第六章 磁共振呈现设备(第五节)

第五节 计算机系统
计算机根据所选定的成像方法和成像参数，在初始化 时将RF波形的数值在时间上序列化，再以空间顺序存 储于RF存储器中，存储器的地址受RF地址计数器的控 制。 实际上各部分（如计数器、存储器）的结构完全相同 。 RF脉冲的波幅由发射成形部分的衰减因子控制，而 宽度则由偏转90°和偏转180°等信号来控制。
简单的办法是由计算机直接控制，原理框图如图所 示。此方法对梯度电流具有很强的控制能力，但其 缺陷是在扫描过程中，CPU的工作时间被占用，无 法进行其它工作。
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较先进的方法是用计算机对梯度电流波形进行间接控 制。其原理如图所示。
CPU 缓存器 D/A 梯度驱动
(1) 直接控制 梯度存储器 CPU 计算机 (2) 间 接 控 制 缓存器 D/A
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四、图像显示
经图像重建后，磁共振图像立刻传送至主控计算机 的硬盘中，并以影像的形式显示。 液晶显示器尺寸一般≥19英寸，显示矩阵≥1 280×1024，场频(即刷新速率) ≥75 Hz，显示器 像素点距≤0．29 mm，对比度≥600：1，亮度 ≥270 cd／m2，液晶显示器响应时间≤25 ms， 其上下和左右的视角≥±85度。
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RF存储器
RF 数 据 锁 存储器
RF DAC
来自百度文库
数 据 寄 存器
RF地 址 计数器
计算机
RF脉冲控制部分原理框图
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三、图像重建
MRI系统在恒定磁场的基础上，通过施加一定的线 性梯度磁场，由RF脉冲激发被检部位产生MR信号 ，再经接收电路将MR信号变成数字信号。
此数字信号还只是原始数据，必须经过一系列的数 据处理，如累加平均去噪声、相位校正、傅立叶变 换等数据处理。
除主计算机外，还须配备用于高速计算的阵列处理 机和用于数据存储的磁盘。
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主计算机系统由主机、磁盘存储器、光盘存储器、控制台、 主图像显示器（主诊断台）、辅图像显示器（辅诊断台）、 网络适配器以及测量系统的接口部件等组成。 主图像显示器通常又是控制台的一部分，用于监视扫描和机 器的运行状况。 常用的操作系统有DOS、UNIX和Windows等，其中后两种 在MRI设备的主计算机中广泛使用着。 具备DICOM标准接口的MRI设备，可顺利接入PACS，从而 具有图像数据的数字化、资源共享、大容量存储、远程会诊 等重要功能。
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图像重建的本质是对数据进行高速数学运算。需要 大容量的缓冲存储器，其次要求运算速度快。 目前多用图像阵列处理器来进行影像重建。
图像阵列处理器一般由数据接收单元、高速缓冲存 储器、数据预处理单元、算术和逻辑运算部件、控 制部件、直接存储器存取通道以及傅里叶变换器组 成。
第五节 计算机系统
第五节 计算机系统
包括：梯度磁场、RF脉冲的控制、图像的重建及显 示。
射频 发射 射频 线圈 射频 接收 梯度 形成
梯度放大 与线圈
射频控制
梯度控制
阵列机
重建控制
计算机
显示控制
显示设备
计算机系统接功能框图
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一、梯度磁场的控制
在大多数成像方法中，每个梯度磁场都有一定的形 状，并且X、Y、Z三个方向的梯度之间有很严格的 时序关系。
图像重建的运算主要是快速傅里叶变换。每幅图像 应该对应两个原始数据矩阵实部和虚部矩阵均被送 入傅里叶变换器，分别进行行和列两个方向的快速 傅里叶变换。
图像处理器再对这两个矩阵的对应点取模，就得出 一个新的矩阵，两个方向的模矩阵中每个元素值的 大小正比于每个体素磁共振信号的强度，以其作为 灰度值显示出来时就得到所需的磁共振图像。
医学影像设备学 第五章 磁共振成像设备
第五节 计算机系统
上海理工大学
姚旭峰
目录
一、梯度磁场的控制 二、射频脉冲的控制
三、图像重建
四、图像显示
第五节 计算机系统
功能: 数据采集、处理、存储、恢复及多幅显示。
选择观察野、建立RF脉冲波形和时序图、打开和关 闭梯度磁场、控制接收和收集数据及提供MRI设备 各单元的状态诊断数据。
计算机控制梯度场的两种形式
第五节 计算机系统
二、射频脉冲的控制
根据成像方法的需要，产生一定形状的RF脉冲波， 其中包括RF脉冲波成形、相位控制、脉冲开关等电 路，此外还包括RF接收的衰减及滤波控制。
在MR成像都采用计算机间接控制办法。 在RF系统方面，多元阵列式全景线圈已能支持最优 化的4、8、16、32、64个接收通道的配置，支持 3~4倍的图像采集速度。