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MRI基础知识 --- RF通路简介

 首先我们以某型MR系统射频发射通路进行讲解,先将射频通路进行模块细分,连接各模块后图如下:

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    回顾MR系统的组成,MR系统主要被安放在三个房间中:磁体间,设备间,操作间。

跟RF通路相关的部分主要在磁体间和设备间,这里分成2个层面进行讲解。

 

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    第一层面从RF信号强度方面进行分解:图中信号分为绿色部分,红色部分,橙色部分。

绿色:低强度信号。RF射频信号产生,根据需求产生对应调制方式的射频脉冲。此信号强度较低,无法直接用于射频激发。

红色:高强度信号。RF信号通过射频放大器生成要求的高强度信号,顺着射频发射通路传递到QBC中发射用于射频激发。

橙色:射频反射信号。这里的反射指的是QBC中无法全部发射的信号会通过反射回路最终流向消耗电阻中变成热量消耗掉。这里面的原理我们后面在介绍。

 

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   第二层面从器件原理上进行说明,从信号产生开始:

TXR:信号发生板,通过产生基准信号,并进行载波产生MR射频激发所需要的制式波形,我们一般称之为Drive Scale。发射出来的射频能量较低。

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   RF_AMP:射频放大器,将TXR产生的制式波形进行放大。同时放大器适时监控回路的有效功率(FW)和反射损耗(REFL),用来监控整个射频通路的工作状况。有关有效功率和反射损耗的知识内容我们会在以后进行讲解。

滤波器:射频信号发生和放大都在设备间内完成,需要通过射频线将信号最终传递到磁体间,因此需要在两个房间之间加入滤波器。此带通滤波器会滤掉高频及低频信号。

TR-SWITCH:信号选择器。回顾上一节的内容,同一时刻只能有一个线圈进行射频激发。因此TR_SWITCH的作用就是将射频能量通过选择器选择直接传输到QBC或传输到TR线圈的发射功能中。

HYBIRD BOX:有两个作用:

a.混频器。继续回顾QBC的内容,正交体线圈的入射射频信号其实是2路,2路射频相位差为90°。Hybird box的作用就是将一路射频分解成幅度相等,频率相等,相位差90°的两路射频能量。

b. 输入输出选择器。QBC既可以作为发射线圈,又可以作为接收线圈使用,但是作为一个线圈,它的发射和接受通路是一样的,因此Hybird box另一个功能是实现了选择发射、接收通路的走向。

QBC:2路相位差90°的射频能量传输入QBC中最终发射到被扫描物体,产生射频激发。

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   RELECTED LOAD:反射负载电阻,将QBC无法匹配的射频能量反射传输到LOAD中,LOAD就是一个电阻,从而将射频能量转换为热量消耗掉。

QDD: 体线圈控制器,回顾上一节QBC的内容我们知道QBC中存在16个rods,同时每个rods都可以Detune,那么QDD就是控制这16个Rods的控制器,同时QDD还控制Hybrid box的发射模式和接收模式。

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    回顾上一节QBC的内容,在QBC中还有两个PU线圈用来适时检测射频能量,他们是怎样工作的呢?

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    首先PU线圈共有2个,原因也很简单,传输到QBC的是2路相位差90°的射频能量。因此2个PU线圈分别检测2路射频能量。

PU线圈检测到的射频能量通过Hybird box传输到MRX板。在MRX板内有一个逻辑电路的比较器,首先设定一个阈值Setpoint,当PU线圈接收到的能量高于PU Switch-OFF setpoint时,比较器产生一个PU-Fault信号,告诉射频通路射频能量过高,从而停止所有射频能量的发射。

PU回路的作用实际上是为了保护被扫描物体接收到的射频能量不会过高而专门设置的检测回路。

 

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文章名称:《MRI基础知识 --- RF通路简介》
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