MRI扫描噪声的有源控制技术

发布时间：2020-08-26 12:47

【摘要】：磁共振成像技术与CT扫描、超声波检查等医疗手段相比,诊断准确率较高,可以用来检测身体不同组织器官,并且对人体没有任何辐射性伤害。但是在扫描过程中,磁共振成像系统中的噪声最高可达130 dB(A)左右,该强度的噪声进入病人耳朵内,可能会对人的听力造成伤害,在某种程度上还会给人带来焦虑、听力障碍等不好的影响。在扫描过程中,操作员会给病人戴上耳塞、耳罩等隔声部件,降低他们所接收到的噪声强度,这些部件对高频噪声有很好地抑制作用,但是对低频范围内的噪音几乎没有抑制效果。近年来,随着数字处理技术和自适应滤波技术的发展,使得噪声的有源控制(Active Noise Control,ANC)技术解决这一难题成为可能。本文根据信号处理中的自适应滤波理论,主要研究了实现自适应有源降噪系统的关键技术,包括FxLMS算法、次级通道建模和自适应有源降噪的硬件实现。另外基于有源降噪前馈控制系统,提出了一种新的降噪系统,即准前馈控制系统。由于NI USB-7856R配有LabVIEW FPGA,具有可重复配置、实时运算速度快和易于开发等优点,因此本文利用NI USB-7856R设备,结合仿真平台LabVIEW软件,搭建了磁共振噪音有源控制仿真程序。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R445.2;TN911.7
【图文】：

原理图,降噪,原理,降噪效果

随着数字信号处理电子技术的快速发展，使得实现，另外也降低了自适应运算系统的成本，从而使得有用于实际噪声控制的过程[20-21]。比如 2009 年，Kida 等[22NC系统来降低磁共振扫描噪声，该系统是由TMS320C67好的降噪效果。另外现场可编程门阵列（Field-PrograGA）的兴起，也进一步加快了 ANC 发展的速度。例如ran 等[23]在模拟的功能磁共振成像腔体内，利用 LabVIEW统，实现了不同频率正弦波噪声的控制，最终在 0.1 KHz现了 15 dB~45 dB 的降噪效果。2008 年，Li 等[24]利用反系统仿真实验，在 MRI 扫描噪声的 1.14 KHz 处，实现了。2013 年，Miyazaki 等[25]提出了头戴式 ANC 系统，能 25 dB 左右的降噪效果。

磁共振,反馈控制系统,单通道,反噪声

而是利用误差麦克风采集的误差信号来预测反噪声信号。前馈系统需要预先采集噪声信号，并将采集的噪声信号作为 ANC 系统的参考输预测反噪声信号，相比较而言，前馈控制系统能够及时、有效地预测反噪声，从而更好地抑制噪声信号，达到更好的降噪效果，因此本文将基于前馈控统来设计有源自适应控制系统，最终实现磁共振噪声的控制。反馈控制系统有些情况下，很难预先采集准确的参考噪声信号或者不想使用参考麦克风，可以采用如图 2.1 所示的反馈控制系统，该系统只使用一个误差麦克风采集噪声信号 ( )。一般情况下，单通道反馈控制系统[43-44]主要包括以下几个部

单通道,噪声信号,前馈控制系统,麦克风

华东师范大学 2018 届硕士研究生学位论文误差麦克风处的噪声信号，所以可能会导致控制器无法及时、有效地预测反信号，因此反馈控制系统主要对窄带范围内的噪声信号有较好的降噪效果。.2 前馈控制系统前馈控制系统[45-46]主要用于噪声信号能够提前获取的情况下，与反馈控制系比，系统硬件结构上多了一个参考麦克风（Ref-Microphone），它主要功能集声源处的噪声信号，即参考信号 ( )（如图 2.2 所示）。

【参考文献】