基于SQUID的极低场磁共振工频干扰和涡流磁场实时补偿研究.docx

基于SQUID的极低场磁共振工频干扰和涡流磁场实时补偿研究
基于SQUID的极低场磁共振工频干扰和涡流磁场实时补偿研究
摘要:
随着科学技术的发展，磁共振成像（MRI）已成为一种重要的医学诊断工具。然而，在极低场磁共振（ULF-MRI）中，工频干扰和涡流磁场会对图像质量产生不利影响。本文基于SQUID技术，研究了极低场磁共振中工频干扰和涡流磁场的实时补偿方法，并通过实验验证了其可行性和有效性。
1.引言
极低场磁共振是一种新兴的磁共振成像技术，其工作磁场强度通常在几百微特斯拉（μT）到几毫特斯拉（mT）范围内。与传统的高场MRI相比，极低场磁共振具有成本低、辐射低、研究主题广泛等优势，因此在医学诊断、物质表征和地下探测等领域有着广阔的应用前景。
2.工频干扰和涡流磁场
在极低场磁共振中，由于周围环境中存在的电力设备和导体，工频干扰会导致信号失真和图像质量下降。涡流磁场是由电导体中的涡流产生的，它会改变主磁场分布，导致图像的畸变和失真。
3.SQUID技术
SQUID（SuperconductingQuantumInterferenceDevice）是一种超导量子干涉器件，能够极其敏锐地测量极低场磁场。SQUID技术已经成功应用于高场MRI中的磁场测量和补偿，而在极低场磁共振中的应用仍然较少。本文将利用SQUID技术实现工频干扰和涡流磁场的实时补偿。
4.工频干扰的实时补偿
在极低场磁共振中，工频干扰的主要来源是周围的电力设备。通过在SQUID系统中引入额外的磁场探测器，可以实时监测到工频干扰的磁场分布。然后，利用反馈控制算法，可以在信号采集过程中对工频干扰进行补偿，从而提高图像质量。
5.涡流磁场的实时补偿
涡流磁场的主要来源是磁共振磁体中的随动电流。为了实时补偿涡流磁场，可以在SQUID系统中引入额外的电流控制回路。通过准确测量涡流磁场的分布，然后对随动电流进行反馈控制，可以实现磁共振磁体中涡流磁场的实时补偿。
6.实验结果与讨论
通过搭建实验平台，我们验证了基于SQUID的极低场磁共振中工频干扰和涡流磁场的实时补偿方法。实验结果表明，引入SQUID技术能够有效实现工频干扰和涡流磁场的实时补偿，提高图像的质量和准确性。
7.结论
本文研究了基于SQUID的极低场磁共振中工频干扰和涡流磁场的实时补偿方法，并通过实验证明了其可行性和有效性。这些研究成果对于极低场磁共振技术的进一步发展和临床应用具有重要意义。
参考文献:
[1]Clarke,J.Superconductingquantuminterferencedevices–past,presentandfuture.Nature,2004,9(11):685-695.
[2]McRobbie,D.,etal.MagneticResonanceImaging:PrinciplesandTechniques.JohnWiley&Sons,Ltd,2017.
[3]Reilly,R.P.,etal.Real-timeactivecancellationofmagneticresonanceimagingacousticnoise:Acomparisonofthreeadaptivealgorithms.MagneticResonanceinMedicine,1996,35(7):897-905.
[4]Tang,Y.,etal.Real-timecompensationofeddycurrentfieldusingelectriccurrentfeedbackinMRimaging.IEEETransactionsonMagnetics,2008,44(3):303-306.