·5· https://www.doczj.com/doc/6a11741921.html, 中国医用磁共振产业和技术发展现状 李坤成 目前，由于医学影像学技术的快速发展，尤其CT 装机数量显著增加，已经普及到县级以下医院，普通X 线的应用范围逐渐缩小，超声成为临床主要筛选检查手段，需求大量增加，伴随其小型化进程，有可能成为临床医师的工具，PET 和SPECT 的临床需求有所增加，但设备仅装备到三级医院。而MRI 具有软组织对比分辨力最高，无创伤、无射线辐射危害，可直接行任意方位层面成像，成像参数多、信息量大，一次检查可获得解剖、生理、病理、器官运动、组织灌注及活性、代谢、心理和认识等信息，实现“一站式”检查。所以，MRI 具有极强的研究能力，伴随其技术进展，MRI 的临床应用范围不断扩大，全球装机量逐年增加。 我国首台MRI 设备于1985年安装于广州解放军第一军医大学南方医院，我国第一台永磁型MRI 扫描仪由深圳安科公司1989年生产，20多年来虽然先后曾经有个别国内公司组织生产场强1.5 T 的超导型设备，但是时间不长，生产数量有限，没有形成批量生产规模。迄今为止，国内厂商仍然以生产永磁型低场强(多数场强为0.3 T 左右，低于0.5 T)磁共振机为主。 1 MRI设备和技术的发展 回顾MRI 设备和技术的发展历程，可见MRI 设备和技术发展有以下趋势： (1)MRI 的主磁场强度不断提高，20世纪80年代从最初0.16 T(甚至0.04 T)，逐步升高至0.35 T ，再经0.5 T 升至1.0 T ，然后在相当长的时期内(上世纪90年代)稳定在1.5 T(个别公司曾经生产过2.0 T 的设备)，而21世纪初3.0 T 磁共振问世，经过10年发展，技术逐渐成熟，我国2002年装备首台3.0 T 设备，至2010年末全国装机量已经达到近200台。 (2)伴随主磁场强度的不断提高，其接受线圈也历经体线圈、表面线圈、正交线圈、相控阵线圈、多通道(甚至全身一体化)线圈的发展历程。 (3)虽然MRI 具有多优点，但是其扫描速度较慢，为其主要不足之处。近年来MRI 的扫描速度逐年加快，主要通过梯度场场强不断提高，切换率逐渐加快和并行采集技术来实现秒级、屏气扫描或者获得实时动态图像。扫描速度慢是制约MRI 临床应用的瓶颈问题，科学家仍然进行不懈的努力以缩短总检查时间。期间还出现过双梯度发射场技术。 (4)目前MRI 技术进步主要体现在磁体方面，包
自旋回波序列类 1.SE （常规自旋回波序列）（Spin Echo）(西门子也称SE) 根据TR的TE的不同组合，可得到T1加权像（T1WI ），质子加权像（PDWI），T2加权像（T2WI）。T1WI 现正在广泛使用于日常工作中，而PDWI和T2WI因扫描时间太长几乎完全被快速SE取代。 2.FSE （快速自旋回波序列）（Fast Spin Echo）（欧洲厂家西门子和飞利浦以“turbo”来表 示快速，故称之为TSE（Turbo Spin Echo）） 该序列的优点是（1）速度快，图像对比不降低，所以现在尤其在T2加权成像方面几乎已经完全取代了常规SE序列而成为临床标准序列。（2）与常规SE序列一样，对磁场的不均匀性不敏感； 该序列的缺点有（1）如采集次数不变，S/N有所降低，一般多次采集；（2）T2加权像上脂肪信号比常规SE像更亮，显得有些发白，易对图像产生干扰，解决的方法主要是用化学法或STIR序列进行脂肪抑制；（3）当ETL>8以后，图像高频部分缺失，导致一种滤波效应产生模糊，常在相位编码方向上出现图像的细节丢失；（4）RF射频能量的蓄积；（5）磁化转移效应等。 3.SS-FSE （单次发射快速SE）（Single shot FSE RARE）（西门子称SS-TSE） 4.HASTE （半傅里叶单发射快速SE序列）（half-fourier acquisition single-shot turbo spin-echo）（西门子也称HASTE） 该序列的有效回波时间可较短，例如80ms，提高了信噪比和组织对比。 HASTE序列应用越来越广泛，除用于不能配合检查的患者外，还因速度快，在腹部成像中应用较多。如用于不能均匀呼吸又不能屏气的病例，，磁共振胰胆管成像（MRCP）、磁共振尿路成像（MRU）、肝脏扫描中增加囊性病变与实性病变的对比、显示肠壁增厚和梗阻性肿块、肿块表面和肠壁受侵犯情况、MR结肠造影等。 5.FRFSE (fast recovery) （快速恢复快速自旋回波序列）（西门子为TSE-Restore）（1）在实际工作中，经常会遇到T2WI扫描时TR不能降低，但扫描层次却较少的场合，比如脊柱，颈椎矢状位等，此时梯度的工作周期远未接近100%，此时采用FRFSE序列，减少TR，可提高工作效率，或改善图像质量（增加采集次数）。 (2)在实际工作中，例如1.5T MR头颅扫描时TR常选2500ms，但选择FRFSE后，TR可短至1300ms，图像质量并无明显降低。 使用方法：西门子公司机器的TSE有两种，一种是普通TSE；另一种是TSE-Restore。在参数调整界面的“contrast”卡中勾选“Restore Magn.”项，如不勾选，即为普通TSE 6.IR （inversion recovery）（反转恢复序列）（西门子也称IR） 7.FIR ( fast inversion) （快速反转恢复序列）（西门子称作TIR/IR-TSE） 反转恢复序列引入RARE技术，提高了扫描速度。 但这里有一问题应引起注意。在FIR（或TIR）成像过程中，水平X轴上方有“magnitude detection”与X轴下方“phase sensitive detection”呈对应关系。如检到X轴下方组织信号，但在图像上以其幅度绝对值来表示，可以想像，图像中只有相当于X轴水平的信号值是最低的，图像中无物体的空白背景处应该呈低信号黑色。这时西门子公司将此序列称之为TIRM （turbo inversion recovery (modulus) magnitude）；而如同样的信号不以幅度绝对值来表达，而是以实际的值来显示，此时图像背景仍然相当于X轴水平的信号值，但却是灰色（即中等信号），成像组织中的信号有可能低于背景的信号，此时称之为TIR Real。
磁耦合谐振式无线电能传输 DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2016.12.137 1磁耦合谐振式无线电能传输 （1）无线电能传输。无线电能传输，简称WP■技术，是根据能量传输过程中中继能量形式的不同，在不使用导线连接的情况下通过电场等进行进行传输的新型技术。其主要包括：磁（场） 耦合式、电（场）耦合式、电磁辐射式（如太阳辐射）、机械波耦合式（超声）。其中，磁耦合式是目前研究最为火热的一种无线电能传输方式，也就是将高频电源加载到发射线圈，使发射线圈在电源激励下产生高频磁场，接收线圈在此高频磁场作用下，耦合产生电流，实现无线电能传输。这项技术开创了人类通信的新纪元，基于能源供给而产生的无线电技术将会创造出人类能源史的新里程，其给大众带来的意义与影响也非同凡响。这项技术的使用具有以下的特点： 1 ）通用性电波的传输不需要导线进行连接一旦普及，将会使电子产品从导线的束缚中解脱出来，电器接口、兼容性的问题将得到解决，供电更方便，便捷人们的生活，提高人们的生活水平，提高人们的生活质量。 2）便携性、实用性目前的生活状况下实现无线电能传输依旧面临这挑战，但这项技术的推广，将会极大的提高传输的速度、传输
的量，对彻底解决人民生活中电力的供给问题提供有力的帮助，方便生活，提高效率。同时，对于目前很多缺乏或者无法布置电线造成的供电困难现象，无线电能传输的普及将会使这难题得到解决，紧急情况下快速地供电模式也是未来发展的必然趋势，例如加拿大等国开始尝试使用辐射式供电驱动的无人飞机作为电视转播台。 3）美观性不以导线连接的无线电能传输，将会推动电子设备的体积进一步的减小，电子设备的数据线将不再需要，便捷人们生活的同时，营造一种美观性。在能效转化效率、电磁人体辐射安全的情况下，无线供电时代的普及，将能够有效解决家庭布线、家电固定化等破坏问题，节省铜、塑料等资源。 4）安全性无线电能传输技术的普及，将会消除电子设备接触产生的电火花、电火花可能引起的爆炸、插头损坏和接触不良等安全隐患。如使用无线充电技术的电动牙刷和电动剃须刀的防水性将进一步得到提高。 5）绿色性、永久性若空间太阳能发电实现真正的商业运作化，人类将能从太阳能得到巨大的能量，在能源不缺乏的基础上，无线电能传输将而真正解决能源问题，实现绿色能源，提高能源供给，解决能源危机，造福后代。 （2）磁耦合谐振式磁耦合谐振式，作为新的无线电能传输方式，主要工作原理是利用物理学的"谐振" 原理，两个振动频率相同的物体能高效传输能量。基于磁场谐振耦合的无线电力传输，实际上是将磁场作为传输的介质，当电源发送端的振荡磁场频率和接收端
磁共振成像术语中英文对照 脉冲序列简称飞利浦西门子GE 快速自旋回波TSE TSE TSE FSE 快速场回波FFE FFE FISP GRASS 快速反转恢复TIR TIR TIR IR 自旋-平面回波成像SE-EPI SE-EPI SE-EPI SE-EPI 自旋回波SE SE SE SE 梯度-平面回波成像GRE-EPI FFE-EPI FISP-EPI GRASS-EPI 三维-相干梯度回波3D-FFE 3D-FFE 3D-FISP 3D-GRASS 扰相梯度回波SPGR T1-FFE FLASH SPGR/FSPGR 三维-快速自旋回波3D-TSE 3D-TSE 3D-TSE 3D-FSE 反转恢复-平面回波成像IR-EPI IR-EPI IR-EPI IR-EPI 重度T2加权梯度回波SSFP T2-FFE PSIF SSFP 平衡式梯度回波B-FFE Balanced FFE TrueFISP/CISS FIESTA/FIESTA-C 快速梯度回波TFE TFE Turbo FLASH Fast GRE/ Fast- SPGR T1高分辨各向同性容积激发THRIVE THRIVE VIBE LAV A/FAME 三维快速梯度回波3D-TFE 3D TFE MPRAGE 3DFGRE/3D Fast SPGR 短TI反转恢复STIR STIR STIR STIR 长TI反转恢复FLAIR FLAIR Turbo Dark Fluid FLAIR 单激发快速自旋回波SS-FSE Single-shot TSE HASTE Single-shot FSE 快速反转自旋回波FRFSE DRIVE RESTORE FRFSE 平面回波成像EPI EPI EPI EPI 梯度加自旋GRASE GRASE TGSE 并行采集iPAT SENSE iPAT ASSET 回波时间TE TE TE TE 重复时间TR TR TR TR 反转时间TI TI TI TI 反转角FA Flip Angle Flip Angle Flip Angle 视野FOV FOV FOV FOV 矩形视野RFOV RFOV FOV Phase PFOV 层厚Thi slice thickness slice thickness slice thickness 层间距Gap Gap Distance Factor Gap 平均次数NSA NSA ACQ NEX 方位Ori Slice orientation Slice orientation Slice orientation 矩阵Matrix Base resolution Matrix 脂肪饱和SPAIR SPIR/SPAIR Fat Sat Fat Sat 近线圈效应校正CLEAR CLEAR Prescan Normalize PURE 时间飞跃TOF TOF TOF TOF 相位对比PC Phase contrast Phase contrast Phase contrast 对比增强MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA 横断位TRA transverse transverse transverse 冠状位COR coronal coronal coronal 矢状位SAG sagittal sagittal sagittal 磁敏感成像SWI V enous BOLD SWI SWI
磁共振常用英文缩写 A ACR 美国放射学会 ADC 模数转换器、表面扩散系数 B BBB 血脑屏障 BOLD 血氧合水平依赖性（成像法） C CBF 脑血流量 CBV 脑血容量 CE 对比度增强 CSI 化学位移成像 CHESS 化学位移选择性（波谱分析法） CNR 对比度噪声比 CNS 中枢神经系统 Cr 肌酸 CSF 脑脊液 D DAC 数模转换器 DDR 偶极-偶极驰豫、对称质子驰豫
DICOM 医学数字成像和通信标准 DTPA 对二亚乙基三胺五乙酸 DWI 扩散加权成像 DSA 数字减影成像术 DRESS 磷谱研究所用空间定位法，又称深度分辨表面线圈波普E EPI 回波平面成像 TE 回波时间 ETL 回波链长度 ETS 回波间隔时间 EVI 回波容积成像 EDTA 乙二胺四乙酸 ETE 有效回波时间 EPR 电子顺磁共振 ESR 电子自旋共振 F FFT 快速傅里叶变换 FLASH 快速小角度激发 FSE 快速自旋回波 FE 场回波 FID 自由感应衰减 FOV 成像野
FISP 稳定进动快速成像 FLAIR 液体抑制的反转恢复 fMRI 功能磁共振成像 FID 自由感应衰减信号 FIS 自由感应信号 FT 傅里叶变换 FWHH 半高宽 G GM 灰质 GMC 梯度矩补偿 GMN 梯度矩置零 GMR 梯度矩重聚 GRE 梯度回波 H HPG-MRI 超极化气体磁共振成像术I IR 反转序列 IRSE 反转恢复自旋回波序列 K K-space K空间 L LMR 定域磁共振
M MRA 磁共振血管成像 MRCM 磁共振对比剂 MRI 磁共振成像 MRM 磁共振微成像 MRS 磁共振波谱学 MRSI 磁共振波谱成像 MRV 磁共振静脉造影 MT 磁化转移 MTC 磁化转移对比度 MAST 运动伪影抑制技术 MIP 最大密度投影法 MTT 平均转运时间 MESA 多回波采集 MPR 多平面重建 MP-RAGE 磁化准备的快速采集梯度回波序列MS-EPI 多次激发的EPI N NEX 激励次数 NMR 核磁共振 NMRS 核磁共振波谱学 NSA 信号(叠加)平均次数
1 综 述 作者简介：程丽敏(1988- )，女，硕士研究生，研究方向为无线电能传输技术。 磁耦合谐振式无线电能传输技术研究进展 程丽敏，崔玉龙 (北京化工大学 信息科学与技术学院，北京 100029) 摘 要：作为一种无线电能传输(WPT)方式，磁耦合谐振式无线电能传输距离为几十厘米，传输效率 可以达到90%，传输功率可以达到千瓦级。对磁耦合谐振式WPT 系统的整体结构类型，谐振器的拓扑结构类型，提高传输距离、传输效率和传输功率的方法及谐振频率分裂等几方面进行了研究。总结了国内相关高校的研究成果，并给出了该技术的应用前景及存在问题。 关键词：磁耦合谐振式；无线电能传输；发展现状；存在问题；应用前景中图分类号：TM724 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2012)12-0001-05 Abstract: As a mean of wireless power transmission (WPT), magnetic coupling resonant wireless power transmission distance can be from scores of centimeters to several meters, transmission ef ? ciency can reach 90%, and transmission power can reach kilowatt grade. Study was carried out for whole structure category of magnetic coupling resonant WPT system, topologic structure category of resonator, improvement of transmis-sion distance, transmission ef ? ciency and transmission power methods and resonant frequency split etc aspects. Summary was made for study results of related colleges and universities at home and the application prospect of the technology and existing problems was given. Key words: magnetic coupling resonant type; wireless power transmission; present development situation; existing problem; application prospect CHENG Li-min, CUI Yu-long （College of Information Science&Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China ） Magnetic Coupling Resonant Type Wireless Power Transmission Technology Study Progress 0 引言 无线电能传输(WPT)技术是不使用导线连接而通过电场、磁场、激光等软介质实现的电能传输方式。1890年，尼古拉?特斯拉提出了把地球作为内导体、距离地面约60km 的电离层作为外导体，在地球与电离层之间建立起大约8Hz 的低频共振，再利用环绕地球表面的电磁波来远距离传输电力[1]。2006年11月，在美国物理学会工业物理论坛上，麻省理工学院(MIT)的Marin Soljacic 首次提出了磁耦合谐振式WPT 技术[2]。WPT 技术主要有3种，即电磁感应式、磁耦合谐振式和电磁辐射式。电磁辐射式WPT 技术是利用电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理而实现的能量传输。电磁感应式无线电能传输技术(简称IPT)主要利用电磁感应原理，采用松耦合变压器或者可分离变压器方式实现 电能无线传输。磁耦合谐振式WPT 的理论基础是耦合模式理论，两个相同谐振频率的振荡电路，在波长范围内是通过近场瞬逝波耦合的，感应器产生的驻波在远远小于损耗时间内，允许能量高效地从一个物体传到另一物体。而与周围不同频率的物体之间的相互作用很弱，电能传输的介质是中高频的磁场。 1 磁耦合谐振式WPT技术研究现状 1.1 国外研究现状 1.1.1 WPT系统的整体结构类型 从磁耦合谐振式W P T系统的整体结构来看，可分为单发射器、单接收器的系统，单发射器、多接收器的系统，有中继谐振器的系统。 1)单发射器、单接收器的WPT系统 对于单发射器、单接收器系统，也有不同的实
1）核磁共振测井的未来发展方向决定于其真正解决油气勘探开发问题的能力和潜力。为了提高力。油气勘探开发效益,它必定在满足解决日益复杂的油气地层评价问题需要的基础上,充分发挥在流体识别和岩石物理评价中的独特优势,不断地向前发展。 2）鉴于核磁共振测井的独特优越性,各油公司将会建立以核磁共振为中心的油气评价技术体系,包括随钻核磁共振测量、电缆核磁共振测井、与地层测试结合在一起的核磁共振流体分析以及系统的数据处理和综合解释方法系列。随钻核磁共振测井技术将备受关注。该技术是在钻井过程中实现对地层的核磁共振测量,提供地层的孔隙度、束缚水孔隙体积以及T1分布等信息,其应用前途是不可估量的 3）当前核磁共振测井自身存在的一些问题,可能会成为新仪器研制和应用研究的突破口。例如,MRIL 与CMR 的探测深度都仍然较浅,对于泥浆侵入比较深的轻质油和气层,NMR 测井在评价含烃性时将遇到困难;再如,在碳酸盐岩地层,T2分布与孔径分布及油气赋存状态的关系不像砂泥岩地层那么明确。这些都将给核磁共振测井的应用带来挑战。 俄罗斯ⅡMK 型 （大地电磁型） 斯伦贝谢公司CMR 型 （脉冲强磁场贴井壁型） NUMAR 公司MRIL-C 型（成像测井型） 测量原理 预极化-自由进动测量 永久磁铁局部均匀磁场-脉冲方式 偶极梯度-脉冲方式 观测方式 预极化-FID 自旋回波 自旋回波 提供信息 自由流体指数等(FFI) FFI 、束缚水等 FFI 、渗透率、扩散系数、束缚水 探测深度 150 cm(从井轴起) 2.5 cm(从井壁起) 19.7~21.6 cm(从井轴起) 纵向分辨率 30 cm 25 cm(慢速)，15 cm(点测) <50 cm
功能性磁共振成像的应用和发展前景 王君1*刘嘉1，2 1认知神经科学与学习国家重点实验室，北京师范大学，100875 2中国科学院研究生院，北京，100049 摘要：功能性磁共振成像（functional Magnetic Resonance Imaging ，fMRI）是当代 医学影像技术应用于脑神经科学研究最为迅速的领域之一。本文首先简要介绍功能 性磁共振成像的基本原理，然后着重叙述该技术在临床和基础研究中的应用和发展 前景。 关键词：功能性磁共振成像脑神经科学临床应用基础研究 Applications of fMRI in Clinical Medicine and Brain Neuroscience Jun Wang1*, Jia Liu1，2 1State Key Lab of Cognitive Neuroscience and Learning，Beijing Normal University, Beijing, 100875 2Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing，Beijing, 100049 Abstract: Now functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) has been more rapidly applied in clinical medicine and brain neuroscience than some other modern medical imaging techniques. This paper first briefly introduces the principle of fMRI, and then its some applications in clinical medicine and brain function research are described in details together with its some recent developments. Key words: fMRI Brain Neuroscience Clinical application Basic Research 20世纪90年代以来，在传统磁共振成像（Magnetic Resonance Image， MRI） 技术的基础上发展的功能磁共振成像（functional Magnetic Resonance Image , fMRI） 技术已广泛应用于脑功能的临床和基础研究。fMRI结合了功能、解剖和影像三方面 的因素，为临床磁共振诊断从单一形态学研究到与功能相结合的系统研究提供了强 有力的技术支持。该技术具有无创伤性、无放射性、可重复性、较高的时间和空间 分辨率、可准确定位脑功能区等特点，为脑神经科学提供了广阔的应用前景。 1.fMRI的基本原理 1990年, Ogawa等人根据脑功能活动区氧合血红蛋白（HbO2）含量的增加导 致磁共振信号增强的原理得到了关于人脑的功能性磁共振图像[1]，即血氧水平依赖 的脑功能成像(Blood Oxygen Level Dependent fMRI, BOLD fMRI) 。由于血液动力学
MRI常用序列 扫描序列是指射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关参数的设置及其在时序上的排列。MR成像主要依赖于四个因素：即质子密度、T1、T2、流空效应，应用不同的磁共振扫描序列可以得到反映这些因素不同侧重点的图像。目前最基本、最常用的脉冲序列为SE序列，其它还包括GRE序列、IR序列等。 1）自旋回波(spin echo，SE) 首先发射一个90。的射频脉冲后，间隔数至数十毫秒，发射1个180。的射频脉冲，再过数十毫秒后，测量回波信号。是MR成像的经典序列，特点是在90。脉冲激发后，利用180。复相脉冲，以剔除主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减。SE序列的加权成像有三种：A、质子密度N(H)加权像：参数选择：长TR(1500ms～2500ms)短TE(15ms～30ms)。采集的回波信号幅度与主要质子密度有关，因而这种图像称为质子密度加权像。 B、T2加权像：参数选择：长TR(1500ms～2500ms)长TE(90ms～120ms)。采集的回波信号幅度主要反映各组织的T2弛豫差别，因而这种图像称为T2加权像。 C、T1加权像：参数选择：短TR(500ms左右)短TE(15ms～30ms)。采集的回波信号幅度主要反映各组织的T1驰豫差别，因而这种图像称为T1加权像。 特点：1、图像信噪比高，组织对比良好；2、序列结构简单，信号变化容易解释；3、对磁场不均匀敏感性低，没有明显磁化率伪影；4、采集时间长，容易产生运动伪影，难以进行动态增强。 2）快速自旋回波序列 在一次90。RF激发后利用多个(2个以上)180。复相脉冲产生多个自旋回波，每个回波的相位编码不同，填充K空间的不同位置。不同厂家的MRI仪上有不同的名称，安科公司和GE 公司称之为FSE(fast spin echo，FSE)，西门子公司和飞利浦公司称之为TSE(turbo spin echo)。FSE以前也称弛豫增强快速采集(rapid acquisition with relaxation enhancement，RARE)。 特点：1、快速成像，FSE序列的采集时间随ETL的延长而成比例缩短；2、回波链中每个回波信号TE不同，FSE序列的T2对比较SE序列下降，ETL越长，对图像对比的影响越大；3、回波链中每个回波信号强度不同，在傅里叶转换中发生对位错误，导致图像模糊；4、脂肪组织信号强度增高；5、对磁场不均匀性不敏感；6、能量沉积增加。ETL越长，ES越小，越明显。 3）反转恢复序列 具有180。反转预脉冲的序列统称反转恢复类序列。短反转时间的反转恢复(short TI inversion recovery，STIR)主要用于T2WI的脂肪抑制；液体抑制反转恢复(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)可以有效的抑制自由水的信号。 特点：1、增加T1对比度；2、选择性抑制一定T1值的组织信号；3、信噪比相对SE序列降低；4、扫描时间长。 4）梯度回波序列(gradient echo pulse sequence，GRE) 是利用梯度回波的MR成像，梯度回波与自旋回波类似，自旋回波的产生是利用180。复相脉冲，而梯度回波的产生是在一次RF激发后，利用读出梯度场方向正反向切换产生一个梯度回波。 特点：1、小角度激发，加快成像速度；2、T2*弛豫，不能剔除主磁场不均匀因素；3、图像信噪比较低；4、对磁场不均匀性敏感；5、血流常呈高信号。 5）平面回波成像(echo planar imaging，EPI) 是目前MR成像最快的序列，MR信号也属梯度回波。与一般梯度回波不同的是在一次RF 激发后，利用读出梯度场的连续正反向切换，每次切换产生一个梯度回波，因而有回波链的
天津工业大学 毕业论文 磁耦合谐振式无线电能传输的 基本特性研究 学院电气工程与自动化 专业电气工程及其自动化
附表1 天津工业大学毕业设计（论文）任务书论文题目磁耦合谐振式无线电能传输的基本特性研究 学生姓名学院名 称 电气学院专业班级电气094班 课题类型论文类 课题意义 在无线数据传输技术日益普及之时，无线电能传输也使在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线成为可能，并且它对于新能源的开发和利用、解决未来能源短缺问题有着重要的意义。 无线电能传输主要应用于生物医学、交通运输、机器人的驱动、电池充电等，如果能研发出大功率、远距离的无线能量传输装置，将有可能引起能源领域一场变革。 本课题主要基于磁耦合谐振的最新无线电能传输技术的基本特性研究，包括频率特性、距离特性、方向特性等。通过对该技术的基本特性分析与研究，掌握其传输的规律，力图使电能具有较大的传输容量和较远的传输距离。为该技术的产业化提供支撑。 任务与进度要求1、课题调研，实习，查中、英文资料；（1~3周） 2、学习无线输电技术，电磁耦合等相关知识；（4~6周） 3、频率特性研究；(7~8周） 4、距离特性研究；（9~10周） 5、方向特性研究；(11~12周） 6、撰写毕业设计论文；（13~14周） 7、答辩。（15周） 主要参考文献[1] 杨庆新，陈海燕，李建贵.基于无接触电能传输系统的可分离变压器传输 性研究[J].电工技术学报,2007，22（Sup.1):107-110.
起止日期2013年2月25日至2013年6月7日 备注 院长教研室主任指导教师附表2 毕业设计（论文）开题报告表 姓名童芳林学院电自学院专业电气工程及其 自动化 班级电气094 题目磁耦合谐振式无线电能传输的基本特性研究指导 教师 李阳 一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义： 有线电能传输由于存在诸如产生接触火花，影响供电的安全性和可靠性，甚至引起爆炸，造成重大事故等弊端，因此一种安全、方便的无线电能传输技术便成为科学家们最迫切的追求。无线电能传输技术始于1889年的美籍克罗地亚裔物理学家特斯拉的研究，并且在无限探求下，2007年MIT的科学家提出了磁耦合谐振式的无线电能传输原理并成功利用该理论在2m 范围内点亮一个60W的灯泡。于是，电磁耦合谐振式无线能量传输技术作为一种新兴的无线能量传输技术迅速发展起来，并在无线能量传输领域引起巨大的反响。 本课题将对磁耦合谐振式无线电能传输的频率、距离和方向这三个基本特性对电能传输的功率和效率的影响进行研究，此研究将对该技术今后在电动汽车、航空航天、油田矿井、水下作业、电器、医疗器械等领域打下坚实基础，具有重要的科学意义。 二、进度及预期结果： 起止日期主要内容预期结果 2013.3.11-2013.3.24 2013.3.25-2013.3.31 2013.4.1-2013.4.14 2013.4.15-2013.4.28 2013.4.29-2013.5.12 2013.5.13-2013.6.7 2013.6.8 查阅期刊文献，收集资料。 学习频率特性。 学习距离特性。 学习方向特性。 实验测试与证明，并获取数据。 撰写论文、修改论文。 答辩。 了解课题； 掌握频率特性； 掌握距离特性； 掌握方向特性； 结果与理论一致 完成论文。 完成答辩。 完成课题的现有条件磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验装备。
核磁共振成像技术原理及国内外发展 核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging?，简称NMRI?），又称自旋成像（spin imaging?），也称磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging?，简称MRI?），是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance?，简称NMR?）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。 将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。 核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核（即H+）发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像的。原子核在进动中，吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲，即外加交变磁场的频率等于拉莫频率，原子核就发生共振吸收，去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来，称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体的约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到基部。 核磁共振成像是随着电脑技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发
磁共振设备的现状及未来发展磁共振成像（MRI）是继CT、B超、核医学ECT、PET等医学影像学检查手段后又一新的断层成像方法，在脑、脊髓、骨关节、腹部、盆腔等病变的诊断中有极高的价值，它对医学诊断、治疗与随访等均具有划时代的意义。由于MRI具有多参数多功能成像．对软组织分辨能力强和对病变显示有很高的敏感性和特异性．特别是高场MRI。它有更高的信噪比以及更加先进的检查序列．为其在临床上开拓了更为广阔的应用领域。放射科MRI现状：目前我科磁共振只能做头部、鼻烟部、脊柱及膝关节等部位的检查，且具有图像分辨率、信噪比较差，成像时间长、噪声大等缺点。虽然能开展FLAIR 、脂肪抑制等技术，但图像质量差，不能满足临床诊断需求。同时该设备的呼吸门控技术、心电门控技术对腹部、胸部成像效果差，且不能开展脑功能成像、MR波谱成像、弥散加权成像(DWI和DTI)、灌注成像等新技术。现在我科MRI已不能适应临床科室的需要。目前超导MRI系统中以 1.5T、3.0TMRI机为主，其中以1.5TMRI更成熟、更稳定，现已在全国各大医院普及。1.5TMRI 的检查适应范围及在我院各科室中的应用前景： (1)颅脑和脊髓：清楚显示颅脑，后颅凹、五官、脊髓各种病变，确定肿瘤的位置和范围，短期内快速检出脑梗塞、亚急性脑出血或蛛网膜下腔出血，早期发现脱髓鞘病变。这对于我院神经内科、脑外科
疾病的诊断能提供重大帮助。对于脑外科而言，1.5TMRI术前能明确肿瘤的位置和范围。(2)胸部：对纵隔病变的诊断有独特的优点，能清楚显示纵隔肿瘤及其与血管间的关系，帮助诊断肺部疾病，更好地显示肺癌、肺门淋巴结和胸膜侵犯情况。并能对乳腺疾病具有较好效果。这将有助于胸外科、乳腺外科更好地开展手术，减少术后复发几率。(3)心血管：可确切地看到心脏和血管内部的结构，观察心肌梗死的范围和并发症。电影MRI可适用于瓣膜病变、缺血性心脏病和先天性心脏病的功能研究。心血管内科为我院重点科室，因此MRI对心血管疾病的诊断显得尤为重要。(4)腹部和盆腔：广泛地应用于腹部疾病的诊断和治疗效果的观察，对于肝、肾、膀胱、前列腺、子宫等脏器的疾病均有相当的诊断价值。以后能进一步为肝胆外科、消化内科及肿瘤科病人服务。 (5)软组织：具有高分辨率和对比度，优于CT，可观察软组织肿瘤存在与否、部位、大小、程度、与周围骨骼、血管、神经束之间的关系。 (6)骨关节：显示椎间盘、膝关节半月板的变性、撕裂、脱位、关节肌腱、韧带的撕裂、骨挫裂伤等优于CT与X光片。能为骨科医生提供丰富的影像资料，为进一步治疗提供帮助。 1.5TMRI最新成像技术1、脑功能成像①术前即可提供肿瘤和肿瘤样病变与皮质功能区的相互关系，补充或代替神经外科靠电刺激进行脑功能区定位的方法；②对执行不同任务的功能区了解和认识更深入直观； ③解释非肿瘤性病变所致临床症状与脑激活区域变化的相关性；
微波顺磁共振的发展及其应用 程亚超 摘要微波顺磁共振是指在微波波段的电子自旋共振，与射频段的电子自旋共振一样，只是用微波磁场取代射频场，因而磁共振灵敏度和分辨率都较高,可以获得自旋共振的超精细结构谱线。 关键词微波顺磁共振电子自旋共振微波磁场射频场 电磁波的发展应用已经人尽皆知，但微波传输技术应用不是谁都清楚，本文主要讲述微波传输技术特别是微波顺磁共振的的应用技术，并对此作一个详细的介绍、分析、总结。 1.电磁波简介 1.1 电磁波传输技术 （1）电磁波的分类 微波是电磁波的一部分，通常是指波长范围为1mm至1m，即频率范围为300GHz至300MHz的电磁波【1】。电磁波波段的分类及应用见表1： 波段波长范围频率范围应用范围 超长波100000-10000m 3-30kHz 1.海岸——潜艇通信；2.海上导航。 长波10000-1000m 30-300kHz 1.大气层内中等距离通信；2.地下岩层通信；3.海上导航。 中波1000-100m 300kHz-3MHz 1.广播；2.海上导航。 短波100-10m 3-30MHz 1.远距离短波通信；2.短波广播。 超短波10-1m 30-300MHz 1.电离层散射通信（30-60MHz）；2.流星余迹通信（30-100MHz）；3.人造电离层通信（30-144MHz）； 4.对大气层内、外空间飞行体（飞机、导弹、卫星）的通信；电视、雷达、导航、移动通信。 分米波1-0.1m 300-3000MHz 1.对流层工散射通信（700-1000MHz）；2.小容量（8-12路）微波接力通信（352-420MHz）；3.中容量（120路）微波接力通信（1700-2400MHz）。 厘米波10-1cm 3-30GHz 1.大容量（2500路、6000路）微波接力通信（3600-4200MHz，5850-8500MHz）；2.数字通信； 3.卫星通信； 4.波导通信。 毫米波10-1mm 30-300GHz 穿入大气层时的通信 表1 （2）电磁波的传输 电磁波除了在无限空间或半无限空间遵循某种规律传播外，还可以沿着某种装置传输，这种装置起着引导电磁波传输的作用，这种电磁波称为导行电磁波。该装置称为导
磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现象。早在1946年Block与Purcell 就报道了这种现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年发表了MR成像技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学。也应用于临床医学领域。近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统，并在世界范围内推广应用。为了准确反映其成像基础，避免与核素成像混淆，现改称为磁共振成像。参与MRI 成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。
一、磁共振现象与MRI 含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体。小磁体自旋轴的排列无一定规律。但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。在这种状态下，质子带正电荷，它们像地球一样在不停地绕轴旋转，并有自己的磁场. 正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态。当把它们放入一个强外磁场中，就会发生改变。它们仅在平行或反平行于外磁场两个方向上排列 用特定频率的射频脉冲（radionfrequency，RF）进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象。停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（relaxationprocess），而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间（relaxationtime）。有两种弛豫时间，一种是自旋-晶格弛豫时间（spin-lattice relaxationtime）又称纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time）反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是90°射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间，称T1。另一种是自旋-自旋弛豫时间（spin-spin relaxation time），又称横向弛豫时间（transverse relaxation time）反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是横向磁化所维持的时间，称T2。T2衰减是由共振质
MRI常用扫描序列 扫描序列 是指射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关参数的设置及其在时序上的排列。MR成像主要依赖于四个因素：即质子密度、T1、T2、流空效应，应用不同的磁共振扫描序列可以得到反映这些因素不同侧重点的图像。目前最基本、最常用的脉冲序列为SE序列，其它还包括GRE序列、IR序列等。 1）自旋回波(spin echo，SE) 首先发射一个90。的射频脉冲后，间隔数至数十毫秒，发射1个180。的射频脉冲，再过数十毫秒后，测量回波信号。是MR成像的经典序列，特点是在90。脉冲激发后，利用180。复相脉冲，以剔除主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减。SE序列的加权成像有三种： A、质子密度N(H)加权像：参数选择：长TR(1500ms～2500ms)短TE(15ms～30ms)。采集的回波信号幅度与主要质子密度有关，
因而这种图像称为质子密度加权像。 B、T2加权像：参数选择：长TR(1500ms～2500ms)长TE(90ms～120ms)。采集的回波信号幅度主要反映各组织的T2弛豫差别，因而这种图像称为T2加权像。 C、T1加权像：参数选择：短TR(500ms左右)短TE(15ms～30ms)。采集的回波信号幅度主要反映各组织的T1驰豫差别，因而这种图像称为T1加权像。 特点：1、图像信噪比高，组织对比良好；2、序列结构简单，信号变化容易解释；3、对磁场不均匀敏感性低，没有明显磁化率伪影；4、采集时间长，容易产生运动伪影，难以进行动态增强。 2）快速自旋回波序列 在一次90。RF激发后利用多个(2个以上)180。复相脉冲产生多个自旋回波，每个回波的相位编码不同，填充K空间的不同位置。不同厂家的MR I仪上有不同的名称，安科公司和GE公司称之为
. 磁共振成像术语中英文对照 脉冲序列简称飞利浦西门子GE 快速场回波FFE FFE FISP GRASS 快速反转恢复TIR TIR TIR IR 自旋-平面回波成像SE-EPI SE-EPI SE-EPI SE-EPI 自旋回波SE SE SE SE 梯度-平面回波成像GRE-EPI FFE-EPI FISP-EPI GRASS-EPI 三维-相干梯度回波3D-FFE3D-FFE3D-FISP3D-GRASS 扰相梯度回波SPGR T1-FFE FLASH SPGR/FSPGR 三维-快速自旋回波3D-TSE3D-TSE3D-TSE3D-FSE 反转恢复-平面回波成像IR-EPI IR-EPI IR-EPI IR-EPI 重度T2加权梯度回波SSFP T2-FFE PSIF SSFP 平衡式梯度回波B-FFE Balanced FFE TrueFISP/CISS FIESTA/FIESTA-C 快速梯度回波TFE TFE Turbo FLASH Fast GRE/ Fast- SPGR T1高分辨各向同性容积激发THRIVE THRIVE VIBE LAVA/FAME 三维快速梯度回波3D-TFE3D TFE MPRAGE3DFGRE/3D Fast SPGR 短TI反转恢复STIR STIR STIR STIR 长TI反转恢复FLAIR FLAIR Turbo Dark Fluid FLAIR 单激发快速自旋回波SS-FSE Single-shot TSE HASTE Single-shot FSE 快速反转自旋回波FRFSE DRIVE RESTORE FRFSE 平面回波成像EPI EPI EPI EPI 梯度加自旋GRASE GRASE TGSE 并行采集iPAT SENSE iPAT ASSET 回波时间TE TE TE TE 重复时间TR TR TR TR 反转时间TI TI TI TI 反转角FA Flip Angle Flip Angle Flip Angle 视野FOV FOV FOV FOV 矩形视野RFOV RFOV FOV Phase PFOV 层厚Thi slice thickness slice thickness slice thickness 层间距Gap Gap Distance Factor Gap 平均次数NSA NSA ACQ NEX 方位Ori Slice orientation Slice orientation Slice orientation 矩阵Matrix Base resolution Matrix 脂肪饱和SPAIR SPIR/SPAIR Fat Sat Fat Sat 近线圈效应校正CLEAR CLEAR Prescan Normalize PURE 时间飞跃TOF TOF TOF TOF 相位对比PC Phase contrast Phase contrast Phase contrast 对比增强MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA 横断位TRA transverse transverse transverse 冠状位COR coronal coronal coronal 矢状位SAG sagittal sagittal sagittal 磁敏感成像SWI Venous BOLD SWI SWI 精选文本