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技術(shù)文章

梯度磁場的產(chǎn)生與控制方法

點(diǎn)擊次數(shù):139 發(fā)布時(shí)間:2025-6-4

梯度磁場的產(chǎn)生與控制依賴于精密的硬件系統(tǒng)和電流調(diào)控技術(shù)。這種磁場通常由安裝在磁體腔內(nèi)的梯度線圈產(chǎn)生,每組線圈針對XYZ三個(gè)軸向獨(dú)立設(shè)計(jì)。其中Z軸采用麥克斯韋對線圈結(jié)構(gòu),通過反向電流產(chǎn)生沿長軸線性變化的磁場;X/Y軸則使用鞍形線圈布局,通過多對線圈的旋轉(zhuǎn)排列實(shí)現(xiàn)水平與垂直方向的梯度場。

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梯度磁場的產(chǎn)生與控制方法


在實(shí)際控制過程中,梯度控制器首先接收成像序列指令并生成數(shù)字信號(hào),經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電壓后,由大功率梯度放大器驅(qū)動(dòng)線圈工作。整個(gè)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的快速響應(yīng),同時(shí)配備高效冷卻裝置。三軸梯度需嚴(yán)格按掃描時(shí)序協(xié)同工作:層面選擇梯度在射頻脈沖期間激活,相位編碼梯度在信號(hào)采集前短時(shí)施加,頻率編碼梯度則在信號(hào)采集全程保持開啟。

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為提升系統(tǒng)性能,需要解決渦流干擾、磁場線性度維持等技術(shù)難點(diǎn)。通過優(yōu)化線圈屏蔽設(shè)計(jì)、采用預(yù)加重補(bǔ)償技術(shù),可有效抑制渦流效應(yīng)。在gao端MRI設(shè)備中,雙梯度系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了磁場切換速率。此外,梯度磁場技術(shù)也被應(yīng)用于核聚變研究等領(lǐng)域,但其非均勻性帶來的粒子漂移問題仍需持續(xù)優(yōu)化。



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