磁共振成像系统中的自动梯度预加重调节方法研究

论文摘要

核磁共振成像(MRI)诞生于1973，作为一种对人体无害、无电离辐射的诊断工具，它不仅适合做结构成像，还可以进行功能性成像(functional MRI)，因而使之和X射线、CT、超声成像和PET一道成为当今几大最常用的医学成像技术。近年来，核磁共振成像(MRI)在医学领域的作用越来越明显，国内有关于核磁共振成像这方面的研究也越来越多。但就技术层次而言相对于国外还是有相当的差距的。本文就核磁共振成像系统中梯度涡流的部分进行了研究。本文主要包括以下内容：一、介绍磁共振成像的原理和磁共振成像系统的组成。原理部分介绍了核磁共振基本原理、空间编码的原理。系统组成部分介绍了磁体系统、谱仪系统和计算机系统。二、磁共振成像系统的一种快速减小涡流的方法。在磁共振成像系统中，梯度磁场用来对成像物体进行空间编码。梯度磁场的快速切换会导致涡流的产生，影响磁场的变化，造成图像伪影。基于梯度电流预加重技术，提出了一种利用电磁感应原理以及数据拟合方法快速获得涡流补偿参数的方法。实验证明该方法显著地缩短了调试时间，对涡流进行了有效的补偿，明显地提高了图象质量。三、磁共振成像系统中的自动梯度预加重调节。本文提出了一种利用核磁共振信号测量梯度涡流，然后通过拟合、迭代程序快速找到最佳预加重参数的方法。该方法通过预先寻找信号区，确保了测得数据的可靠性，实现了梯度预加重参数的自动设置，可在大约10分钟内得到较好的补偿效果。通过在OPM35I型低场磁共振系统中的具体实验，证明该方法简单、有效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 磁共振成像发展历史和现状
• 1.2 论文研究的背景及意义
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 磁共振成像基本原理简介
• 2.1 核磁共振的基本原理
• 2.2 磁共振成像基本原理
• 2.2.1 磁共振成像基本原理概述
• 2.2.2 层面选择
• 2.2.3 频率编码
• 2.2.4 相位编码
• 2.3 常规脉冲序列和K空间简介
• 2.3.1 常规脉冲序列
• 2.3.2 K空间
• 第三章磁共振成像系统的基本结构简介
• 3.1 磁共振成像系统的组成
• 3.2 磁体子系统
• 3.3 梯度子系统
• 3.4 射频子系统
• 3.5 信号采集和图象重建子系统
• 3.6 主计算机和图象显示子系统
• 第四章 磁共振成像系统的涡流
• 4.1 梯度涡流的产生
• 4.2 梯度涡流对样品相位的影响
• 4.2.1 梯度涡流对样品相位的影响
• 4.3 梯度涡流的补偿技术
• 第五章 梯度波形预加重
• 5.1 梯度波形预加重原理
• 5.2 梯度预加重单元硬件设计
• 5.3 基于核磁共振信号的梯度预加重调节
• 5.4 基于检测线圈的预加重调节
• 5.4.1 基于检测线圈的预加重调节原理
• 5.5.2 梯度磁场的测量
• 5.5.3 算法流程
• 5.5.4 实验结果
• 第六章 自动梯度预加重调节方法研究
• 6.1 梯度场强度的测量标定
• 6.2 梯度涡流的测量
• 6.3 自动梯度预加重调节
• 6.4 实验结果分析
• 6.5 利用本方法涡流补偿前后产生图象对照图
• 6.6 结论
• 6.7 本篇论文总结
• 攻读硕士期间发表文章
• 参考文献
• 致谢