核磁共振(MRI)成像设备中高精度电流传感器的输出反馈,可以实时控制梯度放大器的精确相位 ,这是整个系统的基础。
磁共振成像是一种较新的医学成像技术,国际上从一九八二年才正式用于临床。它采用静磁场和射频磁场使人体组织成像,在成像过程中,既不用电子离辐射、也不用造影剂就可获得高对比度的清晰图像。它能够从人体分子内部反映出人体器官失常和早期病变。
在MRI系统中,梯度放大器单元是指与梯度磁场有关的一切电路单元。其功能是为系统提供线性度满足要求的,可快速开关的梯度场,决定层面位置和成像层面度。
梯度线圈的线性是衡量梯度场平稳性的指标。线性越好,表明梯度场越精确,图像的质量就越好,如果梯度场的线性不佳,图像的边沿上可能产生空间和强度的畸变。因此,梯度放大器单元是MRI设备的核心部件之一。
梯度磁场是由沿着轴向的梯度电流所产生的,其性能指标主要有有效溶积、线性度、梯度场强度、梯度场变化率、梯度场爬行时间等。为了产生沿着轴向的梯度信号,系统需要数对电流线圈。在每对线圈中,电流方向相反,如下图所示:
事实上,三对梯度线圈位于MRI设备的腔体内产生三个正交的磁场。因此,可以在墙体中的任何位置调整磁场。在闭合伺服型环路中工作的梯度放大器驱动梯度线圈中的电流(如下图)。因此,每个MRI需要三个这样的电流控制环。
梯度线圈电流控制环路
来自电流传感器的输出反馈,可以实时控制梯度放大器的精确相位,这是整个系统的基础。从上图中概述的MRI原理可以看出,图像的质量,清晰度和分辨率直接与通过梯度线圈的电流所产生的磁场有关。因此,电流传感器的精度是决定电流控制回路的最关键因素之一。
特别需要注意的是,在选用电流传感器的时候必须满足以下关键参数:
· 1ppm非线性误差
· -40 – 85°C 工作温度范围
· <0.1 ppm / K 温度漂移
· 非常高的时间稳定度(原因是MRI扫描的持续时间,可能持续数十分钟)
· 高达1000A峰值电流
· 400KHz以上3dB带宽
航智的AIT1000-SG高精度电流传感器为多点零磁通闭环传感器。可以完美的满足上述这些性能指标要求。