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Real-Time Magnetic Field Monitoring in Magnetic Resonance Imaging

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标签: NMR

NMR

核磁共振

核磁共振

成像

成像

Imperfections  in  the  magnetic  gradient  fields  for  image  encoding  can  severelydeteriorate  the  quality  of  magnetic  resonance  imaging  (MRI),  especially  in  thecase  of  advanced  imaging  applications  such  as  fast-acquisition,  phase-contrastbased  flow  quantification,  and  diffusion-tensor  imaging.  Gradient  field  imperfections  are  caused  by  eddy  currents  induced  in  the  conductive  structures  of  theMRI  scanner,  gradient  amplifier  nonlinearities,  and  anisotropic  gradient  delays,as  well  as  system  instabilities  and  parameter  drifts  caused  by  heating.  It  is  expected  that  by  addressing  these  gradient-encoding  disturbances,  the  diagnosticcapabilities  of  MRI  could  be  significantly  improved  for  both  research  and  routine  clinical  applications.  In  this  thesis,  different  approaches  to  improving  thequality  of  MRI  are  investigated  using  a  dedicated  magnetic  field  monitoring  system,  especially  in  the  context  of  the  advanced  imaging  applications  mentionedaboveThe  performance  requirements  of  dedicated  magnetic  field  monitoring  systems  are  derived  from  general  MRI  encoding  considerations,  and  the  respectivecapabilities  of  existing  magnetometer  techniques  are  explored.  Implementationsof  the  most  promising  techniques,  such  as  pick-up  coils  and  nuclear  magneticresonance  (NMR)  probes,  are  further  studied  in  both  theory  and  practice.  Theanalysis  shows  that,  of  these  two  approaches,  only  the  nuclear  magnetic  resonance  probes  provide  a  basis  for  delivering  the  desired  performance  necessaryfor  improving  image  quality.

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