核磁共振(MRI)成像設(shè)備中高精度電流傳感器的輸出反饋,可以實時控制梯度放大器的精確相位 ,這是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
磁共振成像是一種較新的醫(yī)學(xué)成像技術(shù),國際上從一九八二年才正式用于臨床。它采用靜磁場和射頻磁場使人體組織成像,在成像過程中,既不用電子離輻射、也不用造影劑就可獲得高對比度的清晰圖像。它能夠從人體分子內(nèi)部反映出人體器官失常和早期病變。
在MRI系統(tǒng)中,梯度放大器單元是指與梯度磁場有關(guān)的一切電路單元。其功能是為系統(tǒng)提供線性度滿足要求的,可快速開關(guān)的梯度場,決定層面位置和成像層面度。
梯度線圈的線性是衡量梯度場平穩(wěn)性的指標(biāo)。線性越好,表明梯度場越精確,圖像的質(zhì)量就越好,如果梯度場的線性不佳,圖像的邊沿上可能產(chǎn)生空間和強(qiáng)度的畸變。因此,梯度放大器單元是MRI設(shè)備的核心部件之一。
梯度磁場是由沿著軸向的梯度電流所產(chǎn)生的,其性能指標(biāo)主要有有效溶積、線性度、梯度場強(qiáng)度、梯度場變化率、梯度場爬行時間等。為了產(chǎn)生沿著軸向的梯度信號,系統(tǒng)需要數(shù)對電流線圈。在每對線圈中,電流方向相反,如下圖所示:
事實上,三對梯度線圈位于MRI設(shè)備的腔體內(nèi)產(chǎn)生三個正交的磁場。因此,可以在墻體中的任何位置調(diào)整磁場。在閉合伺服型環(huán)路中工作的梯度放大器驅(qū)動梯度線圈中的電流(如下圖)。因此,每個MRI需要三個這樣的電流控制環(huán)。
梯度線圈電流控制環(huán)路
來自電流傳感器的輸出反饋,可以實時控制梯度放大器的精確相位,這是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從上圖中概述的MRI原理可以看出,圖像的質(zhì)量,清晰度和分辨率直接與通過梯度線圈的電流所產(chǎn)生的磁場有關(guān)。因此,電流傳感器的精度是決定電流控制回路的最關(guān)鍵因素之一。
特別需要注意的是,在選用電流傳感器的時候必須滿足以下關(guān)鍵參數(shù):
· 1ppm非線性誤差
· -40 – 85°C 工作溫度范圍
· <0.1 ppm / K 溫度漂移
· 非常高的時間穩(wěn)定度(原因是MRI掃描的持續(xù)時間,可能持續(xù)數(shù)十分鐘)
· 高達(dá)1000A峰值電流
· 400KHz以上3dB帶寬
航智的AIT1000-SG高精度電流傳感器為多點零磁通閉環(huán)傳感器??梢酝昝赖臐M足上述這些性能指標(biāo)要求。
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