Радиочастотные системы МР-томографов
Язык обучения
Русский
Учебный семестр
осенний
Кредиты
4.00
Трудоемкость
144 академических часа
Целью данного курса является знакомство студентов с различными типами радиочастотных катушек, методами их проектирования, а также основами построения радиочастотных систем МР-томографов. Будут рассмотрены принципы построения радиочастотных объёмных и поверхностных катушек, принципы синтеза сигналов для МРТ, а также принципы и основные параметры передающих и приёмных усилителей, используемых в МРТ. Данный курс является специализированным и предназначен для магистров со специализацией в области магнитно-резонансной томографии.
Содержание курса

1.    Принципы построения радиочастотного тракта МРТ. Питание радиочастотного тракта. Экранирование радиочастотного тракта и комнаты сканирования.
2.    Радиопередающий тракт МРТ. Синтезаторы сигналов. Исследование цифровых синтезаторов частот(лабораторная работа). Принципы построения усилителей мощности. Передающая катушка  МРТ и  согласование оконечного тракта. Самодиагностика и тестирование передающего тракта.
3.    Радиоприемный тракт МРТ. Малошумящие усилители и шумы. Исследование характеристик малошумящих усилителей (лабораторная работа). Супергетеродинные приемники МРТ. Цифровые приемники МРТ. Система самодиагностики радиоприемного тракта.
4.    Цифровая обработка сигналов в радиочастотном тракте МРТ.
5.    Беспроводные катушки и резонаторы МРТ. Беспроводное питание МРТ катушек.
6.    Поверхностные катушки. Элементы РЧ-катушек. Теорема взаимности. Эффективность РЧ-катушки. Отношение сигнал/шум. Добротность. Оптимизация РЧ-катушки. Поперечные РЧ-катушки. Приёмные/передающие линейные и квадратурные катушки.  Согласование и настройка поверхностных РЧ-катушек. Компоненты и цепи, используемые в РЧ-катушках. Переключатели на PIN-диодах, симметрирующие устройства. Гибридные соединения и делители.
7.    Приёмные и передающие РЧ-катушки. Подключение к сканеру. Объёмные радиочастотные катушки. Общий метод создания объёмной РЧ-катушки с однородным магнитным полем. Одномодовые объёмные катушки. Многомодовые объёмные катушки. Катушка типа «птичья клетка». ТЕМ-резонатор. Методы отстройки (активные, пассивные). Особенности катушек, работающих только на передачу. Особенности работающих только на передачу объёмных катушек. Численное моделирование катушки типа «птичья клетка»     (лабораторная работа).
8.    Приёмные массивы РЧ-катушек. Развязка катушек с помощью предусилителей. Прокладка кабелей. Параллельный приём. Компоненты и цепи, используемые для катушек, работающих только в режиме приёма или передачи.
9.    Массивы РЧ-катушек. Методы развязки массивов катушек.    Развязка массивов, работающих только на приём. Развязка приёмопередающих массивов. Резонансная индуктивная развязка. Развязка передающих массивов с помощью усилителей. Отстройка элементов массивов, работающих только на приём и только на передачу. Развязка двухчастотных массивов. Геометрическая развязка.
10.     Одиночный элемент массива. Развязка массивов, работающих только на передачу или только на приём. Электрическая и магнитная связь. Развязка приёмных массивов. Примеры массивов. Массивы, работающие только на передачу и приёмопередающие катушки. МРТ на сверхвысоких полях: преимущества и основные проблемы. Моделирование рамочных катушек(лабораторная).
11.    Многочастотные катушки    Обзор и полезные решения (двухчастотные симметрирующие устройства). Настройка на две частоты одиночной поверхностной катушки. Согласование и эффективность двухчастотных катушек.  Настройка на две частоты двух отдельных катушек. Различные реализации таких катушек. Двухчастотные объёмные катушки. Двухчастотные массивы катушек.
12.     Оптимизация катушек для МРТ сверхвысокого поля.     Локальный максимум SAR. Развязка приёмопередающего массива. Различные методы оптимизации. Эффективность передачи. Работа в режиме приёма. Продольное покрытие катушки.     Моделирование массива рамочных катушек для высоких полей. Воксельные модели, SAR, однородность РЧ-поля (лабораторная работа).