微型核磁共振系统的研究与设计
发布时间：2022-09-17 20:13
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）作为一种目前常见的测量技术,已经广泛的被人们熟知。目前最先进的使用超导磁体的核磁共振波谱仪拥有超细分辨率,伴随而来的问题是庞大的体积、昂贵的费用、复杂的维护等。在很多应用场合,迫切需要便携式、经济且便于维护的核磁共振波谱仪,以支持现场、便携式使用。因此本文以微型核磁共振系统的设计作为研究内容具有较为重要的现实意义。本文以葡萄糖溶液为检测对象,对无创便携式集成核磁共振技术展开研究,最终目标是设计出一种实用、便携、能快速检测的微型核磁共振仪。论文主要围绕核磁共振仪主磁体结构分析与选型,核磁共振仪主探头（即射频线圈）选型与匹配以及射频收发系统的设计和搭建三个方面来叙述,提供了测试和实验数据。论文主要完成以下工作:第一,介绍核磁共振相关理论和射频收发系统基本构成和性能指标,通过理论推导和参数计算,制定系统各模块设计指标。第二,对射频探头即射频线圈进行设计,通过对多种线圈的电磁仿真,选择满足指标的螺线管作为射频探头;设计两种信号源脉冲调制优化方案,提高收发系统的灵活性;对收发系统的硬件电路进行研究,解决设计过程中系统隔离、饱...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 微型核磁共振系统现状
1.3 论文研究内容和组织结构
1.3.1 论文主要研究内容
1.3.2 微型核磁共振系统整体思路
第二章 微型核磁共振系统基本理论
2.1 核磁共振原理
2.1.1 自旋
2.1.2 核磁共振条件
2.1.3 弛豫过程
2.2 射频电路基础
2.2.1 反射系数与Smith圆图
2.2.2 非线性
2.3 射频收发系统
2.3.1 射频收发系统结构
2.3.2 收发系统关键性能指标
2.4 磁铁和射频线圈基础
2.5 本章小结
第三章 微型核磁共振系统方案设计
3.1 核磁共振实验平台的介绍
3.2 核磁共振系统设计指标
3.2.1 磁铁的设计指标
3.2.2 核磁共振线圈设计指标
3.2.3 收发系统设计指标
3.2.4 收发转换模块设计指标
3.2.5 信号源部分设计指标
3.3 收发系统具体结构的设计
3.3.1 接收系统具体结构设计
3.3.2 发射系统具体结构设计
3.4 收发系统芯片选型
3.5 本章小结
第四章 收发系统模块电路设计
4.1 接收系统模块总体设计
4.1.1 低噪声放大器
4.1.2 射频带通滤波器
4.1.3 下变频混频器
4.2 发射系统模块总体设计
4.2.1 频率源模块方案设计
4.2.2 脉冲序列调制模块方案设计
4.2.3 功率放大电路方案设计
4.2.4 转换模块设计方案
4.3 射频探头设计方案
4.3.1 线圈匹配
4.3.2 线圈方案设计
4.4 本章小节
第五章 微型核磁共振系统整体性能测试
5.1 收发系统PCB布局规则
5.2 发射系统性能测试
5.3 接收系统性能测试
5.4 核磁共振系统应用测试
5.5 本章小节
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁共振成像技术新进展[J]. 蔡立英,戴夫·乔丹. 世界科学. 2020(05)
[2]具有大半金属能隙的V掺杂LiZnP新型稀磁半导体的磁电性质[J]. 贾倩,杜颖妍,杜成旭,陈婷,刘焦,于越,张恒源,刘明,毋志民. 功能材料. 2019(12)
[3]多通道DDS基板隔离度设计与优化[J]. 刘树凯,常登辉,何善亮. 固体电子学研究与进展. 2019(06)
[4]磁共振三维动脉自旋标记技术研究进展及临床应用[J]. 周倩,王倩倩,刘新疆. 磁共振成像. 2019(12)
[5]基于FPGA的以太网无线控制DDS频率源设计[J]. 罗敏顺,潘玉剑. 电子设计工程. 2019(24)
[6]对比剂（CuSO4溶液）浓度对磁共振成像弛豫时间的影响研究[J]. 何坤,胡明成,郭金兴,封頔,陈广新,仇惠. 物理通报. 2019(10)
[7]超强磁场下中子星壳层的电导率和磁星环向磁场欧姆衰变[J]. 陈建玲,王辉,贾焕玉,马紫微,李永宏,谭俊. 物理学报. 2019(18)
[8]基于FPGA的任意频率发生器设计[J]. 王宏斌,王媛斌. 兰州工业学院学报. 2019(04)
[9]移动通信接收机增益设计[J]. 范莉. 电子测试. 2019(09)
[10]带通与低通级联滤波器的设计[J]. 王鹏博,严一尔. 电子器件. 2018(06)
硕士论文
[1]近红外光谱无创血糖检测中的偶然相关及波长选择的研究[D]. 赵博.天津大学 2012
[2]核磁共振波谱法无创血糖测量的信号处理与算法优化[D]. 代毅.电子科技大学 2010
本文编号：3679871
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 微型核磁共振系统现状
1.3 论文研究内容和组织结构
1.3.1 论文主要研究内容
1.3.2 微型核磁共振系统整体思路
第二章 微型核磁共振系统基本理论
2.1 核磁共振原理
2.1.1 自旋
2.1.2 核磁共振条件
2.1.3 弛豫过程
2.2 射频电路基础
2.2.1 反射系数与Smith圆图
2.2.2 非线性
2.3 射频收发系统
2.3.1 射频收发系统结构
2.3.2 收发系统关键性能指标
2.4 磁铁和射频线圈基础
2.5 本章小结
第三章 微型核磁共振系统方案设计
3.1 核磁共振实验平台的介绍
3.2 核磁共振系统设计指标
3.2.1 磁铁的设计指标
3.2.2 核磁共振线圈设计指标
3.2.3 收发系统设计指标
3.2.4 收发转换模块设计指标
3.2.5 信号源部分设计指标
3.3 收发系统具体结构的设计
3.3.1 接收系统具体结构设计
3.3.2 发射系统具体结构设计
3.4 收发系统芯片选型
3.5 本章小结
第四章 收发系统模块电路设计
4.1 接收系统模块总体设计
4.1.1 低噪声放大器
4.1.2 射频带通滤波器
4.1.3 下变频混频器
4.2 发射系统模块总体设计
4.2.1 频率源模块方案设计
4.2.2 脉冲序列调制模块方案设计
4.2.3 功率放大电路方案设计
4.2.4 转换模块设计方案
4.3 射频探头设计方案
4.3.1 线圈匹配
4.3.2 线圈方案设计
4.4 本章小节
第五章 微型核磁共振系统整体性能测试
5.1 收发系统PCB布局规则
5.2 发射系统性能测试
5.3 接收系统性能测试
5.4 核磁共振系统应用测试
5.5 本章小节
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁共振成像技术新进展[J]. 蔡立英,戴夫·乔丹. 世界科学. 2020(05)
[2]具有大半金属能隙的V掺杂LiZnP新型稀磁半导体的磁电性质[J]. 贾倩,杜颖妍,杜成旭,陈婷,刘焦,于越,张恒源,刘明,毋志民. 功能材料. 2019(12)
[3]多通道DDS基板隔离度设计与优化[J]. 刘树凯,常登辉,何善亮. 固体电子学研究与进展. 2019(06)
[4]磁共振三维动脉自旋标记技术研究进展及临床应用[J]. 周倩,王倩倩,刘新疆. 磁共振成像. 2019(12)
[5]基于FPGA的以太网无线控制DDS频率源设计[J]. 罗敏顺,潘玉剑. 电子设计工程. 2019(24)
[6]对比剂（CuSO4溶液）浓度对磁共振成像弛豫时间的影响研究[J]. 何坤,胡明成,郭金兴,封頔,陈广新,仇惠. 物理通报. 2019(10)
[7]超强磁场下中子星壳层的电导率和磁星环向磁场欧姆衰变[J]. 陈建玲,王辉,贾焕玉,马紫微,李永宏,谭俊. 物理学报. 2019(18)
[8]基于FPGA的任意频率发生器设计[J]. 王宏斌,王媛斌. 兰州工业学院学报. 2019(04)
[9]移动通信接收机增益设计[J]. 范莉. 电子测试. 2019(09)
[10]带通与低通级联滤波器的设计[J]. 王鹏博,严一尔. 电子器件. 2018(06)
硕士论文
[1]近红外光谱无创血糖检测中的偶然相关及波长选择的研究[D]. 赵博.天津大学 2012
[2]核磁共振波谱法无创血糖测量的信号处理与算法优化[D]. 代毅.电子科技大学 2010
本文编号：3679871
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