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:

梯度线圈示意图

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
Danisense的DS系列零磁通电流互感器为三模零磁通闭环传感器。其可以完美的满足上述这些性能指标要求,目前,DS系列零磁通电流互感器已经广泛的用于该应用领域,和Danisense的DS系列零磁通电流互感器定位于高端应用不同,君亿道功率电子同时也提供HET零磁通电流传感器作为中低端梯度放大器客户的首选。除了用于医学成像的梯度放大器中的精确电流控制之外,DS系列零磁通电流互感器和HET零磁通电流传感同样适用于:测量精密电流源的反馈回路、功率测量和功率分析领域、测试和校准设备以及实验室和计量系统。