MRI梯度波形发生器研究进展

成像体素空间位置的准确编码对于磁共振成像（MRI）的空间定位至关重要.为了保证空间编码的准确性,获得高性能的梯度磁场是关键.梯度波形发生器是产生梯度磁场的核心部件,本文简要介绍了梯度波形发生器的工作原理和组成部分,总结了近二十年来基于不同设计方案设计的梯度波形发生器的研究进展,详细探讨了梯度波形预加重的实现方法,并对梯度波形发生器未来的研究和发展方向进行了展望.     

一种具有数字预加重的磁共振成像梯度波形发生器

提出一种用于磁共振成像的高性能,高集成度基于PCI总线的数字预加重梯度波形发生器,它具有独立的X,Y,Z三通道预加重梯度波形输出,其主要特点在于此设计采用了现场可编程门阵列技术实现. 本文所述的预加重梯度发生器,其数字梯度预加重和数字逻辑模块全部集成在单片可编程芯片中,这样不但可以产生高性能的预加重梯度波形,而且可以简化磁共振成像仪的设计. 本文详细讨论了此梯度波形发生器的设计,最后给出了此设计的测试指标和实验结果.      

一种具有自触发功能的高精度梯度波形发生器

提出一种具有自触发功能的高精度梯度波形发生器,其主要特点在于其采用了高精度（24 位）DAC,并具有自触发功能,使梯度波形发生器能独立于脉冲序列发生器工作,从而解决了高精度DAC群延时的问题.     

磁共振成像系统中的自动梯度预加重调节方法研究

提出了一种利用核磁共振信号测量梯度涡流,然后通过拟合、迭代程序快速找到最佳预加重参数的方法．该方法通过预先寻找信号区,确保了测得数据的可靠性,实现了梯度预加重参数的自动设置,可在大约10 min内得到较好的补偿效果．通过在OPM35I型低场磁共振系统中的具体实验,证明该方法简单、有效．     

MRI梯度预加重模块的分时复用设计

为获得更优的成像质量和更快的成像速度,磁共振成像（MRI）系统的梯度预加重模块需要具有更多的补偿通道和调节参数,常规预加重模块的设计方案使现场可编程门阵列（FPGA）面临巨大的资源消耗.为解决高性能梯度预加重模块的资源消耗大的问题,本文提出了一种基于分时复用技术的梯度预加重实现方案,以常规方案1/44的资源实现了11通道×4组参数的梯度预加重模块.将该模块用于0.35 T MRI系统,测试了补偿前后的涡流曲线和磁共振图像,结果表明该模块有效降低了系统的涡流,减小了磁共振图像中的涡流伪影.     

在低场MRI系统中用数字接收机测量梯度波形的方法

提出了一种用数字接收机来测量低场系统中梯度波形的方法,详细介绍了该数字接收机接收音频信号的原理,并且对接收机的音频接收性能进行了测试. 最后利用该接收机测得的梯度波形,设置了系统的预加重参数,有效地减小了梯度线圈引起的涡流.     

基于粒子群与遗传算法的矩阵式梯度线圈优化设计

磁共振成像系统中的梯度线圈产生用于选层、频率编码和相位编码的梯度磁场.目前常用的梯度线圈是通过目标场法设计得到的.近些年来,由多个形状相同的线圈组成的矩阵式梯度线圈的梯度磁场均匀度和功率等指标也达到了较为满意的效果.本文首先提出了一种基于粒子群与遗传算法的、适用于开放式永磁型磁共振成像系统的矩阵式梯度线圈设计方法.然后对三个方向上的矩阵梯度线圈的电流分布进行了设计,每个方向上的矩阵式梯度线圈系统由224个大小相同的圆形线圈组成.最后利用有限元仿真软件对设计方案进行仿真计算,得到x、y方向上的平均非均匀度为0.851%,z方向上的平均非均匀度为1.013%,验证了本文提出的方法的有效性.基于该方法可以有效快速地对开放式磁共振成像系统的矩阵梯度线圈进行设计.     

基于预滤波迭代梯度法的运动估计

提出一种对小平移和大平移图像序列进行运动估计的新算法 预滤波迭代梯度法,预滤波迭代梯度法就是先对图像进行低通滤波,然后用迭代梯度法进行运动估计。结果表明,该方法比梯度法、预滤波梯度法和迭代梯度法具有更高的估计精度,而且可以很好地抑制噪声的影响。     

一种永磁磁共振中磁体涡流场的测量方法

磁共振成像（Magntic Resonance Imaging,MRI）技术是一种先进的医疗影像技术.在MRI系统中,通过梯度线圈电流快速切换方向,对待测区域施加梯度磁场,产生的梯度磁场会在其周围的金属体内激发出变化的涡旋电场,进而导致金属体内闭合的回路中产生对原来的梯度电流起抑制作用的感生电流,也就是我们所说的涡流.本文介绍了一种测量磁体涡流场的方法,结合电磁感应定律,设计了一种磁体涡流场测量装置,通过硬件采集以及软件处理的方法,将理想梯度场与实际磁场进行相减并将波形实时呈现,实验结果表明该方法可实现对磁体涡流场的测量.     

基于单片FPGA的磁共振成像梯度计算模块

提出了一种用于磁共振成像的高集成度的数字梯度计算模块. 它可以实时计算任意层面成像所需的梯度波形,并能对X、Y、Z三个通道做波形预增强处理. 该模块基于单片FPGA器件,梯度波形数据预存于FPGA内嵌的RAM中,波形更新时间最小为1 μs. 在FPGA内部通过复用一种快速IIR滤波器算法,能在1 μs时间内实现包含6组不同时间常数和幅度的预增强运算. 实验证明该系统具有通用性好、体积小和成本低等特点,为磁共振谱仪的研制提供了一种紧凑、灵活的梯度波形发生方案.      

一种基于DSP技术的信标光跟踪系统研究

针对目前星地光通信链路建立所急需解决的三大难题,远距离通信、强实时处理和高准确度光束对准,搭建了以DSP（TMS320DM642）为核心处理器,结合CCD、视频解码芯片、SDRAM等外围资源的小型移动平台间信标光跟踪系统,给出了系统的设计原理.根据卫星变速运动的特点,提出了一种最小二乘法的阶数自适应选取算法,对卫星运动轨迹进行动态模拟预测.结果表明,该系统能应用于复杂运动状态下的目标跟踪.     

一种基于DSP的星图识别技术

针对星体跟踪器星图识别算法的复杂性以及星体跟踪器对体积、功耗的要求,介绍了一种基于多边形角距匹配的星图识别算法以及该算法在以DSP为基础的硬件平台上的实现.实验结果证明,复杂的星图识别算法可以在基于DSP的嵌入式平台上实现,并能达到系统实时性的要求.     

基于DSP的串行通信

在现代信号处理系统中,常采用数字信号处理器来完成各项任务,串口在传输数据尤其是控制指令方面具有独特优势。介绍了DSP通过TL16C752B来实现与PC机串行通信,并对传输数据的CRC校验进行探讨。     

在数字化MRI谱仪系统设计中消除梯度抖动的方法

提出了一种在磁共振成像谱仪系统中消除由于数字化设计而引起的梯度抖动的方法．该方法利用梯度波形发生器的内部时钟控制脉冲序列的启动,使得它们真正实现同步．本文除详细介绍该方法的原理之外,还通过实验证明了它的有效性．     

基于DSP实现的G.728编码语音码流能量估计算法

本文基于DSP芯片TMS320C6201提出了通过对简化G．728建议解码过程实现低复杂度的语音能量估算的算法。并成功地在TMS320C6201上进行了优化实现。     

基于DSP的实时自动跟踪系统的研究

在差分得到的二值图像基础上,采用快速搜索算法预测运动物体在帧图内的二维坐标,并自动跟踪运动目标。选择TMS320C642作为视觉跟踪系统的硬件平台,采用摄像机获取场景图像,通过软件捕捉场景图像中的运动物体,识别物体运动的方向和距离,实现了视觉实时跟踪功能。在此基础上,完成了分立器件构成的嵌入式视觉实时跟踪系统的设计,对于视觉技术的实际应用具有一定工程意义。     

基于DSP FPGA的弹载计算机设计

针对现代弹载计算机硬件系统的发展趋势,结合某型反坦克导弹的实际应用需求,采用以DSP作为处理器实现控制系统的核心算法,以FPGA实现外围接口扩展的方案,设计出了一套基于DSP+FPGA的微小型导弹载计算机。文章对该弹载飞控计算机的结构、硬件、软件等方面内容作了详细的介绍,并给出了软件流程图、介绍了软件各模块的详细功能。本文设计的弹载计算机体积小,功率低,其性能已在实验中得到了验证,这为未来弹载计算机的设计提供了参考。     

基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时压缩校正研究

针对红外成像系统在图像处理中所涉及的数据量大,实时处理难于实现的特点,利用高速DSP硬件对红外焦平面阵列的非均匀性进行实时压缩校正.以两点校正为例,详细阐述了硬件压缩校正原理和实现步骤,并给出实验结果.实验表明:基于DSP的非均匀性实时压缩校正系统生成的图像比较清晰,校正过程简单,程序调试方便,能够有效地解决红外成像技术中实时性难题.