关键的RFA射频放大器的性能参数,上一篇文章里面我们看到了G家设备采用了双射频技术,2个15Kw功率的射频放大器驱动两路射频进入QBC进行正交发射,里面描述了2路射频可以通过优化各自的相位和幅度做到无论患者的身材进行自适应调整从而提高射频场的均匀度以及信号强度。那么其它的机器是怎么样的呢,我们找到了P家某型设备的描述如下:

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     可以看到,从描述上来看该设备同样有两个独立的射频发射通道实现射频的正交激发,但是并没有像G家和P家设备一样类似下图的描述明确使用了2个射频放大器进行放大

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   老王在介绍射频通路的时候介绍过,QBC的正交发射有两种办法,一种是一个射频发射源通过3dB定向耦合器拆分成相位差90度的两路射频能量进行发射,另一种就是更高级的用两个射频放大器和两个射频源直接进行双射频技术。

在S家描述里面我们看到了关于峰值功率有43.2kW的描述,这里指的是两路射频能量共同发射的峰值功率,可以代表单射频技术的一个射频放大器的功率,也可以表示双射频系统两路射频放大器的组合功率,因为没有更详细的说明,因此这里无法得到更有效信息。

 

我们继续看看射频系统的带宽(Bandwidth),在上一篇文章里面我们看到了G家设备对带宽的描述是RF exciter frequency range:射频频率范围,其实和带宽是一回事,此项指标3家设备都有,我们可以放在一起来看:

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   可以看到G家设备有着最大的射频激发带宽(1250kHz),S家设备有着最小的激发带宽(800kHz),P家设备介于二者之间(1100kHz)。正像上一篇文章所说的,带宽更大的设备受到B0中心磁场漂移影响越小,背后同样还隐含着RF接收系统的ADC模块接收带宽更大。

 

射频系统参数还有一个比较重要的是频率编码和相位编码的精度,相关的指标如下:

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       可以看到S家设备对于频率的控制更加精确(0.03Hz),G家和P家设备对相位编码的精度更高(0.05 deg/step)。

    MR技术博大精深,本篇文章老王给大家对比介绍了一些设备的射频参数对比分析,以及不同厂家对性能参数的不同描述。文章中列出的几款产品差不多都是近期各家公司所发布的高端产品,因此会比以前的设备有一定的改进,同时部分描述也会有一些区别。还是要强调本篇文章只是单纯的从列出的参数上摘录可以对比的地方,介绍背后的技术原理,不作为判断孰强孰弱的依据。

管中窥豹,老王觉得从各种指标中可以看到,目前各家厂商对于射频系统的发展的方向大致在采用双射频系统和更多的QBC Rods数量提高射频均匀度,以及使用更大的射频通路激发功率用以提高信噪比等几个方面,这些措施对应的就是尽可能提高激发脉冲的强度用来提高图像信噪比,同时提高射频场均匀度从而提高整体系统的均匀度指标。

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文章名称:《MRI基础知识--MR性能参数基本含义》
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