一種用于多核磁共振的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種用于多核磁共振的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，包括：掃描控制器，接收用戶(hù)通過(guò)所述主計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令、成像序列和配置參數(shù)，將所述配置參數(shù)分發(fā)給相應(yīng)的硬件模塊，執(zhí)行所述成像序列產(chǎn)生硬件觸發(fā)信號(hào)，控制所述硬件模塊按時(shí)序要求協(xié)調(diào)工作；多元射頻發(fā)生器，與所述掃描控制器電性相連，用于產(chǎn)生射頻脈沖信號(hào)以激勵(lì)多種成像物體產(chǎn)生共振；多元梯度發(fā)生器，與所述掃描控制器電性相連，用于從所述成像序列中解析出多種梯度波形，驅(qū)動(dòng)梯度線圈產(chǎn)生多種用于空間編碼的梯度磁場(chǎng)；多元射頻接收器，與所述掃描控制器電性相連，用于將磁共振信號(hào)進(jìn)行處理后傳送給所述掃描控制器，再由所述掃描控制器回傳給主計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于多核磁共振的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及頻譜儀技術(shù)，尤其涉及一種多元頻譜譜儀控制系統(tǒng)，它按照成像脈沖脈沖序列的要求，產(chǎn)生多種射頻和梯度脈沖，接收和處理多種磁共振信號(hào)，完成多元MRI的掃描過(guò)程。
【背景技術(shù)】
[0002]在MRI(MagneticResonance Imaging，磁共振成像)系統(tǒng)中，譜儀(Spectrometer)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，它負(fù)責(zé)按照成像脈沖序列的要求，以特定的時(shí)序產(chǎn)生射頻和梯度脈沖，接收和處理磁共振信號(hào)，完成MRI掃描的過(guò)程。譜儀的技術(shù)含量很高，其性能的優(yōu)劣直接影響到磁共振成像的質(zhì)量，MRI廠商的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越體現(xiàn)為譜儀技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)外MRI譜儀的研究水平較高，但進(jìn)口商用譜儀的價(jià)格昂貴，且相關(guān)技術(shù)資料高度保密。國(guó)內(nèi)對(duì)譜儀的研究起步較晚，技術(shù)尚不成熟，與國(guó)外先進(jìn)水平仍有一定差距。
[0003]譜儀在MRI系統(tǒng)中的位置向上與主計(jì)算機(jī)相連，向下通過(guò)功放與磁場(chǎng)中的線圈相連，在整個(gè)系統(tǒng)中起著核心控制的作用，它的主要功能包括:1)接收用戶(hù)從主計(jì)算機(jī)傳送過(guò)來(lái)的成像序列和參數(shù)，按時(shí)序要求產(chǎn)生各脈沖的全部硬件開(kāi)關(guān)信號(hào)。2)產(chǎn)生特定帶寬的射頻激勵(lì)波形，并對(duì)波形的頻率、相位、幅度進(jìn)行調(diào)制。3)根據(jù)成像序列的要求和對(duì)成像環(huán)不良影響的補(bǔ)償，計(jì)算x、y、z三路梯度信號(hào)的波形。4)控制射頻脈沖信號(hào)和梯度信號(hào)按照成像序列設(shè)定的精確時(shí)序，分別經(jīng)射頻功率放大器和梯度功率放大器后，驅(qū)動(dòng)射頻和梯度線圈產(chǎn)生實(shí)際的射頻激勵(lì)磁場(chǎng)和梯度編碼磁場(chǎng)。5)對(duì)接收線圈中感應(yīng)出的并經(jīng)前置功放增強(qiáng)后的磁共振信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行解調(diào)、濾波和抽取等預(yù)處理獲得K空間數(shù)據(jù)，最后送到主計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅里葉變換成像。
[0004]由此可見(jiàn)，譜儀具有強(qiáng)大的信號(hào)處理功能，控制整個(gè)MRI系統(tǒng)的成像時(shí)序和各種波形信號(hào)的產(chǎn)生、接收和處理，對(duì)成像的質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。然而，目前現(xiàn)有的譜儀技術(shù)主要都是針對(duì)H質(zhì)子成像的單頻譜譜儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，研制出適宜于多核磁共振成像的多元頻譜譜儀控制系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種用于多核磁共振的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，包括:
[0007]掃描控制器，與一主計(jì)算機(jī)相連，負(fù)責(zé)與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信;所述掃描控制器接收用戶(hù)通過(guò)所述主計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令、成像序列和配置參數(shù)，將所述配置參數(shù)分發(fā)給相應(yīng)的硬件模塊，執(zhí)行所述成像序列產(chǎn)生硬件觸發(fā)信號(hào)，控制所述硬件模塊按時(shí)序要求協(xié)調(diào)工作；
[0008]多元射頻發(fā)生器，與所述掃描控制器電性相連，在所述掃描控制器的配置參數(shù)和觸發(fā)信號(hào)的控制下，所述多元射頻發(fā)生器產(chǎn)生包含多種頻率、帶寬、相位、幅度的射頻脈沖信號(hào)，從而激勵(lì)多種成像物體產(chǎn)生共振；
[0009]多元梯度發(fā)生器，與所述掃描控制器電性相連，用于從所述成像序列中解析出多種梯度波形，驅(qū)動(dòng)梯度線圈產(chǎn)生多種用于空間編碼的梯度磁場(chǎng)；
[0010]多元射頻接收器，與所述掃描控制器電性相連，用于將磁共振信號(hào)進(jìn)行處理后傳送給所述掃描控制器，再由所述掃描控制器回傳給主計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提出的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其中，所述掃描控制器包括FPGA和若干外圍存儲(chǔ)器，通過(guò)以太網(wǎng)接口與所述主計(jì)算機(jī)相連。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提出的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其中，所述多元射頻發(fā)生器包括FPGA、存儲(chǔ)器和DAC，所述射頻脈沖信號(hào)由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)行輸出，經(jīng)射頻功放后在射頻線圈中產(chǎn)生多種射頻磁場(chǎng)，激勵(lì)多種成像物體產(chǎn)生共振。
[0013]根據(jù)本發(fā)明提出的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其中，所述多元梯度發(fā)生器包括DSP、存儲(chǔ)器、FPGA和DAC，DSP用于計(jì)算出序列中的多種梯度波形，F(xiàn)PGA用于將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DAC所需的串行輸入數(shù)據(jù)，DAC用于將多種梯度波形轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。
[0014]根據(jù)本發(fā)明提出的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其中，所述多元射頻接收器包括FPGA和ADC，所述磁共振信號(hào)經(jīng)前置放大后輸入所述多元射頻接收器，由ADC將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提出的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其中，多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)在硬件上劃分為三塊板卡，所述掃描控制器所在的板卡構(gòu)成主板，所述多元射頻發(fā)生器和多元射頻接收器組成一塊子板，所述多元梯度發(fā)生器構(gòu)成另一塊子板，每塊板卡上均有一塊FPGA，板卡之間使用針式接插頭進(jìn)行連接，子板直接插在主板提供的插槽上，中間不需要排線連接。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提出的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其中，所述FPGA的型號(hào)為EP3C120F780芯片。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有通過(guò)一次掃描可同時(shí)發(fā)射和接收多種頻率的射頻脈沖，并得到多種原子核的成像信息的功能。本發(fā)明要求含有多個(gè)發(fā)射和接收通道，并且彼此相互獨(dú)立，來(lái)實(shí)現(xiàn)高速并行發(fā)射和接收，以減少病人掃描過(guò)程中的影像偽影，并能在獲取多核成像數(shù)據(jù)的同時(shí)不顯著延長(zhǎng)掃描時(shí)間。此外利用本發(fā)明的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)進(jìn)行掃描，可以獲得多種原子核各個(gè)層面的影像圖像，通過(guò)重建及融合等一系列后處理技術(shù)，為疾病的診斷提供更多的影像信息，使疾病的診斷和治療達(dá)到精準(zhǔn)化。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)的軟件組成模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021 ]本發(fā)明的多元頻譜譜儀控制系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分。其中硬件部分包括掃描控制器、多元射頻發(fā)生器、多元梯度發(fā)生器和多元射頻接收器，而軟件部分與硬件部分相配套，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)的多種成像需求，獲取高質(zhì)量的磁共振圖像，其中軟件部分主要由進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)處理的核心模塊和其他外圍程序模塊構(gòu)成。作為多元MRI系統(tǒng)的核心部件，本發(fā)明的多元頻譜譜儀控制系統(tǒng)按照成像脈沖序列的要求，以特定的時(shí)序產(chǎn)生多種射頻和梯度脈沖，接收和處理多種磁共振信號(hào)，完成多元MRI掃描的過(guò)程。
[0022]隨著集成電路和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，MRI譜儀的數(shù)字化是大勢(shì)所趨。本發(fā)明以FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)、ADC(Analog to Digital Converter)、DAC(Digital to Analog Converter)等IC芯片為主設(shè)計(jì)了這套數(shù)字化多元頻譜譜儀控制系統(tǒng)，它的硬件架構(gòu)如圖1所示。
[0023]各模塊的組成和功能為:
[0024]I)掃描控制器
[0025]由FPGA和若干外圍存儲(chǔ)器組成，對(duì)外與主計(jì)算機(jī)使用以太網(wǎng)接口相連，負(fù)責(zé)與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，接收用戶(hù)的控制指令、成像序列和參數(shù)并進(jìn)行解釋?zhuān)瑢?duì)將參數(shù)分發(fā)相應(yīng)的硬件模塊，執(zhí)行序列產(chǎn)生硬件觸發(fā)信號(hào)，控制其他模塊按時(shí)序要求協(xié)調(diào)工作，接收并緩沖射頻接收器傳送來(lái)的多種磁共振信號(hào)數(shù)據(jù)，回傳給主計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。
[0026]2)多元射頻發(fā)生器
[0027]由FPGA、存儲(chǔ)器和DAC組成，對(duì)外與射頻功放相連。射頻發(fā)生器在掃描控制器的參數(shù)配置和時(shí)序觸發(fā)控制下，產(chǎn)生多種頻率、帶寬、相位、幅度的射頻脈沖信號(hào)，由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)行輸出，經(jīng)射頻功放后在射頻線圈中產(chǎn)生多種射頻磁場(chǎng)，激勵(lì)成多種像物體產(chǎn)生共振。
[0028]3)多元梯度發(fā)生器
[0029]由DSP、存儲(chǔ)器、FPGA和DAC組成，對(duì)外與梯度功放相連。DSP計(jì)算出序列中的多種梯度波形，F(xiàn)PGA將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DAC所需的串行輸入數(shù)據(jù)，DAC將多種梯度波形轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出，經(jīng)梯度功放后驅(qū)動(dòng)梯度線圈產(chǎn)生多種用于空間編碼的梯度磁場(chǎng)。
[°03°] 4)多元射頻接收器
[0031]由FPGA和ADC組成，對(duì)外與前置功放相連。磁共振信號(hào)經(jīng)前置放大后輸入射頻接收器，由ADC將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行解調(diào)濾波等一系列數(shù)字信號(hào)處理，處理結(jié)果傳送給掃描控制器。
[0032]在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，將譜儀在硬件上劃分為3塊板卡，掃描控制器所在的板卡構(gòu)成主板，多元射頻發(fā)生和接收器組成一塊子板，多元梯度發(fā)生器構(gòu)成另一塊子板，每塊板卡上均有一塊FPGA。板卡之間使用針式接插頭進(jìn)行連接，子板直接插在主板提供的插槽上，中間不需要排線連接，以提高數(shù)據(jù)傳輸速度，避免觸發(fā)信號(hào)傳輸延遲的不確定性。這樣設(shè)計(jì)的多元頻譜譜儀具有體積小、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、穩(wěn)定性好、定時(shí)精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)合理選擇ADC和DAC芯片的頻率覆蓋范圍，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)低場(chǎng)永磁型和高場(chǎng)超導(dǎo)型MRI系統(tǒng)的兼容。
[0033]FPGA 選型
[0034]在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA芯片用來(lái)進(jìn)行信號(hào)的控制和處理，在每個(gè)模塊中都起著重要的作用:在掃描控制器中，負(fù)責(zé)時(shí)序的解釋和參數(shù)分發(fā)、觸發(fā)信號(hào)的產(chǎn)生、K空間數(shù)據(jù)的緩沖管理和上傳等;在射頻發(fā)射器中，它的任務(wù)是管理基帶波形的選擇以及配置DAC;在梯度發(fā)生器中，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)梯度數(shù)據(jù)的分流和并-串轉(zhuǎn)換;在射頻接收器中，負(fù)責(zé)ADC的配置管理和對(duì)接收到的磁共振信號(hào)的預(yù)處理。
[0035]目前主流的FPGA生產(chǎn)廠商包括XiIinx、Altera、Ac tel和Latt ice等，芯片種類(lèi)繁多，在結(jié)構(gòu)和性能上各有特色。在綜合考慮了FPGA的內(nèi)部資源、可用引腳個(gè)數(shù)、速度、功耗和成本等關(guān)鍵因素的基礎(chǔ)上，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選擇了Altera公司CycloneI 11系列的EP3C120F780芯片。CycloneIII系列是基于臺(tái)積電(TaiwanSemiconductor ManufacturingCompany，TSMC)65nm工藝設(shè)計(jì)的低功耗、低成本、大容量的FPGA芯片。EP3C120F780是這個(gè)系列中性能最高的型號(hào)，它主要具有以下特點(diǎn):
[0036]I)低功耗
[0037]EP3C120F780專(zhuān)門(mén)針對(duì)低功耗進(jìn)行了優(yōu)化，采用的工藝和體系結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)包括使用低K絕緣、可變溝道長(zhǎng)度和氧化層厚度、多晶體管閾值電壓等，在85°C的極端環(huán)境下，靜態(tài)功耗只有170mW。另外，Altera公司重視功耗分析的精確性，是唯一能夠利用工具包在低成本系列中進(jìn)行85°C和最差情況下芯片功耗估算的可編程邏輯供應(yīng)商，開(kāi)發(fā)人員可以利用Quartus II的Power Play工具進(jìn)行功耗的估算、分析和自動(dòng)優(yōu)化。低功耗有利于在高集成度的環(huán)境中減少發(fā)熱量，降低對(duì)散熱系統(tǒng)的要求，增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)能力，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0038]2)資源豐富
[0039]包含119,088個(gè)邏輯單元(logicelement，LE)、432個(gè)M9K存儲(chǔ)器模塊、3.8Mbits的片內(nèi)存儲(chǔ)器總?cè)萘俊?br>[0040]288個(gè)18 X 18bit的嵌入式乘法器，可以實(shí)現(xiàn)豐富的數(shù)字邏輯功能。隨著FPGA設(shè)計(jì)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)時(shí)鐘管理的要求不斷提高，EP3C120F780內(nèi)置20個(gè)全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)和4個(gè)增強(qiáng)型PLL，提供了高級(jí)時(shí)鐘管理功能，包括動(dòng)態(tài)新配置、級(jí)聯(lián)能力、可編程相移、外部時(shí)鐘輸出、可編程占空比、鎖定探測(cè)、擴(kuò)譜輸入時(shí)鐘等，簡(jiǎn)化了電路整體布板，提供了性?xún)r(jià)比很高的時(shí)序控制功能。另外，時(shí)鐘系統(tǒng)在沒(méi)有使用時(shí)，還可以關(guān)閉，以節(jié)省功耗。
[0041]3)強(qiáng)大的I/O接口支持
[0042]EP3C120F780提供了531個(gè)用戶(hù)自定義的I/O端口，支持多種單端和差分接口標(biāo)準(zhǔn)，支持驅(qū)動(dòng)阻抗匹配和片內(nèi)串行終端匹配，能夠同時(shí)與眾多IC功能芯片直接相連。另外，支持多種高速外部存儲(chǔ)器接口，包括DDR、DDR2、SDR SDRAM和QDRII SRAM，最高傳輸速度可達(dá)400Mbps。在Quartus II軟件中還提供了針對(duì)DDR和QDR存儲(chǔ)器物理層接口的自動(dòng)校正宏功能，它簡(jiǎn)化了時(shí)序收斂的要求，利用片內(nèi)PLL的動(dòng)態(tài)重設(shè)特性對(duì)功率、電壓和溫度的改變進(jìn)行校正。
[0043]4)嵌入式 DSP
[0044]將內(nèi)部的嵌入式乘法器、存儲(chǔ)資源和外部接口進(jìn)行整合，可以構(gòu)成一個(gè)嵌入式數(shù)字信號(hào)處理(DSP)系統(tǒng)。
[0045]Altera提供的了DSP系統(tǒng)的IP核(Intellectual Property core)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波、快速傅里葉變換(FFT)、圖像處理等功能。DSP Builder軟件提供了Math WorksSimulink、MATLAB和Quartus II之間的接口，方便進(jìn)行各種信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
[0046]基于上述特點(diǎn)，本發(fā)明使用EP3C120F780在譜儀硬件平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)與其他芯片的連接，完成信號(hào)生成、控制和處理任務(wù)，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了成本。
[0047]軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
[0048]軟件系統(tǒng)主要指在主計(jì)算機(jī)上供用戶(hù)使用的譜儀控制軟件，它與譜儀的硬件系統(tǒng)相配套，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)的多種成像需求，獲取高質(zhì)量的磁共振圖像。軟件系統(tǒng)主要由進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)處理的核心模塊和其他外圍程序模塊構(gòu)成。
[0049]如圖2所示，本發(fā)明的軟件核心模塊包括測(cè)試模塊、序列生成模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)封裝模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊，各模塊的功能為:I)測(cè)試模塊，供譜儀開(kāi)發(fā)人員和系統(tǒng)工程師使用，開(kāi)放了對(duì)譜儀中主要硬件模塊的訪問(wèn)接口，用于進(jìn)行譜儀的系統(tǒng)檢測(cè)和功能調(diào)試。2)序列生成模塊，負(fù)責(zé)將MRI成像所用的序列文件和參數(shù)文件編譯成譜儀硬件平臺(tái)所需要的數(shù)據(jù)信息。3)控制模塊，分析用戶(hù)的操作命令、譜儀當(dāng)前的狀態(tài)和MRI掃描過(guò)程中出現(xiàn)的中斷信息并做出相應(yīng)的響應(yīng)。4)數(shù)據(jù)處理模塊，對(duì)譜儀上傳的磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，包括相位補(bǔ)償、傅里葉變換成像、圖像增強(qiáng)等。5)數(shù)據(jù)封裝模塊，根據(jù)既定的封裝協(xié)議，給上層模塊的數(shù)據(jù)添加表征該數(shù)據(jù)特征和目的地的數(shù)據(jù)頭，進(jìn)行封裝，以便在譜儀端得到正確的分發(fā)處理;對(duì)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)通信模塊的數(shù)據(jù)包，通過(guò)協(xié)議進(jìn)行解析，找出數(shù)據(jù)的特征和目的地，并發(fā)送給相應(yīng)的模塊。6)網(wǎng)絡(luò)通信模塊，負(fù)責(zé)完成主計(jì)算機(jī)端和譜儀的通信交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。
[0050]軟件系統(tǒng)的核心模塊是用戶(hù)能夠在主計(jì)算機(jī)端對(duì)譜儀進(jìn)行控制并實(shí)施成像掃描的必要部分，但要豐富和完善系統(tǒng)的功能，還需要一些其他的外圍程序模塊。外圍模塊包括程序界面、應(yīng)用模塊、文件存儲(chǔ)管理模塊以及程序調(diào)用接口模塊。程序界面內(nèi)容主要包括主菜單、圖形顯示窗口、操作按鈕、命令行輸入窗口、序列編輯窗口等，具有功能直觀和操作便利的特點(diǎn)。應(yīng)用模塊包括參數(shù)定量模塊、渦流補(bǔ)償模塊、勻場(chǎng)模塊和其他特殊應(yīng)用模塊，輔助用戶(hù)進(jìn)行成像參數(shù)的設(shè)置和實(shí)現(xiàn)特殊的成像要求。文件存儲(chǔ)管理模塊將磁共振K空間數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等存為指定格式的文件，并完成文件的讀取、存儲(chǔ)和管理等操作。程序調(diào)用接口模塊為譜儀的軟件系統(tǒng)提供了支持當(dāng)前醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)、傳輸、歸檔的通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議DICOM(Digital Imaging and Communicat1n in Medicine)的標(biāo)準(zhǔn)接口，并通過(guò)預(yù)留Active X或者DLL接口，方便其他軟件調(diào)用。
[0051]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0052]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0053]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于多核磁共振的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 掃描控制器，與一主計(jì)算機(jī)相連，負(fù)責(zé)與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信;所述掃描控制器接收用戶(hù)通過(guò)所述主計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令、成像序列和配置參數(shù)，將所述配置參數(shù)分發(fā)給相應(yīng)的硬件模塊，執(zhí)行所述成像序列產(chǎn)生硬件觸發(fā)信號(hào)，控制所述硬件模塊按時(shí)序要求協(xié)調(diào)工作； 多元射頻發(fā)生器，與所述掃描控制器電性相連，在所述掃描控制器的配置參數(shù)和觸發(fā)信號(hào)的控制下，所述多元射頻發(fā)生器產(chǎn)生包含多種頻率、帶寬、相位、幅度的射頻脈沖信號(hào)，從而激勵(lì)多種成像物體產(chǎn)生共振； 多元梯度發(fā)生器，與所述掃描控制器電性相連，用于從所述成像序列中解析出多種梯度波形，驅(qū)動(dòng)梯度線圈產(chǎn)生多種用于空間編碼的梯度磁場(chǎng)； 多元射頻接收器，與所述掃描控制器電性相連，用于將磁共振信號(hào)進(jìn)行處理后傳送給所述掃描控制器，再由所述掃描控制器回傳給主計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描控制器包括FPGA和若干外圍存儲(chǔ)器，通過(guò)以太網(wǎng)接口與所述主計(jì)算機(jī)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多元射頻發(fā)生器包括FPGA、存儲(chǔ)器和DAC，所述射頻脈沖信號(hào)由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)行輸出，經(jīng)射頻功放后在射頻線圈中產(chǎn)生多種射頻磁場(chǎng)，激勵(lì)多種成像物體產(chǎn)生共振。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多元梯度發(fā)生器包括DSP、存儲(chǔ)器、FPGA和DAC，DSP用于計(jì)算出序列中的多種梯度波形，F(xiàn)PGA用于將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DAC所需的串行輸入數(shù)據(jù)，DAC用于將多種梯度波形轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多元射頻接收器包括FPGA和ADC，所述磁共振信號(hào)經(jīng)前置放大后輸入所述多元射頻接收器，由ADC將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)在硬件上劃分為三塊板卡，所述掃描控制器所在的板卡構(gòu)成主板，所述多元射頻發(fā)生器和多元射頻接收器組成一塊子板，所述多元梯度發(fā)生器構(gòu)成另一塊子板，每塊板卡上均有一塊FPGA，板卡之間使用針式接插頭進(jìn)行連接，子板直接插在主板提供的插槽上，中間不需要排線連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的多源頻譜譜儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA的型號(hào)為EP3C120F780芯片。
【文檔編號(hào)】G01R33/54GK105891754SQ201610121429
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月3日
【發(fā)明人】申寶忠
【申請(qǐng)人】哈爾濱醫(yī)科大學(xué)