台式磁共振成像系统的研制

自行开发了一套专门用于演示磁共振成像原理的教学用磁共振成像系统. 本文详细介绍了本系统的硬件结构与软件思路,并对各个功能部件给出主要性能参数,最后给出常规MRI实验结果.     

四路并行DDS合成技术在核磁共振中的应用

频率综合仪是核磁共振(NMR)谱仪的重要组成部分.随着微电子技术的迅速发展,用直接数字频率合成(DDS)方法来产生核磁共振射频信号已经成为可能.但是,由于数字集成电路工作频率的局限性,制约了DDS在高频段的应用.本文采用多路并行DDS合成技术,大大地提高了数字合成信号的频率范围。     

基于双参考源的数字磁共振控制台相位相干技术

本文提出了一种在数字磁共振控制台中保证发射机与接收机之间相位相干的方法.该方法通过可编程数字逻辑在发射机与接收机中各设计了一个同频的数字参考源,脉冲序列执行过程中,当发射机或接收机由于进行了频率切换而失去相位相干性时,通过重新设置它们的相位以确保它们与各自的参考源同步,从而恢复两者之间的相位相干性.经过水膜成像实验验证,该方法具有良好的成像效果,且既不需要额外的硬件电路,也不增加序列设计的复杂度,具有很高的实用性.     

基于磁通门和时域数字鉴频的磁场锁定系统

永磁型磁共振仪器的磁体易受温度和其他环境磁场干扰,造成主磁场波动,进而影响仪器测量的重复性和准确性．本文讨论了两种解决磁场波动的锁定方法：一方面,通过磁通门传感器对环境波动引起的瞬态磁场进行高灵敏探测,然后采用现场可编程门阵列进行实时处理并计算磁场补偿量;另一方面,针对环境温度变化引起的缓慢磁场偏移,则采用时域数字鉴频锁场方法,在对锁样品进行射频激发后,将磁共振信号通过混频变换到较低的频率范围,再转换为方波,然后直接送入现场可编程门阵列进行周期测量,并计算磁场补偿量．将两种方法获得的磁场补偿量叠加后,再转换为电流信号驱动安装在磁体上的B₀补偿线圈,并研制了一套磁场锁定系统,以实现对磁场的锁定.在0.5 T食品快检磁共振分析仪上进行测试验证,结果显示当受到瞬态干扰时,可将磁场稳定在±4 Hz(对应磁场为±0.093 9μT)范围内,同时也可以精准测量温度造成的磁场偏移,该结果验证了本文磁场锁定方法的可行性．     

磁共振快速T/R开关驱动器研制

在磁共振T/R开关和主动失谐线圈中广泛使用PIN管,由外部驱动器向PIN管提供驱动电源,控制其导通或截止,从而达到开关切换和线圈失谐的目的.因此,驱动器的性能直接影响T/R开关和线圈的性能.该工作提出了一种新的T/R开关驱动器设计方案.电路中门控信号与驱动电源互相隔离,同时包含了场效应管死区调整电路,提高了电路稳定性和灵活性.该电路开关切换时间可达500 ns,驱动电压和电流理论上分别可达400 V和10 A以上,具有快速、驱动能力强等特点.可用于快速T/R开关和主动失谐线圈的驱动、缩短死时间、减小发射线圈和接收线圈间的耦合.     

表征超声衰减谱粒度的改进和声搜索算法

针对超声衰减谱法颗粒粒径测量,提出一种改进和声搜索算法,在和声搜索算法迭代达到200次时,加入拟牛顿算法,调节和声搜索算法全局和局部搜索能力,提高算法的收敛精度.对服从3种典型粒径分布函数颗粒系进行数值模拟,改进算法反演得出罗辛-拉姆勒(Rosin-Rammler)分布参数值相对误差小于8％,正态分布参数值相对误差小于...     

一体化核磁共振谱仪数据交换的实现机制

核磁共振（NMR）随着其应用领域的拓展和深入,核磁共振谱仪技术得到了不断的发展和完善^[1,2]_. 针对以往谱仪存在的一些问题,本文提出了一种一体化核磁共振谱仪数据交换的实现机制,同时提出了基于ARM（Advanced RISC Machines,先进精简指令计算机）微处理器的嵌入式操作系统软件设计方案,并给出了谱仪各功能模块的实际性能测试结果,对实验结果进行了总结和讨论.      

软件化脉冲序列程序器

在核磁共振谱仪中, 射频发射通道、接收机以及数据采集等的实时控制是由“脉冲序列器 ”来完成的. 本文提出了一套可设计任意脉冲序列、由全软件构成的“脉冲序列程序器”,该软件用Delphi 5 实现,用户界面简洁直观. 由其产生的脉冲的最小脉宽为1.3 μs,分辨率为12 ns（CPU工作在333 MHz）.     

通用硬件脉冲序列发生器的研制

为了满足任意核磁共振脉冲序列的需要,提高脉冲序列发生器的性能和稳定性,本文提出了一种基于现场可编程逻辑器件（FPGA）和大容量高位宽静态存储器（SRAM）的硬件脉冲序列发生器,详细讨论了这种设计方案的特点,并通过一系列实验验证了其性能和可行性.     

基于PC机的脉冲序列发生器

为了降低谱仪的复杂性和成本，文中提出了基于PC机的脉冲序列发生器设计方案. 详细讨论了在Windows 98和Windows XP下通过关中断的方法来保证脉冲序列时序的精度和稳定性，通过实验给出了基于PC机的脉冲序列发生器的短期稳定度和长期稳定度，最后通过自旋回波实验直接验证了该方案的可行性.