MRI基础知识 -- MR性能参数基本含义

MR技术博大精深。上一篇文章老王介绍了MR梯度系统的几个主要的性能指标以及其背后的理论基础。梯度系统是MR里面非常重要的分系统，梯度系统的性能直接决定了MR系统的成像质量与高级应用。

通过上一篇文章我们大致介绍了梯度系统的三个重要指标：梯度强度，梯度切换率以及占空比。其中梯度强度以及梯度切换率与序列扫描性能直接相关，占空比与系统持续运行时间相关。有了基础参数，那么我们在进一步详细看看不同设备之间还有那些梯度参数值得我们研究。首先还是把G家设备的梯度参数列出：

Peak amplifier current and voltage: 梯度放大器峰值电流1034A，放大器峰值电压2324V。此处描述的是梯度放大器的性能，可以简单地计算出梯度功放的功率。为了更好的对比，我们再放出其它厂家的机器对比来看看：

由于每个厂家对指标定义和呈现都有一些区别，因此除了梯度强度和梯度切换率这两个明确指标以外其它指标都没有办法统一，因此老王这里尝试给大家放到一起来分析看看能得到什么结论。首先比较简单的是梯度放大器功率，功率的计算公式：P=I*V，同时P家给出的是单轴功率，因此放大器功率=单轴功率X3，因此可以得到放大器功率对比：

本着同参数对比原则，老王选取了梯度切换率都是200的4款设备进行分析，可以得到以下结论：G与P2设备的峰值梯度强度都是80mT/m，峰值功率相差大约25%。

S与P1设备的峰值梯度强度都是45mT/m，峰值功率相差大约10%。

进一步分析可以看出来以下结论：

1. 相同梯度强度以及梯度切换率的指标下，峰值功率的差距在不考虑更高级的梯度场屏蔽等因素下，简单分析可以归结于梯度放大器与梯度线圈的匹配程度，匹配程度越高的系统在相对较小的功率就可以实现同样的功能。

2. 由于MR系统运行时功率最大的就是梯度系统，因此也就可以简单等效于系统运行峰值功率，根据对比可以看出G设备运行功率功率更大，也就意味着安装场地要求里面需要对供电提出相对更高的要求。

3. G设备的梯度放大器功率相比S与P1和P2都有显著增大，用DIY电脑的术语来类比就是相比较大量的堆料来实现功能，也符合老王对美系工业产品的主观印象，参考福特通用系汽车和德系日系汽车整体重量和油耗上的对比。

4. 整体上看P家设备的梯度线圈匹配程度相对更高一些

看完梯度放大器让我们继续往下看：

control：控制模式，此处使用了数字控制。

Dedicated active feedback control loop to regulate

系统使用了主动闭环控制用来减小电流误差。

current errors：

系统使用了主动闭环控制用来减小电流误差。

Gradient current accuracy.

Shot-to-shot repeatability.

Symmetry.

以上3项都是用来描述梯度误差的特殊定义，单纯从指标无法分析，我们看看还有什么。

指标中有这么一段描述，大致介绍了描述梯度误差的方法

那么其他设备如何描述梯度误差呢，我们来看看P家的设备

Gradient fidelity也就是稳态精度来描述，相对含义较为简单，就是实际产生的梯度场与要求产生的梯度场的最大误差，用自动控制术语就是梯度电流稳态精度的概念。

可以发现P家设备和G家设备对于梯度精度的描述是不一样的，由于无法得知G家具体的波形是什么样的，而且目前也没有看到统一的对梯度精度的国家标准，因此无法进一步对比研究。而老王在S家设备的指标中并没有找到对梯度精度的描述，因此这里就不做分析了。

MR技术博大精深，本篇文章进一步对MR梯度指标进行了深入剖析，详解了梯度放大器的功率以及梯度精度的含义。虽然指标中可能仅仅只是一行和一个数字，但是背后还有大量的知识点值得我们去剖析。在此老王也从个人角度希望我们能够有一个完善统一的国标体系对MR设备的性能指标进行定义，从而更明确的客观对设备进行分析。