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氢原子磁场系统利用高性能ADC打造新的磁共振成像发送/接收架构

摘要:本文探讨了磁共振成像(MRI)系统的工作原理,系统利用氢原子在磁场作用下的运动形成清晰的医学图像。文中介绍了典型的磁场类型和当前高分辨率MRI系统所依赖的超导磁铁。本文还讨论了通过适当排列梯度线圈形成3D图像的过程以及它们与RF信号之间的相互作用,给出了MRI的系统原理框图。

概述

  磁共振成像(MRI)系统能够提供清晰的人体组织图像,系统检测并处理氢原子在强磁场中受到共振磁场激励脉冲的激发后所生成的信号。

  氢原子核的自旋运动决定了它自身的固有磁矩,在强磁场作用下,这些氢原子将定向排列。简单起见,可以把静态磁场中的氢原子核看作一条拉紧的绳子。原子核具有一个共振频率或“Larmor”频率,具体取决于本地磁场强度。如同一条绳索在外部张力作用下发生共振。在典型的1.5T MRI磁场中,氢原子的共振频率近似为64MHz。


  适当的磁共振激励或者是RF脉冲激励(频率等于氢原子核谐振频率)能够强制原子核磁矩部分或全部偏移到与作用磁场垂直的平面。停止激励后,原子核磁矩将恢复到静态磁场的状况。原子核在重新排列的过程中释放能量,发出共振频率(取决于场强)的RF信号,MRI成像系统对该信号进行检测并形成图像。

MRI成像系统原理框图


MRI成像系统原理框图

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