磁共振成像實(shí)時(shí)信號(hào)接收與圖像重建研究.pdf

1、磁共振成像信號(hào)接收與重建圖像的質(zhì)量密切相關(guān)，因此研究高性能的信號(hào)接收方法具有重要意義。由于采用專用數(shù)字下變頻器作為數(shù)字接收機(jī)的核心器件，傳統(tǒng)的磁共振成像信號(hào)接收方案不夠靈活，運(yùn)算精度受限，影響圖像信噪比，這已成為當(dāng)前制約成像質(zhì)量的重要因素。針對這一問題，本研究采用高速數(shù)據(jù)采集卡對回波進(jìn)行采集，以此為基礎(chǔ)開展相關(guān)數(shù)字接收機(jī)算法與硬件設(shè)備的研究。
　　首先，本文研究了數(shù)字接收機(jī)的多級(jí)濾波抽取算法，使用Parks-McClellan設(shè)計(jì)

2、法設(shè)計(jì)了等波紋濾波器組。通過對各級(jí)濾波器通帶容差、阻帶容差和過渡帶寬的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效降低了濾波器的階數(shù)，提高了運(yùn)算效率。
　　近年來發(fā)展的圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)，處理速度可達(dá)到每秒十萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，并且編程靈活。本研究采用基于GPU直接處理回波數(shù)據(jù)的技術(shù)方案（包括數(shù)字混頻、濾波抽取與傅里葉變換重建），在業(yè)內(nèi)尚屬首次。這樣，濾波算法可以靈活地實(shí)現(xiàn)，并達(dá)到了最高的運(yùn)算精度。將本文設(shè)計(jì)的等

3、波紋濾波器組應(yīng)用到基于數(shù)據(jù)采集卡和GPU的數(shù)字接收機(jī)中，提高了成像信噪比。同時(shí)，對GPU程序進(jìn)行優(yōu)化，有效的減少了信號(hào)接收和圖像重建的時(shí)間，達(dá)到了實(shí)時(shí)處理的效果。
　　此外，鑒于TI公司的多核DSP-TMS320C667x系列是最快的浮點(diǎn)DSP，本文研究了多核DSP程序設(shè)計(jì)方法，對信號(hào)接收和圖像重建算法在多核DSP上進(jìn)行了單核評(píng)估并設(shè)計(jì)了多核實(shí)現(xiàn)的方案。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的基于數(shù)據(jù)采集卡和GPU的信號(hào)接收方法顯著減