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核磁共振谱仪数字接收机的原理与实现

核磁共振波谱仪射频系统数字化是现代核磁谱仪的发展方向 ,用数字检波技术代替模拟正交检波是数字接收机的一  (本文共5页) 阅读全文>>

华东师范大学
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数字化磁共振成像谱仪

随着磁共振成像技术和应用的飞速发展,它对磁共振成像谱仪的性能提出了新的要求。商用磁共振成像谱仪的功能和性能虽然强大,但是其价格仍然非常昂贵。磁共振成像谱仪的数字化技术可以在不损失成像谱仪的性能和功能的前提下,简化谱仪结构,降低设计成本。因此,研究新一代高性能,低成本的数字化磁共振成像谱仪技术,对于我国磁共振成像的进一步应用和推广具有非常重要的意义。本文围绕着磁共振成像谱仪的数字化技术进行了详细的研究,并且实现了具有自主知识产权的,高性能,多功能,低成本的数字化磁共振成像谱仪系统。论文的主要内容如下:1.磁共振成像谱仪发射通道的数字化研究。首先介绍了数字化频率源的工作原理和它相对于传统频率技术的优点。然后分析了数字化频率源的理想和实际频谱输出特性,并且实现了一个实用的磁共振成像数字化频率源的设计,最后本文通过测试和磁共振成像实验来验证本设计。2.磁共振成像谱仪接收通道的数字化研究。在此研究中,首先,分析了数字正交检波的原理,然后分...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

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嵌入式核磁共振谱仪软件系统设计与优化

嵌入式核磁共振谱仪的设计思想是把数字化频率源、梯度波形发生器、前置放大器和数字接收机集成在一块母板上[1]。在ARM与FPGA相结合的硬件平台控制方式下,该谱仪按照脉冲序列的逻辑时序工作。这种设计思路的优势在于不仅可以缩小整个嵌入式核磁共振谱仪的体积和重量,而且可以大量地减少谱仪的成本;同时,该谱仪在ARM微处理器中移植了Linux操作系统,在Linux操作系统上开发了嵌入式核磁共振谱仪驱动程序和应用程序,实现了嵌入式核磁共振谱仪硬件与上位机谱仪控制台软件之间的数据交互。基于本课题组之前已经设计出嵌入式核磁共振谱仪的硬件平台以及相关底层驱动软件[2]。该论文的主要任务是:第一,重新设计上位机谱仪控制台软件以及扩展上位机谱仪控制台界面的功能;第二,修改和优化嵌入式核磁共振谱仪的外设驱动程序和FPGA内部FIFO驱动程序,以及对Linux系统的移植和升级;第三,修改和优化嵌入式核磁共振谱仪应用程序;第四,编辑和调试常规一维脉冲序列和...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

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磁共振成像射频直接采样数字接收机研制

核磁共振成像是核磁共振研究的重要领域,自第一次核磁共振成像实验成功至今已有30余年。在这30余年的时间里,核磁共振成像有了飞速的发展,如今核磁共振成像已成为重要的研究工具,并渗入到生物、化学、医学等各个学科领域当中。自1980年首台商用核磁共振成像系统问世,核磁共振成像系统的技术也有了飞速的发展。然而,核磁共振成像系统的核心技术仍然掌握在国外的大公司手中。因此,自主研发核磁共振成像系统不仅具有很好的科研价值,还有重要的现实意义。本论文的主要工作是研制核磁共振成像谱仪中的核心器件之一:数字接收机。针对以往的接收机的不足之处,提出了改进的地方。利用射频直接采样技术和数字信号处理器(DSP, Digital Signal Processor)技术,将软件无线电理论与实际的硬件设计和实现联系起来,并作了深入详细的探讨。本论文的主要内容如下:第一部分主要介绍了核磁共振的原理、核磁共振成像的原理、以及核磁共振谱仪技术。第二部分主要介绍了软件...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

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基于DSP技术的成像谱仪硬件单元的研制

核磁共振成像从诞生至今的30余年里获得了巨大的发展,成为了医学诊断、基础科学研究等领域内的重要研究工具。核磁共振谱仪是核磁共振成像系统的核心控制部分,其核心技术曾长期被国外大公司掌握。因此,在国内开展谱仪技术的研究,研发具有完全自主知识产权的谱仪,具有重要的科研价值和现实意义。针对实验室自主研发的“数字谱仪”中原有部件尚存的不足之处,提出了“任意梯度波形发生器”和“数字接收机”,围绕着设计方法和硬件实现做了详细的研究。本文的主要内容包括:第一部分简要介绍了核磁共振、核磁共振成像的原理,并以实验室自主研发的“数字谱仪”为例,介绍了核磁共振成像谱仪的组成。第二部分介绍了“任意梯度波形发生器”的设计,并给出了实验结果。由于采用了高精度、高采样率的DAC和DSP技术,能够得到很好的线性度、较短的上升时间并具有良好的预加重效果。第三部分介绍了“数字接收机”的设计。该接收机采用复制部分接收链的方式实现多通道设计,在保证性能的前提下简化了系统...  (本文共56页) 本文目录 | 阅读全文>>

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中低场磁共振成像数字接收机的研制

磁共振成像(MRI)是核磁共振的重要应用领域。如今,磁共振成像仪已成为医学临床诊断和基础科学研究的主要工具之一。随着超导技术、电子技术、成像技术、图像处理技术和计算机科学技术的进步,成像方法和技术取得了飞速的发展,应用领域不断扩大,这些都对磁共振成像仪器提出了更高的要求。谱仪是磁共振成像仪器的核心部件之一。应用数字化技术是谱仪发展的一个重要方向,它在提高谱仪的性能和功能的同时,还简化了谱仪结构,降低了设计成本。数字接收机是谱仪硬件中一个重要的部件,本文围绕其设计方法和硬件实现进行了详细的研究,并在现有硬件系统下提出了保证射频发射与接收信号相干的方法。论文主要内容如下:第一部分简单介绍了核磁共振成像的基本原理,包括选层原理、频率编码和相位编码以及K空间的基本概念。除此之外,还介绍了一些磁共振成像的基本脉冲序列。第二部分介绍了磁共振成像系统的各个组成部分,包括磁体子系统、梯度子系统、射频子系统和控制计算机(谱仪)。对包括射频发射机(...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>