MRI基础知识 -- 射频发射通路集成

首先还是先拿出来老王之前讲过的射频电缆的知识

MR中的射频电缆一般使用50Ω同轴电缆，它是由互相同轴的内导体和外导体以及支撑外导体的介质组成的。由于其内外导体处于同心的位置，电磁能量实际上是局限在内外导体之间的介质内传播的。由于同轴电缆的特殊性，因此在安装过程中就有很多要求，比如安装手册上对射频线的要求典型的两个：

1. 射频线与梯度线或者其他电源线之间需要有距离要求

2. 射频线走线布置的时候转弯半径不能太小

同时由于射频电缆是从设备间出发，经过滤波板进入磁体间，因此在滤波器里面还有一个射频的转接头，同样可能会造成信号衰减。

可以看出来射频线同轴电缆在射频发射通路中的重要作用。那么有什么办法可以尽可能减小同轴电缆的影响么？简单来讲那就是让射频线尽可能的短，并且不进行复杂的布线。

传统上为了保证射频器件的工作环境，以及避免射频干扰问题的产生，射频脉冲产生以及放大都是在设备间内完成的，由于设备间和磁体间的布局以及距离各不相同，必然造成射频线的不规则布线。

为了解决这个问题，思路也就很明确了，直接把射频脉冲产生和放大器放到磁体旁边不就完了，这也就有了以下这种构型：

将所有的射频TX发射模块的功能集中到TX Box模块内部

TX BOX内直接集成以下器件：

1. 脉冲产生模块

2. 射频放大器

3. Hybrid box模块

通俗来说就是射频发射全部模块全部集成到了磁体侧面，直接将射频同轴电缆的发射距离缩短到极限。

同时将次级水冷接入TX BOX模块内进行冷却，TX BOX与主机的通信直接使用光纤传输，这样也就避免了模拟信号的互相干扰，尽可能的减少了射频干扰。

理论上来说虽然简单，但实际上把射频产生模块全部放在磁体侧面也是存在很多问题的，首先由于TXBOX距离磁体非常近，因此大部分器件要选用无磁器件。

同时TXBox与QBC以及接收线圈非常近，对于功率器件来说需要避免其发生信号泄漏从而污染MR接收信号从而产生Spurious noise干扰。

既然将器件集成到一起，而且还要在磁体侧面放置，虽然内部集成功能很多，但是整体体积不能大，分解内部构型如下：

可以看到RAMBO模块完成射频放大器的作用，同时TX BOX的水冷通路也接在这里。通过射频选择模块将射频分成两路，可以选择发射通路使用QBC（红色）或者TR线圈（蓝色）。CP/TF模块完成了hybrid box的90°相位差分路功能，最终两路射频（CH0, CH1）输出到Body coil完成正交发射。

MR技术博大精深，本期内容老王从西门子某款MR设备的射频发射通路出发，从内部结构分析了射频发射通路的集成化，将传统的设备间大量功能器件集成到了一块TX BOX模块内部，尽可能的减少了系统的复杂程度以及射频同轴电缆的传输距离

但是集成化也不一定完全都是优点，从售后的角度来讲，之前一个发射系统的子部件坏了的话更换就可以了，现在集成化之后需要整体都更换，维修成本肯定会上升。同时单一部件的可靠性都有自己的标准，可是集成到一起的话整体部件的可靠性就会下降。同时这么多功率器件同时放在磁体旁边，对整个模块的屏蔽要求也就更高了，换句话说发生射频干扰的概率也会增大。