核磁共振成像儀：構(gòu)造物理和物理設(shè)計(jì)

第1章 核磁共振成像儀概論
1.1 MR成像儀總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
1.1.1 磁體部分
1.1.2 譜儀電子學(xué)部分
1.1.3 計(jì)算機(jī)部分
1.2 MRI主磁體系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.2.1 超導(dǎo)磁體系統(tǒng)
1.2.2 永磁磁體系統(tǒng)
1.2.3 電磁體
1.3 MRI梯度系統(tǒng)
1.3.1 度量梯度線圈優(yōu)劣的指標(biāo)
1.3.2 超導(dǎo)MR1梯度線圈傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.3.3 永磁或電磁MR1系統(tǒng)的梯度線圈結(jié)構(gòu)
1.3.4 梯度線圈的新發(fā)展
1.3.5 梯度放大器和開關(guān)時(shí)間
1.3.6 振動(dòng)偽影的校正
1.4 MR1的RF線圈系列
1.4.1 RF線圈的功能和本征物理特性
1.4.2 LC諧振槽路
1.4.3 RF線圈設(shè)計(jì)考慮要點(diǎn)
1.4.4 螺線管及變型螺線管線圈
1.4.5 蝶形線圈
1.4.6 開放腔式線圈
1.4.7 在圓柱內(nèi)產(chǎn)生橫向磁場(chǎng)的線圈
1.4.8 鳥籠線圈
1.4.9 RF線圈系列
1.4.10 TEM線圈
1.4.1 1表面線圈和相位陣列線圈
1.5 射頻發(fā)射/接收系統(tǒng)核磁共振成像儀——構(gòu)造原理和物理設(shè)計(jì)
1.5.1 概述
1.5.2 發(fā)射/接收（T/R）開關(guān)
1.5.3 RF線圈的調(diào)諧和匹配
1.5.4 RF線圈和接收機(jī)前置放大器的連接
1.5.5 正交混合器和正交調(diào)制器
1.5.6 發(fā)射通道
1.5.7 RF功率放大器
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第2章 MR1主磁體設(shè)計(jì)
2.1 軸對(duì)稱磁場(chǎng)均勻性分析方法
2.2 超導(dǎo)MR1主磁體設(shè)計(jì)思想及方法
2.2.1 厚壁螺管亥姆霍茲對(duì)
2.2.2 高均勻度MR1主磁體設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型
2.2.3 電磁場(chǎng)計(jì)算軟件和優(yōu)化算法
2.3 六線圈MR1主磁體系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3.1 相同半徑六線圈結(jié)構(gòu)
2.3.2 不同內(nèi)徑的六線圈結(jié)構(gòu)
2.3.3 鐵屏蔽1.ST六線圈MR1磁體設(shè)計(jì)實(shí)例
2.4 多層端校正單螺線管MR1磁體設(shè)計(jì)
2.4.1 磁矢勢(shì)的格林函數(shù)展開
2.4.2 載流螺線管中心球（r<>
2.4.3 端補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
2.4.4 多層端補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
2.4.5 鄉(xiāng)子層補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
2.5 永磁MR1磁體設(shè)計(jì)
2.5.1 磁體結(jié)構(gòu)設(shè)定
2.5.2 磁路定理
2.5.3 磁場(chǎng)計(jì)算和優(yōu)化的有限元方法
2.5.4 磁體幾何尺寸的優(yōu)化
2.5.5 勻場(chǎng)設(shè)計(jì)
2.5.6 溫控方法
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第3章 勻場(chǎng)線圈設(shè)計(jì)和自動(dòng)勻場(chǎng)原理
3.1 磁標(biāo)勢(shì)球諧函數(shù)展開和解析勻場(chǎng)概念
3.1.1 有源勻場(chǎng)線圈的重要性
3.1.2 諧波勻場(chǎng)概念
3.1.3 勻場(chǎng)線圈設(shè)計(jì)目標(biāo)
Q.9 超導(dǎo)MR1磁體的勻場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 磁矢勢(shì)?磁標(biāo)勢(shì)和縱向場(chǎng)H：的球諧函數(shù)級(jí)數(shù)表達(dá)
3.2.2 諧波的產(chǎn)生和計(jì)算
3.2.3 軸向諧波
3.2.4 場(chǎng)分布和諧波的測(cè)量
3.3 超導(dǎo)MR1磁體勻場(chǎng)線圈設(shè)計(jì)目標(biāo)場(chǎng)方法
3.3.1 建立磁場(chǎng)和電流之間諧波系數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系式
3.3.2 目標(biāo)諧波場(chǎng)系數(shù)設(shè)置
3.3.3 勻場(chǎng)線圈設(shè)計(jì)結(jié)果
3.3.4 關(guān)于系數(shù)矩陣D的條件數(shù)和矩陣方程病態(tài)問題的討論
3.4 永磁MR1雙平面勻場(chǎng)線圈設(shè)計(jì)
3.4.1 雙平面結(jié)構(gòu)勻場(chǎng)線圈設(shè)計(jì)理論
3.4.2 典型設(shè)計(jì)結(jié)果
3.5 在活體內(nèi)自動(dòng)勻場(chǎng)
3.5.1 人體內(nèi)磁化率效應(yīng)
3.5.2 F1D勻場(chǎng)
3.5.3 基于場(chǎng)-map的勻場(chǎng)
3.5.4 動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)
3.5.5 z-勻場(chǎng)
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第4章 MRI梯度線圈設(shè)計(jì)和二階梯度空間編碼
4.1 分立導(dǎo)線梯度線圈的解析公式
4.1.1 繳向梯度
4.1.2 橫向梯度
4.2 柱面電流系統(tǒng)磁矢勢(shì)和磁場(chǎng)的傅里葉貝塞爾展開
4.2.1 磁矢勢(shì)的傅里葉貝塞爾展開
4.2.2 磁場(chǎng)的傅里葉貝塞爾積分表示
4.3 目標(biāo)場(chǎng)方法
4.4 白屏蔽梯度線圈
4.5 最小電感和最小功耗梯度線圈
4.6 永磁MR1平行雙平面梯度線圈設(shè)計(jì)
4.6.1 雙平面上線圈電流級(jí)數(shù)表示
4.6.2 平面電流在其間DSV產(chǎn)生磁場(chǎng)的表達(dá)核磁共振成像儀——構(gòu)造原理和物理設(shè)計(jì)
4.6.3 橫向梯度設(shè)計(jì)表達(dá)式
4.6.4 電流密度離散化
4.6.5 線圈性能驗(yàn)證和參數(shù)計(jì)算
4.6.6 仿真計(jì)算和結(jié)果
4.6.7 目標(biāo)場(chǎng)點(diǎn)選取和電流基函數(shù)個(gè)數(shù)Q的選擇
4.7 二階梯度編碼O空間成像
4.7.1 （）空間成像思路
4.7.2 （）空間成像原理
4.7.3 （）空間成像模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
參考文獻(xiàn)
第5章 鳥籠式RF體線圈
5.1 無耗四端網(wǎng)絡(luò) 傳輸線 濾波器理論
5.1.1 四端網(wǎng)絡(luò)概念
5.1.2 T形網(wǎng)絡(luò)
5.1.3 四端網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)和傳輸線
5.1.4 無損耗濾波器理論
5.2 用行波理論分析鳥籠諧振器
5.2.1 鳥籠諧振器的輸入阻抗和輸入導(dǎo)納
5.2.2 鳥籠腿電流
5.3 用濾波器理論分析鳥籠諧振器
5.3.1 低通鳥籠
5.3.2 高通鳥籠
5.3.3 混合鳥籠或帶通鳥籠
5.3.4 電阻性損耗和Q值
5.4 RF烏籠體線圈的屏蔽
5.4.1 鏡像法
5.4.2 RF屏蔽的設(shè)計(jì)
5.5 RF鳥籠體線圈的選擇?設(shè)計(jì)?調(diào)諧和驅(qū)動(dòng)
5.5.1 鳥籠體線圈設(shè)計(jì)選擇的考慮
5.5.2 高通鳥籠和低通鳥籠的比較
5.5.3 低通鳥籠設(shè)計(jì)實(shí)例
5.5.4 鳥籠的驅(qū)動(dòng)
5.5.5 調(diào)諧 匹配用的主要T具
5.5.6 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
5.5.7 兩個(gè)正交模頻率精確相等的調(diào)整
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第6章 多通道相位陣列線圈及并行發(fā)射
6.1 表面線圈及只接收技術(shù)
6.1.1 信噪比考慮
6.1.2 表面線圈的靈敏度
6.1.3 矩形表面線圈的電感和諧振頻率
6.1.4 網(wǎng)環(huán)線圈的電感
6.1.5 表面線圈接收期間要失諧體線圈
6.1.6 低噪聲前置放大器
6.1.7 阻塞電路
6.1.8 RF陷阱電路
6.1.9 無源阻塞電路
6.1.10 有源阻塞電路
6.1.11 阻塞電路失靈的后果
6.1.12 電纜陷阱濾波電路
6.1.13 巴倫
6.2 相位陣列線圈
6.2.1 線圈之間的相互作用及退耦
6.2.2 前置放大器的低輸入阻抗及弱退耦
6.2.3 數(shù)據(jù)采集和圖像重建
6.2.4 最大信噪比圖像
6.2.5 組合成模像
6.2.6 平方和像
6.2.7 并行成像
6.3 并行發(fā)射原理
6.3.1 旨在縮短空間選擇脈沖長(zhǎng)度的并行發(fā)射RF脈沖波形設(shè)計(jì)理論
6.3.2 誒差傳播
6.3.3 線圈靈敏度B十場(chǎng)mapp1ng方法
6.3.4 八通道并行RF發(fā)射實(shí)例
6.4 并行發(fā)射線圈設(shè)計(jì)
6.4.1 退耦理論
6.4.2 LC.退耦技術(shù)
6.4.3 電容退耦技術(shù)
6.4.4 電感退耦
6.4.5 屏蔽退耦核磁共振成像儀——構(gòu)造原理和物理設(shè)計(jì)
6.4.6 帶線環(huán)路陣列降低耦合
6.4.7 恒流源RF放大器退耦
6.4.8 超低輸出阻抗RF功率放大器退耦
6.4.9 并行發(fā)射陣列線圈的幾何考慮
6.4.10 高度簡(jiǎn)并帶通鳥籠（DBC）用于并行發(fā)射
6.4.11 TEM線圈用于并行激發(fā)
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第7章 MRl譜儀原理與設(shè)計(jì)
7.1 數(shù)字化MR1譜儀整體結(jié)構(gòu)
7.1.1 譜儀的功能
7.1.2 PKSpect譜儀的設(shè)計(jì)思路
7.1.3 PKSpect譜儀的總體結(jié)構(gòu)
7.1.4 PKSpect譜儀的網(wǎng)絡(luò)通信模塊與PowerPC
7.1.5 PKSpect譜儀的軟件架構(gòu)
7.1.6 PKSpect譜儀的改進(jìn)版
7.1.7 D1Spect譜儀結(jié)構(gòu)
7.1.8 D1Spect譜儀的軟件設(shè)計(jì)
7.1.9 單板譜儀
7.2 數(shù)字頻率合成器與MR1頻率源
7.2.1 頻率合成器
7.2.2 DDS的基本T作原理
7.2.3 犬規(guī)模集成電路芯片AD
7.2.4 AD9854配置為MR1譜儀的DDS
7.2.5 基于DDS和FP（JA的頻率源
7.2.6 數(shù)字正交調(diào)制和從譜儀的RF輸出
7.3 現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列
7.3.1 可配置邏輯塊
7.3.2 輸入/輸出塊
7.3.3 布線通道描述
7.3.4 開發(fā)軟件
7.3.5 VHD1
7.3.6 采樣邏輯電路設(shè)計(jì)
7.4 數(shù)字信號(hào)處理器
7.4.1 DSP結(jié)構(gòu)
7.4.2 浮點(diǎn)運(yùn)算
7.4.3 C語言和匯編語言
7.4.4 TMS320VC
7.4.5 作為序列控制器的DSP內(nèi)駐留程序
7.5 數(shù)字接收機(jī)
7.5.1 數(shù)字接收機(jī)原理
7.5.2 采用AD9874芯片構(gòu)建數(shù)字接收機(jī)
7.5.3 采用AD6620構(gòu)建數(shù)字解調(diào)器
7.5.4 DDC濾波器設(shè)計(jì)原理
7.5.5 PKSpect譜儀接收機(jī)DDC濾波器實(shí)際設(shè)計(jì)與效果
7.5.6 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)相位相干性問題
7.6 梯度波形發(fā)生器
7.6.1 PKSpect譜儀中的梯度波形發(fā)生器
7.6.2 W1nMR1譜儀巾梯度發(fā)生器
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第8章 梯度放大器和RF功率放大器
8.1 梯度放大器
8.1.1 梯度放大器基本原理——脈沖寬度調(diào)制
8.1.2 比較器
8.1.3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
8.1.4 輸出濾波器設(shè)計(jì)
8.1.5 反饋電路
8.1.6 驅(qū)動(dòng)高電感?低電阻線圈
8.2 超低輸出阻抗AB類推挽式RF功率放大器
8.2.1 故大器電路原理
8.2.2 放大器實(shí)際電路
8.2.3 低阻抗放大器的調(diào)試與結(jié)果
8.3 電流模式D類（CMCD）放大器
8.3.1 CMCD放大器電路原理
8.3.2 RF包絡(luò)發(fā)生機(jī)制
8.3.3 信號(hào)源和光導(dǎo)纖維傳輸
8.3.4 放大器和前置放大器
8.3.5 調(diào)幅系統(tǒng)（AMS）和電流反饋
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第9章 超高場(chǎng)MR成像儀
9.1 超高場(chǎng)MR成像儀面臨的問題
核磁共振成像儀——構(gòu)造原理和物理設(shè)計(jì)
9.1.1 超高場(chǎng)全身MR1磁體成本的物理考慮
9.1.2 超高場(chǎng)MR1面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
9.1.3 介質(zhì)陰影和介質(zhì)共振
9.1.4 RF勻場(chǎng)
9.1.5 多通道數(shù)字化RF發(fā)射/接收機(jī)
9.1.6 對(duì)感興趣區(qū)（RO1）進(jìn)行RF局部勻場(chǎng)
9.1.7 磁孔65cm9.4 TMR1磁體參數(shù)
9.1.8 磁孔90cm7TMR1磁體參數(shù)
9.2 行波MR
9.2.1 行波MR1原理
9.2.2 行波定域質(zhì)子譜
9.2.3 多模行波激發(fā)和并行MR
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第10章 特殊MR1設(shè)備
10.1 基于氦（3He）或氙（129Xe）預(yù)極化的肺MR
10.1.1 ”9Xe預(yù)極化方法和原理
10.1.2 ”9Xe預(yù)極化系統(tǒng)物理設(shè)計(jì)
10.1.3 ”9Xe預(yù)極化系統(tǒng)與MR成像儀集成
10.1.4 用超極化”9Xe或3He進(jìn)行肺MR1的脈沖序列
10.1.5 超極化129Xe或3He肺MR成像和譜
10.1.6 茌肺MR1巾用3He和用”9Xe的比較
10.1.7 超極化氣體MR1的臨床應(yīng)用
10.2 介入MR
10.2.1 術(shù)巾MR1的必要性
10.2.2 術(shù)中MR1的具體作用
10.2.3 術(shù)中MR1掃描單元
10.2.4 開顱手術(shù)巾MR1的RF線圈和頭固定框架
10.2.5 為機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)導(dǎo)航的MR
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第11章 便攜式MR1/NMR系統(tǒng)
11.1 可移動(dòng)非均勻場(chǎng)單邊NMR/MR1系統(tǒng)