科普一下MR双射频技术的相关知识

在谈论双射频技术之前，我们先来学习一个简单的物理知识：电磁波在介质中的传播。

首先明确一个概念，电磁波具有波粒二象性，因而电磁波在空间中是以波的形式传播的。

电磁波在真空中速度根据麦克斯韦方程组可以得到等于光速：3.0*10^8m/s，但一定记住这是在真空中的速度

由于波的性质，电磁波在各种介质中的传播速度是不一样的，传播速度公式：

V=C/n=λ*f

C-真空中的光速3.0*10^8m/s

n-介质的介电常数

回顾前面章节的学习我们可以知道，MR发射的RF射频信号是有固定频率的，而这个频率与MR系统的磁场强度直接相关。我们可以把人体看成是水组成的，那么有了频率，有了速度很简单我们就能够计算出来MR发射的射频信号进入人体后电磁波的波长。不同磁场强度的系统电磁波在人体中的波长如下：

第二个概念：驻波

驻波 （standing wave） 频率相同、传输方向相反的两种波（不一定是电磁波），沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。

在两者电压（或电流）相加的点出现波腹，在两者电压（或电流）相减的点形成波节。

在波形上，波节和波腹的位置始终是不变的，给人驻立不动的印象，所以称作驻波。

当驻波形成时，无论怎么看叠加波形的波腹和波节始终都在同一个位置，好像矗立不动了，说起来比较抽象，大家参考下面的动态图自行理解。

对于MR信号来说首先RF射频进入人体后，由于人体阻抗的不匹配形成反射，反射会以相同的频率反向传输。

而对于一般低频信号来说，由于波长很长，人体的截面与它相比所占比例很小，所以在人体范围内波动的起伏并不大。

但是当频率提高，波长减小，波长正好与人体宽度接近时，人体宽度范围内波形呈现波节与波腹的巨大差距。而且由于驻波，波腹与波节始终在同一位置。

参考各种磁场强度下射频传播波长，可以发现3.0T的系统波长是26cm，基本等于人体横截面的宽度，因此在这种条件下，RF射频信号很容易在人体中产生驻波。

而驻波导致的结果就是射频在人体内发生了不均匀，这种不均匀反映到最终的图像上就会出现黑影区域，也就是介电伪影。

目前介电伪影一般出现在3T设备等高场系统上。明确了介电伪影产生的原理，那么我们就需要对其进行消除。

由于人体的截面肯定无法改变，射频的波长也无法改变，射频的速度也无法改变，所以单一射频场无法解决介电伪影问题。那么用两路射频呢？因此双射频发射技术（MultiTransmit）应运而生。

假设一路射频1入射到人体中会产生相应的驻波，既然驻波1的波节位置是固定的，那么我们使用另一路射频2入射到人体，通过控制正好让驻波2的波节位置发生在驻波1的波腹处，这样射频能量就会重新均匀。

双射频发射技术不是单纯的发射2路信号，而需要针对每个被扫描人进行RF信号校准，这个校准也叫作

B1 shimming或者RF shimming。

从技术角度上来讲，为了实现双射频技术，需要使用2套独立的射频发射链路，通过专用射频输入输出控制模块传入体线圈QBC中进行2路可控射频发射。

原本简单的单路射频机柜中增加一组射频放大器，同时原来讲过的将射频能量分成0°90°相位差的Hybrid box变成了直接控制射频的QIB模块。原本使用一个Load就可以消耗掉的多余RF能量需要使用专用混合器（Circulator）进行消耗。