磁共振譜儀的通信模塊設(shè)計(jì)和渦流補(bǔ)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(chǎng)的共同作用下產(chǎn)生共振信號(hào)，經(jīng)過(guò)圖像重建方法而成像的技術(shù)。與X射線(xiàn)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(wú)放射損傷等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)30多年的飛速發(fā)展，磁共振成像已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)臨床診斷中最先進(jìn)、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(shí)序及射頻波形和梯度波形信號(hào)的產(chǎn)生，以及信號(hào)的發(fā)射、接收和處理等操作協(xié)調(diào)運(yùn)行。目前，只有國(guó)外少數(shù)幾家廠商能進(jìn)行譜儀的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，但價(jià)格貴，研究資料非常保密，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的磁共振成像系統(tǒng)中的譜儀主要依賴(lài)于進(jìn)口，這就造成了MRI系統(tǒng)生產(chǎn)和維護(hù)成本高，病人做檢查費(fèi)用高。因此，開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的譜儀系統(tǒng)具有重要意義。
　　 本文對(duì)磁共振成像原理以及譜儀的工作原理進(jìn)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(jì)方案。首先，參與討論

3、確定譜儀硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(lái)，針對(duì)譜儀的工作流程，進(jìn)行了軟件系統(tǒng)的功能分析，并提出了MRI譜儀系統(tǒng)主計(jì)算機(jī)端軟件模塊的設(shè)計(jì)方案，它與譜儀的硬件系統(tǒng)相配套，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)的多種成像需求，獲取高質(zhì)量的磁共振圖像。研究了對(duì)磁共振成像序列和參數(shù)文件等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，并實(shí)現(xiàn)主計(jì)算機(jī)和譜儀硬件板卡之間的可靠通信。在成像過(guò)程中，渦流的存在影響磁共振圖像的質(zhì)量。因此，本文對(duì)磁共振成像渦流補(bǔ)償方法進(jìn)行了

4、研究，以提高M(jìn)RI的成像質(zhì)量。首先研究了磁共振成像中渦流的產(chǎn)生機(jī)理以及對(duì)成像的影響，并提出了一種基于分段迭代的MRI成像渦流補(bǔ)償方法。該方法的技術(shù)基礎(chǔ)是梯度電流預(yù)增強(qiáng)技術(shù)，一般梯度電流預(yù)增強(qiáng)在一個(gè)周期內(nèi)要進(jìn)行上千次e指數(shù)計(jì)算，因此需采用快速的計(jì)算方法。迭代計(jì)算是普遍采用的渦流補(bǔ)償快速計(jì)算方法，但是存在累積誤差放大的問(wèn)題。針對(duì)這種問(wèn)題，基于迭代計(jì)算原理，提出了一種改進(jìn)的分段迭代的MRI成像渦流補(bǔ)償計(jì)算方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法有效地提高了