基于PXIe架构的一种新型数字化磁共振成像谱仪发射机的研制

发布时间：2021-02-18 04:29

　　磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）是20世纪发展并成熟的一种新型成像方式,主要应用于医学成像等领域,是一种原子核处于外部均匀磁场中,在外加射频脉冲条件下产生共振信号,再经过计算机处理而成像的技术。MRI系统主要由主计算机、谱仪、磁体、功率放大器、梯度线圈和射频线圈等构成。其中谱仪（Spectrometer）是磁共振系统的心脏,它主要负责MRI系统中各种硬件信号的产生、传输和处理。而射频发射机又是谱仪的重要组成部分,在磁共振成像系统中,它主要被用于发射射频脉冲,从而激发病人体内的原子核（一般为氢核）,以获取病人特定部位的生理信息。本文旨在设计一个高集成度,高性能的能够满足磁共振成像系统要求的射频发射机。本文设计完成了基于PXIe架构的一种新型数字化谱仪发射机,硬件部分采用美国国家仪器（National Instruments,NI）公司的四通道收发适配器模块NI-5783和FlexRIO FPGA模块PXIe-7972级联而成,软件部分利用Labview替代传统FPGA底层硬件描述语言VHDL或Verilog进行软件开发,大大节省了开发时间,提高了... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 核磁共振技术简介
        1.1.1 原子核的自旋和进动
        1.1.2 核磁共振现象
    1.2 磁共振成像技术发展现状
    1.3 论文结构
第二章 磁共振成像系统谱仪总体设计
    2.1 磁共振成像系统的结构
    2.2 磁共振成像系统谱仪的设计
    2.3 本章小结
第三章 谱仪发射机的硬件设计
    3.1 谱仪发射机原理
        3.1.1 PXIe总线
        3.1.2 频率合成技术简介
        3.1.3 过采样技术
    3.2 谱仪发射机的板卡选型
        3.2.1 FlexRIOFPGA模块板卡选型
        3.2.2 适配器模块板卡选型
    3.3 谱仪发射机的硬件设计
        3.3.1 适配器模块NI-
        3.3.2 FPGA模块PXIe-
        3.3.3 时钟同步模块PXIe-6674T
    3.4 本章小结
第四章 谱仪发射机的软件设计
    4.1 上位机数据预处理
    4.2 FPGA数据处理
        4.2.1 数据读取与拆分
        4.2.2 数据调制
    4.3 软件总体设计
    4.4 MultiBand的设计与实现
    4.5 相位相干性的研究
    4.6 本章小结
第五章 实验结果与分析
    5.1 谱仪发射机基本功能测试
    5.2 谱仪集成测试
    5.3 自由感应衰减信号（FID）测试
    5.4 SingleBand和MultiBand成像测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁共振成像数字谱仪的射频发射/接收通道相位相干性的研究[J]. 宁瑞鹏,刘燕,任洁静,李鲠颖.  波谱学杂志. 2007(04)
[2]频率合成技术综述[J]. 王庆生,陆栋材.  通信对抗. 2005 (02)
[3]生物大分子质谱电离技术的突破及核磁共振三维结构测定方法的建立——2002年诺贝尔化学奖简介[J]. 黄仁槐.  生物化学与生物物理进展. 2002(06)
[4]基于DFT相位的正弦波频率和初相的高精度估计方法[J]. 齐国清,贾欣乐.  电子学报. 2001(09)
[5]快速高精度正弦波频率估计综合算法[J]. 刘渝.  电子学报. 1999(06)

博士论文
[1]一种新型MRI谱仪的设计及关键技术研究[D]. 潘文宇.中国科学技术大学 2011
[2]磁共振成像中的运动伪影消除方法研究[D]. 谭裴.中国科学技术大学 2009
[3]数字化磁共振成像谱仪[D]. 徐勤.华东师范大学 2006
[4]数字化谱仪软件系统的研制和应用[D]. 沈杰.华东师范大学 2006

硕士论文
[1]基于AD9910的高速数字频率源的研制[D]. 李庆.华东师范大学 2011



本文编号：3039034