磁共振譜儀的通信模塊設(shè)計和渦流補償方法研究.pdf

1、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是利用生物體內(nèi)氫核在射頻脈沖和梯度磁場的共同作用下產(chǎn)生共振信號，經(jīng)過圖像重建方法而成像的技術(shù)。與X射線CT相比，磁共振成像具有高組織分辨力、空間分辨力、多參數(shù)成像、可任意方向斷層和無放射損傷等優(yōu)點。經(jīng)過30多年的飛速發(fā)展，磁共振成像已經(jīng)成為醫(yī)學臨床診斷中最先進、應(yīng)用最廣的工具之一。作為MRI系統(tǒng)的核心控制模塊，譜儀（Spectrometer）控制著成像系統(tǒng)其他模塊

2、的時序及射頻波形和梯度波形信號的產(chǎn)生，以及信號的發(fā)射、接收和處理等操作協(xié)調(diào)運行。目前，只有國外少數(shù)幾家廠商能進行譜儀的設(shè)計和實現(xiàn)，但價格貴，研究資料非常保密，國內(nèi)生產(chǎn)的磁共振成像系統(tǒng)中的譜儀主要依賴于進口，這就造成了MRI系統(tǒng)生產(chǎn)和維護成本高，病人做檢查費用高。因此，開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的譜儀系統(tǒng)具有重要意義。
　　 本文對磁共振成像原理以及譜儀的工作原理進行了深入研究，給出了一種新型MRI譜儀系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案。首先，參與討論

3、確定譜儀硬件系統(tǒng)設(shè)計，確定了譜儀硬件系統(tǒng)的架構(gòu)，并介紹了各硬件模塊的功能。接下來，針對譜儀的工作流程，進行了軟件系統(tǒng)的功能分析，并提出了MRI譜儀系統(tǒng)主計算機端軟件模塊的設(shè)計方案，它與譜儀的硬件系統(tǒng)相配套，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的多種成像需求，獲取高質(zhì)量的磁共振圖像。研究了對磁共振成像序列和參數(shù)文件等信息進行數(shù)據(jù)封裝，并實現(xiàn)主計算機和譜儀硬件板卡之間的可靠通信。在成像過程中，渦流的存在影響磁共振圖像的質(zhì)量。因此，本文對磁共振成像渦流補償方法進行了

4、研究，以提高MRI的成像質(zhì)量。首先研究了磁共振成像中渦流的產(chǎn)生機理以及對成像的影響，并提出了一種基于分段迭代的MRI成像渦流補償方法。該方法的技術(shù)基礎(chǔ)是梯度電流預增強技術(shù)，一般梯度電流預增強在一個周期內(nèi)要進行上千次e指數(shù)計算，因此需采用快速的計算方法。迭代計算是普遍采用的渦流補償快速計算方法，但是存在累積誤差放大的問題。針對這種問題，基于迭代計算原理，提出了一種改進的分段迭代的MRI成像渦流補償計算方法。實驗結(jié)果表明，該方法有效地提高了