MRI基础知识 -- 射频发射通路总览

本篇文章老王将全部的射频发射通路放在一起，从系统校准里面的Pickup trip level测试出发，为大家梳理整个射频发射链路，进行技术收尾。我们先来了解一下Pickup trip level测试。老王上篇文章讲过，PU coil的目的是实时监控射频发射系统通过QBC产生的B1场强度，它是作为一个接收线圈进行工作的，只要QBC有射频能量发出它就会进行接收，而检测B1场强度的目的是为了对人体进行保护，防止实际发射的射频能量引起的SAR值过高。

而Trip level就是这个安全场强值所对应的可调系统参数，当B1场超过Trip level规定的数值时，系统产生一个Interlock报错停止射频发射。Pickup trip level测试所包含的系统框图如下图：

可以看到实际上此项测试包含了全部的发射通路。Trip level实际上是一个可调节的数值，对于其校准的方法如下：

1. 由射频发射通路根据QBC内部已经定义好的安全B1场所对应的数值，产生系统在安全范围内能够允许的最大强度的B1场

2. QBC里面的PU coil持续测量B1场的强度，并通过非电量电测利用ADC模块将场强数据转换为电压值。

3. 在最大的B1场条件下，持续的降低Trip level数值，直到它低于目前最大的B1场大小，并产生截止报错，Trip level记录下此时的数值。

4. 将记录下来对应最大B1场的Trip level 参数下降2%，保存为最终的Trip level参数考入硬件系统。这样就意味着在实际系统扫描时，系统发射的B1场就被限制在了安全范围。

既然明白了Pickup trip level的原理，同时明白了这项测试其实与全部的射频发射通路都相关，因此接下来我们用一种巧妙的方法来梳理射频发射通路，利用测试的报错信息反向介绍整个发射通路，比如在使用QBC当做发射线圈进行系统校准测试的时候系统提示：Max. allowed B1-field cannot be generated。

报错的字面意思是系统无法产生所要求的最大B1场，为了解决这个问题，我们先看看可能相关的部件。

首先依照惯例先列出射频发射通路的结构框图：

既然跟B1场相关，那我们从头开始分析，首先B1场激发脉冲是从TXR模块发出的0dBm基础脉冲，传输到射频放大器。TXR检查没有问题后我们继续向后排查。

0dBm的射频脉冲向后传输到射频放大器RF-AMP经过72.6dB放大后得到发射脉冲，同时放大器检测射频发射通路的有效脉冲（FW）和反射损耗（REFL）。这里检查射频放大器没有问题，同时发射通路的VSWR也没有问题，我们继续向后排查。

放大器放大后的激发脉冲通过SFB滤波板后到磁体间内的TR-Switch模块，这里的作用是当有TR接收线圈的时候将发射脉冲传输到TR线圈而不是QBC。通过短接TR-Switch模块发现问题不在这里，我们继续向后排查。

射频发射脉冲经过TR-switch后传输到了Hybrid box模块将一路射频脉冲通过3dB定向耦合器分成90°相位差的两路射频脉冲。如果此模块有问题，会直接影响到QBC的射频正交发射。排查没有问题后，我们继续向后看。

射频发射脉冲来到了最后一部分，最终发射的正交体线圈QBC。QBC之所以要正交发射，主要原因是为了产生圆形极化的B1场保证其射频场的均匀性。正交发射的原理就是利用Hybrid box里面的3dB定向耦合器分成的90°相位差，改过QBC里面16个Rods里面的11号和7号进行发射

经过极化后，就会顺着Z方向产生了均匀的B1圆形极化场

经过一系列排查，发现QBC也没有问题，那么这就是说明整个射频发射TX通路都没有问题，那么接下来我们继续看还有什么跟B1场有关系，这时候自然就想到了测量B1场的PU线圈。

B1场的大小是由PU coil测量的，两个PU线圈分别接收QBC里面7号11号两个rod发射的射频能量。最终的问题是两个PU coil其中一路损坏，无法检测到实际发生的B1场，因此系统报了Max. allowed B1-field cannot be generated这个问题。

当然了，这里只是简单的利用一个报错来梳理整个射频发射通路，实际遇到的问题肯定与刚才的分析有很大区别。

MR技术博大精深，本篇文章从Pickup trip level测试出发，通过一个模拟的Max. allowed B1-field cannot be generated报错信息，将整个射频发射TX通路进行了梳理，简要的从TXR模块开始一直到QBC发射出去的整条链路中每个重要器件的作用，另外还梳理了检测B1场强度的PU通路。到此我们就将射频发射通路的链路全部介绍完毕了，接下来老王会在以后的文章中穿插介绍一些发射通路的系统校准方法。为了产生一个稳定均匀可靠的B1场，MRI系统使用了大量部件之后才能够完成整个TX发射通路，那么我们从下一篇文章开始继续介绍射频的另一个分支，也就是射频接收RX通路，敬请期待!