数模测量控制仪(医用成像器械之磁共振成像设备（三）)

Posted 2023-05-27

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数模测量控制仪(医用成像器械之磁共振成像设备（三）)

目前，市场上主要的磁共振成像系统以高场和低场为主，高场一般为超导型磁共振成像系统，低场一般为永磁型磁共振成像系统。其中，永磁型磁共振成像系统往往做成开放式，有C形式或立柱式；超导型磁共振成像系统往往做成圆形孔腔式或站立式。常导型磁共振成像系统一般也做成圆形孔腔式。还有些公司推出了针对某些部位，如头颅、四肢或关节专用检查的磁共振成像系统，其形态变化较灵活。

磁共振成像系统主要包括磁体子系统、梯度场子系统、射频子系统、数据采集和图像重建子系统、主计算机和图像显示子系统、射频屏蔽与磁屏蔽、软件等。

磁体子系统

是指用以产生均匀稳定的静磁场的主磁场，是磁共振成像系统的关键组成部分，其主要参数包括磁场强度、磁场均匀性、磁场稳定性、孔腔大小、逸散磁场等。其中，磁场强度越高，信号幅度越高，图像信噪比会越高；磁场均匀性越好，图像分辨率越高。磁体分为永磁型、常导型、混合型和超导型四种。

梯度场子系统

是指与梯度磁场有关的一切单元电路，提供给系统线性度满足要求的、可快速开关的梯度场，以便动态修改主磁场，实现成像体素的空间定位，是磁共振成像系统的核心部件之一。梯度场子系统由梯度线圈、梯度控制器、数模转换器、梯度放大器、梯度冷却系统等组成，其主要参数有有效容积、线性度、梯度场强度、梯度变换率和梯度上升时间等。有效容积越大，可成像区域越大；线性越好，图像质量越好。

射频子系统

是磁共振成像系统中实施射频激励并接收和处理射频信号的功能单元，不仅要根据扫描序列的要求发射各种翻转角的射频波，还要接收成像区域内氢质子的共振信号。射频子系统包括射频发射单元和信号接收单元。其中，射频发射单元是在时序控制器的作用下，产生各种符合序列要求的射频脉冲的系统；射频接收单元是在时序控制器的作用下，接收人体产生的磁共振信号的系统。

数据采集和图像重建子系统

信号采集的核心是依靠模数转换器，转换精度和速度是重要指标。在磁共振成像系统中，一般用16位的模数转换器进行信号的数字化，再经一定的数据接口送往接收缓冲器等待进一步处理。射频子系统和数据采集子系统被合称为谱仪系统。模数转换器转换所得数据不能直接用来进行图像重建，还需要进行数据处理，即拼接带有控制信息的数据，然后通过专用图像处理计算机进行图像处理。图像重建的运算主要是快速傅里叶变换，重建速度是磁共振成像系统的重要指标之一。

主计算机和图像显示子系统

在磁共振成像系统中，计算机的应用非常广泛，各种规模的计算机、单片机、微处理器构成了磁共振成像系统的控制网络。主计算机介于用户与磁共振成像系统的测量系统之间，其功能主要是控制用户与磁共振子系统之间的通信，并通过运行扫描软件来满足用户的所有应用要求。具体包括扫描控制、患者数据管理、归档图像、评价图像以及机器检测等功能。同时，随着医学影像标准化的发展，还必须提供标准的网络通讯接口。

射频屏蔽与磁屏蔽

用以把外界和磁共振扫描系统之间严格屏蔽开来的系统，防止彼此之间的干扰和危害。磁共振成像系统的屏蔽一般采用铜片或铜板来完成。

软件

包括系统软件、磁共振操作系统、磁共振图像处理系统。系统软件指主计算机进行自身管理、维护、控制运行的软件，即计算机操作系统；磁共振操作系统包括患者信息管理系统、图像管理系统、扫描控制系统、系统维护、报告打印、图片输出等；磁共振图像处理系统指图像重建软件以及对图像进行一序列后处理，包括柔和、平滑、锐化、滤波、局部放大等处理功能的软件。

（未完待续）

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