開放式永磁型MRI譜儀軟件系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技術(shù)是一種先進(jìn)的醫(yī)學(xué)診療手段，不僅能夠獲得任意部位、任意方位的組織切片層圖像，而且具有多個(gè)可調(diào)參數(shù)，因而在顯示病灶區(qū)域的位置、范圍以及與周圍組織的對(duì)比方面獨(dú)具特色。
　　MRI系統(tǒng)當(dāng)前的發(fā)展方向主要是超導(dǎo)型和永磁型，后者是國內(nèi)各級(jí)醫(yī)療單位，尤其是為數(shù)眾多的中小醫(yī)院的首選。永磁型MRI系統(tǒng)不僅采購和維護(hù)費(fèi)用低，而且由于工藝的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得永磁型M

2、RI系統(tǒng)搭載的成像技術(shù)種類更加豐富。而開放式的結(jié)構(gòu)則消除了部分患者因幽閉恐懼癥而帶來的不適，同時(shí)為實(shí)時(shí)觀察下的介入性操作提供了可能。作為核心部件的譜儀，國內(nèi)仍然依賴于進(jìn)口，而譜儀的國產(chǎn)化對(duì)于MRI系統(tǒng)的普及和我國醫(yī)療衛(wèi)生水平的提升具有重要意義。為此，本文立足于國內(nèi)的需求現(xiàn)狀，針對(duì)開放式永磁型MRI系統(tǒng)的譜儀應(yīng)用軟件展開研究。
　　全文內(nèi)容安排如下：
　　1、譜儀系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。簡要介紹了系統(tǒng)的硬件組成和功能。譜儀主要由中央控

3、制單元及各個(gè)控制器組成，分別為網(wǎng)絡(luò)接口控制器、射頻發(fā)射控制器、射頻接收控制器、梯度發(fā)生器以及脈沖序列控制器。中央控制單元采用FPGA作為核心控制元件，同時(shí)，也兼任脈沖序列控制器，以通過數(shù)字門控觸發(fā)方式，向射頻和梯度控制器提供觸發(fā)信號(hào)。
　　2、譜儀的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先，對(duì)開放式永磁型譜儀軟件系統(tǒng)的需求予以分析，爾后提出設(shè)計(jì)目標(biāo)和系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。其次，詳細(xì)介紹了軟件系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能及其設(shè)計(jì)方案。MRI具有多參數(shù)、多平面、多表現(xiàn)手法

4、的特點(diǎn)，因此生成的圖像所反映的內(nèi)容非常豐富。結(jié)合這一特點(diǎn)，在軟件系統(tǒng)中充分而靈活地提供相應(yīng)的功能，能夠提高病變檢出率，也為MRI檢查帶來方便。本文立足于廣大中小用戶的日常常規(guī)檢查需求，設(shè)計(jì)了脈沖序列管理模塊、K空間數(shù)據(jù)管理模塊、譜儀操控模塊及通信模塊這四個(gè)核心模塊。在軟件系統(tǒng)的功能上，對(duì)于掃描序列的編寫和成像區(qū)域及位置的調(diào)整進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。脈沖序列管理模塊和K空間數(shù)據(jù)管理模塊放在單獨(dú)的章節(jié)中介紹。脈沖序列既可直接調(diào)用，并根據(jù)成像需要調(diào)整參

5、數(shù)，亦可通過文本編輯和圖形化編輯的方式自定義。文本編輯是以C++語言編寫，同時(shí)基于靜態(tài)工廠模式以提高序列類的封裝性。K空間數(shù)據(jù)管理模塊則會(huì)根據(jù)掃描序列的種類，采取不同的K空間填充方式，主要分為笛卡爾坐標(biāo)和非笛卡爾坐標(biāo)方式兩大類。譜儀通信模塊用于主計(jì)算機(jī)和譜儀之間數(shù)據(jù)的交互，包括生成特定脈沖序列的時(shí)序數(shù)據(jù)和掃描后采集到的K空間原始數(shù)據(jù)。譜儀操控模塊則是主計(jì)算機(jī)對(duì)譜儀運(yùn)行狀態(tài)的控制，例如開始或停止掃描等。
　　3、軟件功能的測(cè)試。對(duì)于