磁共振成像譜儀梯度預(yù)加重信號(hào)的高精度發(fā)生.pdf

1、譜儀是磁共振成像系統(tǒng)中的重要組成部分，其中的梯度發(fā)生模塊對(duì)最終的成像質(zhì)量有著重要的影響。當(dāng)譜儀發(fā)出的梯度波形在成像過程中發(fā)生變化時(shí)，會(huì)在周圍的金屬表面產(chǎn)生渦流，進(jìn)而影響實(shí)際的梯度場(chǎng)，同時(shí)，各個(gè)方向梯度波形的變化也會(huì)對(duì)靜磁場(chǎng)B0產(chǎn)生渦流影響。這些渦流會(huì)在最終的重建圖像中形成偽影和畸變等，嚴(yán)重影響成像結(jié)果，并會(huì)對(duì)后續(xù)的圖像分析造成影響。
　　為了減少渦流效應(yīng)的影響，針對(duì)譜儀的開發(fā)，本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA（Field Program

2、mable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的梯度預(yù)加重方法，以補(bǔ)償渦流引起的梯度失真。利用FPGA豐富的資源，以及高度的并行性，采用三級(jí)流水的方式完成算法的實(shí)現(xiàn)，可以達(dá)到1μs的實(shí)時(shí)性要求。本文不僅考慮了梯度磁場(chǎng)在自身方向產(chǎn)生的渦流，更將其他方向的交叉項(xiàng)影響考慮在內(nèi)，另一方面對(duì)靜磁場(chǎng)進(jìn)行了渦流補(bǔ)償。這種設(shè)計(jì)可以為梯度場(chǎng)的渦流補(bǔ)償提供靈活而全面的解決方案，有助于成像質(zhì)量的提高。
　　譜儀設(shè)計(jì)中，采用了數(shù)字信號(hào)處理器(Dig

3、ial Signal Processor，DSP)控制梯度波形發(fā)生的方法，DSP對(duì)FPGA設(shè)置補(bǔ)償參數(shù)等數(shù)據(jù)，并觸發(fā)梯度波形的發(fā)生。通過示波器觀察對(duì)梯度輸出結(jié)果進(jìn)行了反復(fù)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明本課題中的預(yù)加重方法可以滿足多參數(shù)的補(bǔ)償運(yùn)算，并且能夠?qū)σ绯龅犬惓Ｇ闆r進(jìn)行正確的處理。
　　為了驗(yàn)證梯度預(yù)加重結(jié)果的可信度和準(zhǔn)確性，克服示波器觀察效果受限以及存儲(chǔ)深度不足的影響，本文進(jìn)行了基于LabVIEW軟件和高速采集卡的數(shù)據(jù)采集，完成了對(duì)梯度波形