多通道數(shù)字化譜儀設(shè)計(jì).pdf

1、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(hào)，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(duì)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MR

2、I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

3、，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(chǔ)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

4、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 Server2005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