三个梯度磁场_第二节 梯度磁场系统
梯度磁场是指与梯度磁场有关的电路单元及梯度线圈。
作用：为系统提供满足要求的线性度和快速开关的梯度磁场，以实现MR信号的空间定位，同时梯度磁场还参与部分序列的成像过程。
分类：主要分为相位编码梯度场（Gy）、频率编码梯度场（Gx）、层面选择梯度场（Gz）三类，三个梯度线圈分别有三个单独的电源发生系统供电，每组梯度线圈由两个电流方向相反的同轴线圈组成，产生最大线性磁场。
（图示为Gx、Gy、Gz梯度场所在位置与成像平面示意图）
在磁共振成像区域内的静磁场B0上，动态叠加三个线性的梯度磁场Gx、Gy与Gz，利用三者之间渐变的磁场强度使质子旋转速度不同，从而进行信号检测，以实现空间定位编码的功能。
组成：梯度磁场由梯度控制器、数模转换器（DAC）、梯度放大器、梯度线圈和梯度冷却系统组成。
Gx梯度线圈和Gy梯度线圈通常采用鞍形梯度线圈，由两对或四对鞍形线圈组成，只要将线圈旋转90°就可分别得到Gx和Gy。增加鞍形线圈对数可提高梯度磁场线性度。Gz梯度线圈采用一对圆形线圈，通常采用麦克斯韦对线圈，当取两线圈的距离为线圈半径的√3倍时，可得到最均匀的梯度磁场。
Gx、Gy和Gz封在纤维玻璃制作的大圆筒里，线圈产生的热常用水冷和风冷。
衡量梯度磁场的性能指标：梯度场强、梯度切换率、梯度磁场的有效容积、梯度线性等。
（1）梯度场强：表示梯度磁场系统产生的磁场随空间的变化率，即单位长度内磁场强度的差别，单位是mT/m。
梯度场强=梯度场两端磁场强度差/梯度场的有效长度
（2）梯度切换率：指单位时间单位长度内的梯度磁场强度变化量，单位是mT/（m(ms），实际上也是梯度场强与梯度场从零升到最大值所用时间的比值。
（3）有效容积：又称均匀容积，指梯度线圈所包含的能够满足一定线性要求的空间区域。由于梯度线圈形状和尺寸限制，所以梯度磁场的有效梯度一般只限于磁体中心的附近区域，该区域外的梯度均匀性就会变差，所以在操作摆位中尽可能将成像范围置于有效容积内。
（4）梯度线性：梯度线性是衡量梯度场平稳性的指标，梯度场强的变化率在单位距离内是相同的，线性越好梯度场的精度越高。
涡流对梯度磁场的影响和补偿：
（1）涡流影响：当梯度磁场切换时，变化的磁场在周围导体中感应出圆形电流，称为涡流。涡流自身又产生变化的磁场，其方向与梯度线圈所产生的磁场相反，因此涡流会削弱磁场梯度，使梯度脉冲波形产生畸变，进而使图像产生伪影。
（2）涡流补偿：在梯度线圈与磁体间增加一个与梯度线圈同轴的辅助梯度线圈，但电流方向相反且同时通断，对梯度电流进行补偿。也能使用高电阻材料制造特殊的磁体,以阻断涡流通路。
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