多通道数字化谱仪设计

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2、导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；刮誤日期年？月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可ｙ

3、ｊｉ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）Ａ言或作者签名：导师签名：日期：Ｗ［年ｒ月日分类号密级注1UDC学位论文多通道数字化谱仪设计（题名和副题名）刘颖（作者姓名）指导教师陈武凡教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业模式识别与智能系统提交论文日期2015-5-12论文答辩日期2015-5-19学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月27日答辩委员会主席评阅人

4、注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THEDESIGNOFMULTICHANNELDIGITALSPECTROMETERAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:PatternRecognitionandIntelligentSystemsAuthor:YingLiuAdvisor:WufanChenSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要谱仪是磁共振成像（Ma

5、gneticResonanceImaging，MRI）系统的一个核心部件。谱仪的主要功能是根据成像脉冲序列的要求，以特定的时序产生射频和梯度脉冲，接收和处理磁共振信号，完成MRI序列的扫描。谱仪的性能将直接影响着MRI系统成像的质量。目前我国MRI生产厂家的谱仪设备主要依赖进口。因此，进行谱仪的自主研究和设计对提高我国MRI系统的技术水平具有重要意义。本文在分析了谱仪系统需求的基础上，完成了MRI谱仪系统的总体方案设计和关键模块的软硬件设计，并通过仿真实验验证了该方案的可行性，本文的主要工作内容如下：1、介绍了谱仪在磁共

6、振成像系统中的作用和主要结构。根据谱仪的功能，将其划分为谱仪控制软件、扫描控制器、梯度发生器、射频发生器、射频接收器等模块。根据这些模块的特点，选取ARM、FPGA、DSP、ADC、DAC等IC芯片作为各个模块的核心芯片，完成了谱仪总体方案的设计。2、分析了多通道数字化谱仪硬件系统的功能，根据其性能要求提出了硬件系统的设计方案。包括微处理器ARM芯片的选择与Linux系统的选择、微处理器Linux系统的搭建、脉冲序列控制器的设计、梯度波形发生器的设计、射频发生器与射频接收器的设计。通过在微处理器ARM上嵌入Linux系统

7、，使得谱仪的软件系统与序列硬件实现分离。并基于ARM外接存储的特点与FPGA构造双端RAM的方式实现了数据传输，并在此基础上完成了多通道的设计。3、分析了谱仪软件系统的功能，并根据其功能需求完成了各模块设计，包括病人管理业务模块、脉冲序列扫描控制与参数设置模块、系统设置模块、谱仪控制软件与谱仪硬件系统的通信模块。该软件系统采用C/S结构和C#.NET语言在VS2010上进行程序编写，并采用SQLServer2005作为系统的数据库，实现了成像扫描序列的发送以及磁共振数据的接收。4、经过反复的实验与调试，本文最终完成了谱仪

8、部分功能的制作。实现了谱仪的基本扫描流程，即在谱仪软件系统上选取脉冲序列，谱仪软件系统通过网络把脉冲序列传送给微处理器ARM，在ARM上对序列进行解析后传送给脉冲序列控制器驱动梯度芯片产生梯度信号，最后把序列已经完成扫描的状态通过ARM传送回谱仪软件系统。关键词：核磁共振，谱仪，脉冲序列，梯度发生，多通道IABSTR