核磁共振成像仪：构造物理和物理设计

前言
第1章核磁共振成像仪概论
1.1MR成像仪总体结构简介
1.1.1磁体部分
1.1.2谱仪电子学部分
1.1.3计算机部分
1.2MRI主磁体系统简介
1.2.1超导磁体系统
1.2.2永磁磁体系统
1.2.3电磁体
1.3MRI梯度系统
1.3.1度量梯度线圈优劣的指标
1.3.2超导MRI梯度线圈传统结构
1.3.3永磁或电磁MRI系统的梯度线圈结构
1.3.4梯度线圈的新发展
1.3.5梯度放大器和开关时间
1.3.6振动伪影的校正
1.4MRI的RF线圈系列
1.4.1RF线圈的功能和本征物理特性
1.4.2LC谐振槽路
1.4.3RF线圈设计考虑要点
1.4.4螺线管及变型螺线管线圈
1.4.5蝶形线圈
1.4.6开放腔式线圈
1.4.7在圆柱内产生横向磁场的线圈
1.4.8鸟笼线圈
1.4.9RF线圈系列
1.4.10TEM线圈
1.4.11表面线圈和相位阵列线圈
1.5射频发射／接收系统
1.5.1概述
1.5.2发射／接收（T／R）开关
1.5.3RF线圈的调谐和匹配
1.5.4RF线圈和接收机前置放大器的连接
1.5.5正交混合器和正交调制器
1.5.6发射通道
1.5.7RF功率放大器
参考文献

第2章MRI主磁体设计
2.1轴对称磁场均匀性分析方法
2.2超导MRI主磁体设计思想及方法
2.2.1厚壁螺管亥姆霍兹对
2.2.2高均匀度MRI主磁体设计的数学模型
2.2.3电磁场计算软件和优化算法
2.3六线圈MRI主磁体系统设计
2.3.1相同半径六线圈结构
2.3.2不同内径的六线圈结构
2.3.3铁屏蔽1.5T六线圈MRI磁体设计实例
2.4多层端校正单螺线管MRI磁体设计
2.4.1磁矢势的格林函数展开
2.4.2载流螺线管中心球（r＜a）区域内磁矢势的级数表达式
2.4.3端补偿结构
2.4.4多层端补偿结构
2.4.5多子层补偿结构
2.5永磁MRI磁体设计
2.5.1磁体结构设定
2.5.2磁路定理
2.5.3磁场计算和优化的有限元方法
2.5.4磁体几何尺寸的优化
2.5.5匀场设计
2.5.6温控方法
参考文献

第3章匀场线圈设计和自动匀场原理
3.1磁标势球谐函数展开和解析匀场概念
3.1.1有源匀场线圈的重要性
3.1.2谐波匀场概念
3.1.3匀场线圈设计目标
3.2超导MRI磁体的匀场结构设计
3.2.1磁矢势、磁标势和纵向场Hz的球谐函数级数表达
3.2.2谐波的产生和计算
3.2.3轴向谐波
3.2.4场分布和谐波的测量
3.3超导MRI磁体匀场线圈设计目标场方法
3.3.1建立磁场和电流之间谐波系数对应关系式
3.3.2目标谐波场系数设置
3.3.3匀场线圈设计结果
3.3.4关于系数矩阵D的条件数和矩阵方程病态问题的讨论
3.4永磁MRI双平面匀场线圈设计
3.4.1双平面结构匀场线圈设计理论
3.4.2典型设计结果
3.5在活体内自动匀场
3.5.1人体内磁化率效应
3.5.2FID匀场
3.5.3基于场—map的匀场
3.5.4动态匀场
3.5.5z—匀场
参考文献

第4章MRI梯度线圈设计和二阶梯度空间编码
4.1分立导线梯度线圈的解析公式
4.1.1纵向梯度
4.1.2横向梯度
4.2柱面电流系统磁矢势和磁场的傅里叶—贝塞尔展开
4.2.1磁矢势的傅里叶—贝塞尔展开
4.2.2磁场的傅里叶—贝塞尔积分表示
4.3目标场方法
4.4自屏蔽梯度线圈
4.5最小电感和最小功耗梯度线圈
4.6永磁MRI平行双平面梯度线圈设计
4.6.1双平面上线圈电流级数表示
4.6.2平面电流在其间DSV产生磁场的表达
4.6.3横向梯度设计表达式
4.6.4电流密度离散化
4.6.5线圈性能验证和参数计算
4.6.6仿真计算和结果
4.6.7目标场点选取和电流基函数个数Q的选择
4.7二阶梯度编码O—空间成像
4.7.1O—空间成像思路
4.7.2O—空间成像原理
4.7.3O—空间成像模拟和实验结果
参考文献

第5章鸟笼式RF体线圈
5.1无耗四端网络、传输线、滤波器理论
5.1.1四端网络概念
5.1.2T形网络
5.1.3四端网络的特征参数和传输线
5.1.4无损耗滤波器理论
5.2用行波理论分析鸟笼谐振器
5.2.1鸟笼谐振器的输入阻抗和输入导纳
5.2.2鸟笼腿电流
5.3用滤波器理论分析鸟笼谐振器
5.3.1低通鸟笼
5.3.2高通鸟笼
5.3.3混合鸟笼或带通鸟笼
5.3.4电阻性损耗和Q值
5.4RF鸟笼体线圈的屏蔽
5.4.1镜像法
5.4.2RF屏蔽的设计
5.5RF鸟笼体线圈的选择、设计、调谐和驱动
5.5.1鸟笼体线圈设计选择的考虑
5.5.2高通鸟笼和低通鸟笼的比较
5.5.3低通鸟笼设计实例
5.5.4鸟笼的驱动
5.5.5调谐、匹配用的主要工具
5.5.6矢量网络分析仪
5.5.7两个正交模频率精确相等的调整
参考文献
……

第6章多通道相位阵列线圈及并行发射
第7章MRI谱仪原理与设计
第8章梯度放大器和RF功率放大器
第9章超高场MR成像仪
第10章特殊MRI设备
第11章便携式MRI／NMR系统
附录A常用的物理常数
附录B球函数
附录C柱坐标系中格林函数展开
附录D梯度、散度、旋度、拉普拉斯算符在几种常用曲线坐标系中的表示