MRI基础知识 -- RF射频发射技术（一）

MR技术博大精深，前面老王通过三篇文章给大家介绍了主动匀场的概念，包括一阶主动匀场和高阶主动匀场，相信大家对MR的梯度系统有了一个更全面的认识。从本节开始老王带领大家进入MR另一个重要领域，RF射频场。我们先从RF射频发射系统(TX)展开研究。

老王在RF射频通路的章节大体上介绍过MR射频发射通路，如下图：

从图中可以看到，射频发射通路的起点是射频TXR模块，那么这个模块是做什么用的呢？

按照惯例首先开展TXR内部的结构：

从图中可以看到TXR模块主要的作用分为3部分：

1. 信号发生器模块。通过载波的方法产生低功率的射频激发脉冲波形。常规从TXR模块产生的信号大约是0dB，但这样功率的射频脉冲肯定是无法作为MR激发脉冲使用的，所以后续还需要进行射频放大。

2. 射频接收模块。这里的接收与MR信号接收回路里面的接收含义不同，它并不接收MR回波信号，而是检测RF发射射频的各项参数，其中包括从TXR模块发出的原始TX信号，由射频放大器采集的射频发射回路的Fwd信号以及Refl信号。

3. 控制模块。TXR能够控制射频的发射，同时还会对射频放大器进行控制，并且控制模块还可以通过接收interface信号从而立刻停止整个射频能量的发射。

TXR内的信号发生模块基本构架和市面上常见的信号信号发生器基本一样，因此在这里就不做详细介绍，有兴趣的同学可以研究研究安捷伦的相关产品。那么我们先研究射频接收模块。

接收模块的第一个作用是校准射频发射模块的衰减器（TX attenuation calibration）。

为什么在产生了激发脉冲信号后又要通过一个衰减器呢？还是回到衰减器校准的回路

TX射频发射信号需要校准，既然要校准首先就需要能够接收到激发脉冲，而接收脉冲信号是使用ADC模数转模块进行采样的。ADC器件的一个最大的特点是在测量范围内采样出来的信号其实是非线性的，因此为了准确的使用ADC器件，就需要通过衰减器的作用，将TX发射脉冲处理到ADC的线性范围内。

TXR模块内信号接收通过对衰减器的设置，使信号的接收强度保持线性，从而尽可能减少接收模块的非线性影响。

接收回路的第二个作用是对整个射频发射后端的匹配情况。老王在RF射频的章节已经有所介绍，衡量射频回路的匹配情况需要得到有效功率（PF）和反射损耗（PR），由于射频的反射损耗最终会顺着原路返回，因此反射损耗最终通过射频放大器接收

而射频放大器采样得到的有效功率和反射损耗通过同轴电缆传输到TXR的接收模块。

信号在TXR模块进行后续处理，比如通过VSWR（电压驻波比Voltage Standing Wave Ratio）进行评估。

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MR技术博大精深，本期我们先从射频发射通路（TX）的起点TXR模块进行介绍。老王认为射频（RF）是MR技术里面最复杂的地方，所有的序列都是围绕着射频和梯度去完成的，而射频的控制是MR控制的核心部分，同时到了射频这里，技术明显与梯度制冷等系统的知识变得更加复杂，因此老王从本节开始会循序渐进的给大家介绍。