医用3.0 T磁共振成像仪梯度系统故障三例

梯度系统是磁共振成像仪的重要组成部分,主要用于产生X轴,Y轴及Z轴三个方向的梯度信号,从而对磁共振信号进行空间编码,确定信号的空间位置。梯度系统功率高、散热量大,需要对梯度线圈及梯度放大器进行冷却。梯度系统及其冷却系统故障将导致图像质量下降甚至设备停机。本文总结了三例梯度系统故障,包括梯度线圈水冷系统故障、梯度放大器线路故障及梯度放大器散热风扇故障,包括三例故障的表现、探究了故障原因并给出故障排除方法,供同行参考,以期共同提升维修水平,提高设备使用率。

磁共振成像系统中梯度线圈设计的一种新的长度约束方案

目的 针对磁共振成像系统中长度约束的梯度线圈设计 ,寻求一种新的方案 ,使其能代替原有的方法 ,并且可以设计用于头部成像的不对称短线圈。方法 本文在目标场方法的基础上 ,引入了流函数约束条件 ,从而提出了流函数约束方案。并在该方案的基础上提出了一种简单的不对称短梯度线圈设计方案。结果 文中分别对直径 3 2cm ,长径比 1.5∶1的对称和不对称横向梯度线圈进行了仿真设计 ,结果显示了该方案的有效性。结论 文中比较了对称和不对称线圈梯度均匀区的位置 ,结果显示后一种线圈适合头部成像而前一种不适合。

一种全开放磁共振成像装置单平面梯度线圈的新型设计方法

针对全开放磁共振成像系统的特点,提出了一种单平面梯度线圈的新型设计方法。将电流密度用二维傅立叶级数展开,根据误差平方和与一个惩罚函数建立目标函数。使目标函数最小化,得到电流密度的表达式。应用流函数技术离散电流密度,得到线圈的绕线形式。为了验证理论的正确性,利用Biot-Savart积分方程计算该线圈绕线产生的梯度磁场。采用这种方法,设计了梯度强度为40mT/m,电流为114.474A的x梯度线圈。结果表明,应用所提出的方法设计的线圈可以产生所需要的线性度很好的磁场。该方法也可以用于双平面或者双平面自屏蔽梯度线圈的设计。

基于目标场法的永磁微型核磁共振成像系统梯度线圈设计的多参数仿真研究

目的:研究永磁微型核磁共振成像系统双平面梯度线圈产生梯度磁场的最大线性偏离与电流密度函数展开阶数、线圈的最大半径、双平面线圈间距及目标场点数等参数的关系。方法:根据改进的目标场法,利用Matlab仿真设计双平面梯度线圈,然后利用控制变量法,分别模拟计算出各个参数在不同取值情况下梯度磁场的最大线性偏离值,最后对得到的数据进行分析。结果:利用上述方法,获得了最大线性偏离值随着横、纵向梯度线圈中各个参数的改变而分别产生不同程度的变化。结论:通过对以上参数的合理取值可以获得满足梯度线性度和制造工艺的梯度线圈。另外,此研究也可推广到永磁MRI系统双平面匀场线圈。

永磁微型磁共振成像仪的梯度线圈与图像质量

通过理论分析结合计算机仿真试验剖析了磁共振成像(MRI)中梯度场线性对图像质量影响的原理,在梯度场线性有缺陷的情况下,用实例和计算机模拟直观的展示了重建图像和模拟结果.结合研发实践发现,在永磁微小口径、低场强用于鼠类等小动物成像情况下,对梯度场线性度的要求远高于文献中提出的指标.依靠软件改进,图像没有本质的提高,尝试补偿技术耗时费力效果也不理想.说明了对永磁微小口径成像仪研发线性度更好的梯度线圈是提高图像质量的关键技术之一.揭示了在理想条件下普适的理论原理,在不同的实践条件下有不同的趋近理想条件要求.将具有独立知识产权的高线性梯度线圈安装在自行研制的仪器上得到了较好的图像.

磁共振并行成像射频线圈的优化设计进展

综述了并行成像线圈的优化设计方法及其发展,并对其进行了比较、分析与展望。

永磁磁共振成像系统中磁体极板尺寸与梯度线圈的关系

本文叙述了合理确定极板尺寸的意义，描述了梯度线圈的计算方法和设计指标，给出了框式磁体和开放式Ｃ型磁体在典型气隙尺寸下梯度磁场线性度与梯度线圈外形尺寸关系的计算曲线，并讨论了一些因素对梯度线圈外形尺寸的影响，从而对磁体极板尺寸提出了要求。

永磁磁共振系统盘式梯度线圈的设计

针对永磁磁共振成像系统极板的形状,提出了一种平面圆盘式梯度线圈的设计方法.将电流密度在极坐标下进行傅立叶级数展开,根据误差平方和建立目标函数,使目标函数最小化,得到电流密度的表达式.应用流函数技术离散电流密度,得到线圈的绕线形式.利用Biot-Savart积分方程计算线圈绕线产生的梯度磁场来验证所设计方法的正确性.结果表明,利用该方法设计的线圈可以产生成像所需要的线性度很好的磁场.该方法也可以用于双平面盘式自屏蔽梯度线圈的设计.

一种高分辨率的磁共振成像梯度信号发生器

PCM1794是一款24位字长、串行输入、双极性电压输出的高精度数模转换芯片,拥有出色的动态性能,信噪比高达129 dB。针对磁共振成像谱仪小型化、高集成度的发展需求,文中提出一种高分辨率的磁共振成像梯度信号发生器,采用PCM1794芯片作为数模转换器,以单片FPGA芯片作为梯度信号计算及控制单元的核心。该梯度信号发生器输出高精度的独立的X、Y、Z三个方向的梯度波形和静磁场梯度波形(用于静磁场B0的涡流补偿)。其预加重计算周期为1μs,波形更新周期最小也可达1μs。通过优化FPGA程序的计算架构节省了硬件乘法器资源的消耗,降低了对FPGA性能的要求,有利于构建高集成度的紧凑型谱仪。通过软件仿真和实际测试结果表明,该梯度信号发生器能够产生高精度梯度波形,满足磁共振成像对于梯度发生的要求。

基于梯度电感约束和图形处理单元加速算法的磁共振双平面自屏蔽梯度线圈设计方法

目的针对MRI梯度线圈自感和互感引起涡流抑制梯度磁场快速变化、影响梯度切换率及成像时间问题,提出一种有效解决方案。方法采用梯度电感最小化和梯度磁场自屏蔽等约束条件,结合目标场点法建立数学模型,求解双平面梯度线圈的绕线分布,以减小梯度线圈的磁场能量,降低涡流等对梯度线圈性能的影响。为缩短数值计算软件对以上复杂数学模型矩阵求解的运算时间,采用图形处理单元(GPU)加速算法实现梯度线圈的设计计算。结果采用最小化梯度电感能有效降低涡流影响,实现磁场自屏蔽,具有良好的梯度切换率,可改善梯度线圈整体性能。结论采用双平面梯度线圈新型目标场点法算法能实现梯度电感最小化和梯度磁场自屏蔽梯度线圈设计。

磁共振成像鞍型射频线圈的优化设计

射频场的均匀性是决定磁共振成像性能的重要指标，它由线圈的结构及几何尺寸所决定．论述了鞍型线圈的磁场分布特性，并给出了最佳设计方案．根据最佳结构设计线圈，能获得十分均匀的射频场，从而提高图象质量．

永磁微型核磁共振成像系统匀场线圈设计研究

在核磁共振系统当中,磁场均匀性为其重要硬件参数,而有源匀场则能够精细修正磁场。本文基于永磁微型核磁共振成像系统,在确定均匀间隙情况下,开展了匀场理论分析,经模拟仿真与数值计算,设计了一套能够放置在探头屏蔽盒外侧的有源匀场系统。将此系统放置于NMI20微型核磁共振成像仪上,匀场效果从之前的10ppm提升至1.4 ppm。

基于功能结构分析的磁共振梯度系统常见故障维修

梯度系统是磁共振设备的重要组成部分,其性能优劣直接关系到磁共振检查效率和图像精准性。通过从信号控制电路、梯度信号功放器和梯度线圈3个方面进行梯度系统的功能结构分析,以及影响磁共振成像(MRI)质量的主要性能指标及常见故障。磁共振设备的梯度系统出现故障时,主要分析人员操作、环境因素,设备器件存在的问题,并结合设备自检报警和程序分析进行故障的逐一排查。在日常维护保养方面,操作技师和医学工程师应加强操作规范管理,提高设备重要部件的维护管理意识,注重电源供给和金属物屏蔽排除的监督检查,建立有效的技术保障体系,以提高磁共振设备梯度系统的性能稳定性,改善磁共振图像质量。

鑫高益磁共振成像系统获批上市

近日,国家药品监督管理局经审查,批准了鑫高益医疗设备股份有限公司生产的“磁共振成像系统”的创新产品注册申请。该产品由超导磁体(1.5 T)、扫描床、谱仪、射频系统、梯度系统、操作台、隔离变压器、发射线圈、梯度线圈、呼吸门控、射频接收线圈组成,供临床MRI图像诊断。该产品的主要创新点为采用了无液氦超导磁体技术,该超导磁体采用制冷机直接传导冷却。与常规使用液氦对磁体中的超导线圈进行冷却的超导磁共振产品相比,该产品生产使用的成本更低,可简化磁体结构,减轻磁体重量等优势。目前该产品的2项关键技术已在中国申请发明专利,并进入了实质审查阶段。

超导MRI柱面梯度线圈的目标场设计方法

本采用目标场方法设计了一组超导核磁共振成像系统梯度线圈。该梯度线圈固定在半径为0.8m、长3m的圆柱形骨架上,目标区域位于该圆柱中心,半径为0.2m,梯度场强为40mT/m。在该方法中,电流密度在柱坐标系下被分解为三角级数之和,接着通过Biot-Savart定律求出轴向磁场强度表达式,再通过基于目标场的Tikhonov正则化算法把待定三角系数的求解问题转化成线性方程组的求解,并通过流函数技术得到线圈的实际绕线分布,最后进行磁场偏差分析,分析结果表明所设计线圈的磁场偏差远远小于通常所要求的百分之五。此外,该方法不仅适用于柱面梯度线圈设计,对于超导磁共振成像系统的有源匀场线圈设计也同样适用。

一种设计术中MRI系统横向梯度线圈的新方法

目的近年来出现的新型术中MRI系统对于梯度线圈提出了很高的要求,尤其重要的是低电感和高效率。本文提出一种设计该种线圈的新方法。方法这种方法能够很好地将线圈约束在圆形磁体极面内,并且可以对线圈性能进行整体地优化。结果本文运用该方法设计了一个术中MRI系统的x梯度线圈,计算结果显示了该方法的正确性和有效性。结论本文提出的方法对于设计术中系统专用的高性能横向梯度线圈非常有效。

磁共振成像中取向硅钢片饱和磁化强度测定方法

该文提出一种适于工程应用的取向硅钢片饱和磁化强度测定方法。将硅钢片放入待匀场梯度线圈的匀场轨道中,利用磁场测量设备测量出采样点处硅钢片产生的纵向磁感应强度,将测量结果通过迭代算法优化,即可计算出取向硅钢片的饱和磁化强度。结果表明,将饱和磁化强度计算结果用于磁共振成像系统无源匀场时,提高了成像质量。该方法在实际应用中方便易行,无需大量计算,效率较高。

MR成像中梯度线圈噪声的声学分析

在磁共振(MR)扫描系统的操作过程中,由梯度线圈产生的噪声是不可避免的。线圈在静磁场的X、Y和Z平面上产生磁通梯度,并且在层面选择和空间定位时发挥着重要的作用。扫描所必需的脉冲序列本身引起梯度线圈的振动。从而产生冲击,发生机械噪声,病人对此十分抱怨。据我们所知,在过去的医学文献中,有关MR成像系统梯度线圈噪声的物理学和噪声抑制原理还从未讨论过。然而,Brummett等人最近发表的文章报道说,病人在没有对噪声进行防护的情况下做MR扫描检查,其暂时听力丧失率达13％。

移动式头颈磁共振成像系统获批上市

近日,国家药品监督管理局经审查,批准了佛山瑞加图医疗科技有限公司生产的“移动式头颈磁共振成像系统”的创新产品注册申请。该成像系统由永磁磁体、梯度放大器、梯度匀场线圈、射频放大器、射频发射线圈、头线圈(可选)、头颈联合线圈(可选)、谱仪、温度控制器、数字匀场单元、移动装置、屏蔽罩、病床和报警单元组成,供头部、颈部临床MRI诊断。

1.2～1.5T永磁小动物用磁共振成像仪的研制和小鼠成像

①目的研制具有独立自主知识产权的高性价比、高磁场的小动物用永磁型磁共振成像仪及实施小鼠成像。②方法通过改进主磁体、梯度线圈和射频线圈的设计方案、制造方式及发明的MRI专用合金,讨论这些方案的改进和新的MRI专用合金对小动物永磁型磁共振成像仪成像质量的影响。③结果成功研制了主磁场强度为1.2～1.5T的小动物永磁型磁共振成像仪系列,并完成了不同方向的小鼠扫描成像。④结论利用自主研发的1.2T和1.5T的小动物用永磁磁共振成像仪对4周龄的雄性鼠实施了横断面和冠状面扫描成像,获得了清晰的鼠局部和全身图像,且其组织结构清晰可见。同时与用超导人体磁共振机获得的小鼠图像进行了对比,显示研制小动物用永磁磁共振成像仪的重要意义。