谈谈磁共振射频信号的大小

磁共振成像，就是把人体放到均匀的强磁场中，施加一个射频信号进行激发，使人体内的氢质子产生核磁共振现象，核磁共振现象会释放出微弱电磁波，通过线圈接收这个信号，再经过计算机进行复杂的计算，得到人体断面图像的。

 前面我们讲了磁场的均匀性，今天我们一起来看看射频信号的发射和接收。

 首先，大家一定会问，对人体进行激发的射频信号，长什么样子呢？为什么要使用这样的波形才能激发特定形状的人体呢？这个信号的到底有多大呢？

上图是GE磁共振维修手册上给出的波形。从图中我们可以看到，进入射频放大器的信号，呈现sinc函数形状，大小在1V左右，这个是测试用的标准波形。采用sinc函数形状的波形激发，是因为射频脉冲仅针对特定的层面进行激发，需要在频域上表现为矩形的信号。有图有真相，下图是我们在现场，用示波器实际记录下来的波形。

   再看看1.5T射频放大器AN8103的技术资料:

放大器的最大功率为18KW，增益为72.5dB。粗略估算一下，功率放大73dB，就是20000000倍，换算成电压放大倍数，也有4000倍左右。实际工作的时候，机器会根据病人的体重和射频信号接收情况，通过调整输入射频信号幅度的大小，调整输出功率。根据经验，扫描普通序列的时候，射频功率大概在最大值的三分之一左右，也就是6~7kW。这也是GE的HDe，和光纤355、360机器，可以使用10kW射频放大器AN8113的原因。射频线圈发射出来的信号是很大的，那人体释放出来的磁共振信号，又有多大呢？

我们从设备的发射接收系统框图去找答案。

上图是我从资料手册上截取并重新绘制的射频发射接收示意图，重点在于突出信号的放大作用。

体线圈接收到的信号，通过Hybrid，Pre-AMP，进入MUX板，UTNS板，再到Receiver板上进行模数转换。

模数转换时候的信号，一般会在5V以内。我们可以反推计算出线圈接收到的信号大概在什么范围。

Receiver板上面，有个数字衰减，我们假设不衰减；UTNS固定增益16dB，还有一个R1增益调节，正常扫描时候R1=9，这样又加上15dB可变增益，MUX板没有增益，Pre-AMP上面有36dB增益。加起来就是66dB左右。

信号从体线圈被检测到，经过大约66dB，（约为400万倍）的接收回路增益，会达到合适的模数转换电平。所以，线圈上接收的信号，是在uV微伏级别的。

 大体线圈，发射的时候要处理千伏级别的大信号，接收的时候，要处理微伏左右小信号，可见设计和制造的要求是很高的。