摘要：常规的核磁共振仪器具有体积大,不易携带等缺点,限制了其在现场石油勘探、食品安全、环境污染、质检等领域的应用.为此,本文提出了一种掌上型核磁共振控制台设计方案,在一块可编程片上系统芯片Zynq-7000上,通过高级精简指令集计算机(Advanced RISC Machine,ARM)核构建、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)逻辑设计和控制程序设计,完成了整个掌上型核磁共振控制台的设计与实现.全部设计完成后,在课题组自研的0.5 T桌面式核磁共振系统上,进行了自由感应衰减(Free Induction Decay,FID)、自旋回波(Spin Echo,SE)和CPMG(Carr-Purcel1-Meiboom-Gill)几个基本脉冲序列的测试,验证了其整体架构设计的正确性和各个模块之间的协调性.设计的核磁共振控制台长10.6 cm,宽6.0 cm,高1.9 cm,在缩小体积的同时,还提高了脉冲序列的实时性和控制台的稳定性,为进一步研制便携式核磁共振仪器奠定了基础.

摘要：随着教育数字化的加快推进,数字化资源及其应用平台搭建日益受到重视。针对磁共振教学培训中存在的难题,基于数字孪生五维模型概念,构建磁共振成像设备数字孪生五维模型框架。提出一种基于机理模型的建模仿真方法。使用物理实体获取多维物理数据完成数字人建模,提出虚拟采集和图像重建方法生成图像,并利用融合数据进行迭代优化,实现了检查前准备、线圈选择、体位摆位、参数设置、图像处理等全流程三维可视化操作。基于自旋回波、梯度回波和平面回波成像序列开展了应用验证,在实时数据驱动下,仿真结果与实体设备运行结果相一致,满足了教学培训和辅助设计需求,为规模化教学的个性化学习和智能自适应学习提供了资源保障。

摘要：磁共振成像系统中的梯度波形发生器用于产生梯度电压波形,并且通常还可对梯度波形进行预加重处理。预加重可通过模拟和数字电路两种方式来实现,模拟预加重波形拟合灵活性较差,而数字预加重的波形会占用更多的DAC位数,导致波形发生器输出波形分辨率降低。针对现有技术的不足,设计了一种基于模拟预加重的梯度波形发生器,可对梯度波形进行预失真处理以提高波形拟合的灵活性。此外,本文的波形发生器是基于PCI总线的,设计中通过优化波形发生器的内部逻辑降低了其占用的控制计算机的PCI地址空间,便于进行多通道磁共振成像系统的扩展。测试结果表明,本设计的波形发生器具有良好的性能并可实现梯度波形的预失真处理以提高波形拟合的灵活性。

摘要：提出了一体化核磁共振谱仪控制台的软件系统设计方案,主要包括2部分,一部分是安装在谱仪控制台上的嵌入式Linux操作系统及实时控制软件,另外一部分是PC机上的界面控制软件.2部分软件之间利用socket网络接口进行数据交互,采用TCP/IP通信协议,这样既能保证数据传输的可靠性又可以达到较高的数据传输速率.通过网络通信,该谱仪控制台还可以接受远程操控和系统升级.该文具体阐述了该软件系统的设计思路和设计方法,对设计的软件系统进行了实验测试,并对实验结果进行了讨论.

摘要：提出一种用于低场磁共振成像谱仪的数字接收机的设计.它基于直接射频采样技术,本文详细讨论了其设计过程.实验结果表明,设计的数字接收机具有结构简单、性能优良和实用性较强的特点.

摘要：在微创热疗中,活体测温是十分关键的技术.MRI图像除了具有无创伤、分辨率高、组织对比度高、多角度成像等优点外,还可以在治疗过程中及时反映组织温度信息,非常适用于热疗中对组织温度进行监控.目前,低场MRI测温还处于初步研究阶段.为了对低场MRI测温效果进行定量研究,需要一种具有MR兼容性的测温装置.为此,本文提出了一种简单的MR兼容测温装置的设计方案.该方案以通用热电偶和电子温度计为核心,具有成本低,易实现的特点.所设计的测温装置在79℃～39℃范围内的测温精度为0.5℃,工作时对MRI图像质量无明显影响,操作简单,读数方便,适用于对MRI测温效果进行定量研究.

摘要：针对台式核磁共振谱仪便携化、小型化的发展趋势,开发了一套基于USB总线的一体化核磁共振谱仪控制台,将控制/通讯部分、脉冲序列控制部分、射频发射部分与信号接收部分集成于一卡,并可实现两种工作模式.工作模式1:系统基于USB与一台个人计算机通讯,由计算机控制来完成从对谱仪的实时控制到数据处理及显示的所有任务;工作模式2:系统由集成的微处理器控制,不需要计算机的参与,独立完成整个工作进程.本文详细介绍了该谱仪控制台的设计思路和硬件结构,给出了常规NMR序列的实验结果.

摘要：采用CLIPS作为事实推理核心,以Visual C++为界面开发工具,设计开发了核磁共振实验辅助设计专家系统软件.该软件可以根据用户提供的关于实验目的、样品特性和谱仪功能等信息,建议所需进行的核磁共振实验.在用户反馈实验结果后,该系统可以进一步提出建议,如此循环往复.对于建议进行的实验,系统也给出脉冲序列、参数设置、注意事项等与实验相关的详细信息.本系统对于核磁共振的教学也可以起到辅助作用.

摘要：提出了一种在磁共振成像谱仪系统中消除由于数字化设计而引起的梯度抖动的方法.该方法利用梯度波形发生器的内部时钟控制脉冲序列的启动,使得它们真正实现同步.本文除详细介绍该方法的原理之外,还通过实验证明了它的有效性.

摘要：在磁共振T/R开关和主动失谐线圈中广泛使用PIN管,由外部驱动器向PIN管提供驱动电源,控制其导通或截止,从而达到开关切换和线圈失谐的目的.因此,驱动器的性能直接影响T/R开关和线圈的性能.该工作提出了一种新的T/R开关驱动器设计方案.电路中门控信号与驱动电源互相隔离,同时包含了场效应管死区调整电路,提高了电路稳定性和灵活性.该电路开关切换时间可达500 ns,驱动电压和电流理论上分别可达400 V和10 A以上,具有快速、驱动能力强等特点.可用于快速T/R开关和主动失谐线圈的驱动、缩短死时间、减小发射线圈和接收线圈间的耦合.