【摘要】：譜儀是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)系統(tǒng)的一個(gè)核心部件。譜儀的主要功能是根據(jù)成像脈沖序列的要求,以特定的時(shí)序產(chǎn)生射頻和梯度脈沖,接收和處理磁共振信號,完成MRI序列的掃描。譜儀的性能將直接影響著MRI系統(tǒng)成像的質(zhì)量。目前我國MRI生產(chǎn)廠家的譜儀設(shè)備主要依賴進(jìn)口。因此,進(jìn)行譜儀的自主研究和設(shè)計(jì)對提高我國MRI系統(tǒng)的技術(shù)水平具有重要意義。本文在分析了譜儀系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上,完成了MRI譜儀系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)和關(guān)鍵模塊的軟硬件設(shè)計(jì),并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的可行性,本文的主要工作內(nèi)容如下:1、介紹了譜儀在磁共振成像系統(tǒng)中的作用和主要結(jié)構(gòu)。根據(jù)譜儀的功能,將其劃分為譜儀控制軟件、掃描控制器、梯度發(fā)生器、射頻發(fā)生器、射頻接收器等模塊。根據(jù)這些模塊的特點(diǎn),選取ARM、FPGA、DSP、ADC、DAC等IC芯片作為各個(gè)模塊的核心芯片,完成了譜儀總體方案的設(shè)計(jì)。2、分析了多通道數(shù)字化譜儀硬件系統(tǒng)的功能,根據(jù)其性能要求提出了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。包括微處理器ARM芯片的選擇與Linux系統(tǒng)的選擇、微處理器Linux系統(tǒng)的搭建、脈沖序列控制器的設(shè)計(jì)、梯度波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)、射頻發(fā)生器與射頻接收器的設(shè)計(jì)。通過在微處理器ARM上嵌入Linux系統(tǒng),使得譜儀的軟件系統(tǒng)與序列硬件實(shí)現(xiàn)分離。并基于ARM外接存儲的特點(diǎn)與FPGA構(gòu)造雙端RAM的方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸,并在此基礎(chǔ)上完成了多通道的設(shè)計(jì)。3、分析了譜儀軟件系統(tǒng)的功能,并根據(jù)其功能需求完成了各模塊設(shè)計(jì),包括病人管理業(yè)務(wù)模塊、脈沖序列掃描控制與參數(shù)設(shè)置模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、譜儀控制軟件與譜儀硬件系統(tǒng)的通信模塊。該軟件系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)和C#.NET語言在VS2010上進(jìn)行程序編寫,并采用SQL Server 2005作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了成像掃描序列的發(fā)送以及磁共振數(shù)據(jù)的接收。4、經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)與調(diào)試,本文最終完成了譜儀部分功能的制作。實(shí)現(xiàn)了譜儀的基本掃描流程,即在譜儀軟件系統(tǒng)上選取脈沖序列,譜儀軟件系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把脈沖序列傳送給微處理器ARM,在ARM上對序列進(jìn)行解析后傳送給脈沖序列控制器驅(qū)動梯度芯片產(chǎn)生梯度信號,最后把序列已經(jīng)完成掃描的狀態(tài)通過ARM傳送回譜儀軟件系統(tǒng)。
【圖文】：

圖 2-1 MRI 系統(tǒng)的功能架構(gòu)圖1、計(jì)算機(jī)部分。計(jì)算機(jī)部分的作用主要是發(fā)送序列命令和磁共振信號的，對磁共振信號進(jìn)行處理后，，給出通過磁共振后激發(fā)層面的各個(gè)組織分

成像流程方框圖
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TL817

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖亮;湯偉男;王為民;;基于單片F(xiàn)PGA的磁共振成像梯度計(jì)算模塊[J];波譜學(xué)雜志;2010年02期

本文編號：2681015