论文部分内容阅读
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是现代医学影像学诊断中最先进的工具之一。MRI的实现是主磁场、梯度场和射频共同作用的结果,梯度磁场可实现在主磁场中对磁共振信号的空间定位,使磁共振成像成为可能。梯度磁场是通过在梯度线圈上施加电流产生的,当快速切换的电流经过梯度线圈时,会令其周围的金属部件产生涡流(Eddy Current)效应,使梯度场的相位发生偏移,导致磁共振信号的空间定位准确度降低,影响磁共振图像的成像质量。因此,对梯度涡流的补偿研究对磁共振成像具有重要意义。本文利用印刷电路板(Printed Circuit Boards,PCB)设计制作了平面电感线圈电路和结构工装,构建了基于电感线圈方法进行涡流补偿的实验系统,完成了该系统的硬件搭建和关键模块的软件程序编写,并通过涡流补偿实验验证了该系统的可行性。主要工作内容如下:1、完成涡流补偿系统的设计。根据磁共振室设备的分布情况,利用PXIe-7972 FPGA模块和NI-4751、NI5783板卡完成了系统主要模块的搭建,从硬件上设计了传输线路转换电路,多采用差分线路进行信号传输,完成系统布局布线方案;从软件上编写了可产生原始梯度波形和梯度预加重波形的梯度波形发生器和可对信号进行各种数据处理的信号接收处理程序。2、平面电感线圈电路和结构工装的设计。结合法拉第定律和梯度线圈的装配情况,本文利用PCB设计制作平面电感线圈,基于电感线圈方法进行涡流补偿的研究,平面电感线圈的线圈参数精确可控,线圈一致性高,这是传统电感线圈无法做到的,还可配合现代工艺进行结构工装设计,提升平面电感线圈在磁体腔中的稳定性,提高接收的信号的真实性和数据计算的准确性。3、涡流补偿实验。涡流补偿是消除梯度磁场受涡流影响的重要过程,本文给出了我们搭建的系统在磁共振室的布局方案以及涡流补偿的实验控制流程,本文利用在梯度方向放置的一对串联的平行平面线圈组来进行梯度测量,实验关键在于在变化的梯度场中的平面感应线圈工装产生的感应信号的准确采集,通过计算得到涡流衰减曲线、分解得到涡流补偿参数,再将得到的补偿参数应用到磁共振系统进行成像实验,实验结果验证了系统的可行性。利用PCB制作的平面电感线圈涡流补偿系统可以投入使用,为涡流补偿的研究提供了一种新的思路。