磁共振譜儀的通信模塊設計和渦流補償方法研究.pdf

1、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是利用生物體內氫核在射頻脈沖和梯度磁場的共同作用下產生共振信號，經過圖像重建方法而成像的技術。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、多參數成像、可任意方向斷層和無放射損傷等優(yōu)點。經過30多年的飛速發(fā)展，磁共振成像已經成為醫(yī)學臨床診斷中最先進、應用最廣的工具之一。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生，以及信號的發(fā)射、接收和處理等操作協(xié)調運行。目前，只有國外少數幾家廠商能進行譜儀的設計和實現，但價格貴，研究資料非常保密，國內生產的磁共振成像系統(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)擁有自主知識產權的譜儀系統(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)的軟件設計方案。首先，參與討論

3、確定譜儀硬件系統(tǒng)設計，確定了譜儀硬件系統(tǒng)的架構，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計方案，它與譜儀的硬件系統(tǒng)相配套，能夠實現用戶的多種成像需求，獲取高質量的磁共振圖像。研究了對磁共振成像序列和參數文件等信息進行數據封裝，并實現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的成像質量。首先研究了磁共振成像中渦流的產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。該方法的技術基礎是梯度電流預增強技術，一般梯度電流預增強在一個周期內要進行上千次e指數計算，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。實驗結果表明，該方法有效地提高了