【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超高场磁共振成像，具体涉及一种超高场磁共振成像设备及应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统。
技术介绍
1、梯度模块作为磁共振成像系统中的关键部分，其主要功能是在横轴、纵轴和竖轴三个方向上产生线性变化的磁场，该磁场会叠加到主磁场上，根据磁场与目标原子核的共振频率关系来对检测目标进行空间定位。不同方向的梯度磁场可以分别用于层面选择以及频率编码和相位编码，以便根据样品的空间位置信息将磁共振信号重建为可视的图像，梯度模块的性能将直接决定磁共振图像的质量，高场磁共振系统能够有效提高磁共振图像的分辨率和信噪比，但是同时也需要梯度模块具有更高的性能，例如更强的梯度磁场和更快的切换速率，来实现高质量快速磁共振成像。而且，根据毕奥-萨伐尔定律和楞次定律可知，快速变化的高强度梯度磁场将在磁体周围的导体中感应出涡流并破坏原本的梯度磁场，使得净梯度波形产生畸变，从而影响磁共振信号的相位，导致图像出现伪影。
2、现有研究对核磁共振成像系统的梯度模块提出了多种优化方式。例如使用光纤传输来代替同轴线传输以消除梯度模块与放大器之间串扰的方法，这种优化方式是通过使用光纤连接梯度计算模块和梯度传输模块，先将电信号转换为光信号传输，再将光信号转换为电信号输出，然而在高场情况下，需要梯度模块频繁的进行光电转换，所产生的梯度磁场无法满足高切换率要求，使得磁共振成像的质量不能得到保证，影响输出梯度波形的准确性。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本申请提供一种应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，包括序
2、第一方面，本申请实施例提供了一种应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，包括：序列控制模块和梯度计算模块；所述序列控制模块与所述梯度计算模块通过串行总线连接；所述梯度计算模块包括随机存取存储器和可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件包括第一数据转换模块、多个梯度预增强涡流补偿模块以及第二数据转换模块；所述序列控制模块的输出端分别与所述随机存取存储器和所述第一数据转换模块的输入端通过串行总线连接；所述随机存取存储器的输出端与所述第一数据转换模块的输入端通过串行总线连接；所述第一数据转换模块、多个所述梯度预增强涡流补偿模块以及所述第二数据转换模块通过串行总线连接；多个所述梯度预增强涡流补偿模块之间通过并行总线连接。
3、作为优选地，所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统还包括梯度输出模块；所述梯度计算模块和所述梯度输出模块分别安装在两个不同的电路板上，并通过串行总线连接。
4、作为优选地，所述第一数据转换模块包括数据存储读取单元、增益控制单元以及梯度数据变换单元；所述数据存储读取单元的输入端与所述随机存取存储器的输出端连接；所述增益控制单元的输入端与所述数据存储读取单元的输出端连接；所述梯度数据变换单元的输入端与所述增益控制单元的输出端连接。
5、作为优选地，第一梯度预增强涡流补偿模块的输入端与所述梯度变换单元的输出端连接，其中，所述第一梯度预增强涡流补偿模块为多个所述梯度预增强涡流补偿模块中的任意一个。
6、作为优选地，所述第二数据转换模块包括直流偏置单元和并串数据转换单元；所述直流偏置单元的输入端与所述第一梯度预增强涡流补偿模块的输出端连接；所述并串数据转换单元的输入端与所述直流偏置单元的输出端连接。
7、作为优选地，所述梯度输出模块包括数模转换单元、电流电压转换单元以及信号调理与驱动单元；所述数模转换单元的输入端与所述并串数据转换单元的输出端连接；所述电流电压转换单元的输入端与所述数模转换单元的输出端连接；所述信号调理与驱动单元的输入端与所述电流电压转换单元的输出端连接。
8、作为优选地，所述数模转换单元包括数字模拟转换器和运算放大器；所述数字模拟转换器的输出端和所述运算放大器的输入端连接。
9、作为优选地，所述序列控制模块，用于将梯度信息传输到所述梯度计算模块，其中，所述梯度信息包括梯度波形数据、变换矩阵数据和预增强参数信息；所述梯度计算模块，用于基于从所述序列控制模块接收到的梯度信息，生成梯度波形串行数据。
10、作为优选地，所述梯度输出模块，用于将所述梯度计算模块生成的所述梯度波形串行数据转换为模拟梯度波形信号后驱动输出。
11、第二方面，本申请实施例提供了一种超高场磁共振成像设备，包括上述第一方面所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统。
12、本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
13、本申请实施例提供的一种应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，包括序列控制模块、梯度计算模块和梯度输出模块，序列控制模块依次与梯度计算模块、梯度输出模块通过串行总线连接，梯度计算模块包括随机存取存储器和可编程逻辑器件，可编程逻辑器件包括第一数据转换模块、多个梯度预增强涡流补偿模块以及第二数据转换模块，序列控制模块的输出端分别与随机存取存储器和第一数据转换模块的输入端通过串行总线连接，随机存取存储器的输出端与第一数据转换模块的输入端通过串行总线连接，第一数据转换模块、多个所述梯度预增强涡流补偿模块以及第二数据转换模块通过串行总线连接，多个梯度预增强涡流补偿模块之间通过并行总线连接，通过多个梯度预增强涡流补偿模块并行计算，能够有效地提高梯度磁场的计算速度，对多组涡流补偿参数进行实时计算，显著降低因梯度磁场快速切换所产生的涡流导致梯度磁场失真的问题，极大地降低了净梯度波形产生畸变的概率，减少由于净梯度波形影响磁共振信号的相位导致图像出现伪影的情况，显著提高磁共振成像的质量。
14、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变的明显，或通过本申请的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，包括：序列控制模块、梯度计算模块和梯度输出模块；
2.根据权利要求1所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述梯度计算模块和所述梯度输出模块分别安装在两个不同的电路板上。
3.根据权利要求1所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述第一数据转换模块包括数据存储读取单元、增益控制单元以及梯度数据变换单元；
4.根据权利要求3所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，第一梯度预增强涡流补偿模块的输入端与所述梯度变换单元的输出端连接，其中，所述第一梯度预增强涡流补偿模块为多个所述梯度预增强涡流补偿模块中的任意一个。
5.根据权利要求4所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述第二数据转换模块包括直流偏置单元和并串数据转换单元；
6.根据权利要求5所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述梯度输出模块包括数模转换单元、电流电压转换单元以及信号调理与驱动单元；
7.根据权利要求
8.根据权利要求1-7任一项所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述序列控制模块，用于将梯度信息传输到所述梯度计算模块，其中，所述梯度信息包括梯度波形数据、变换矩阵数据和预增强参数信息；
9.根据权利要求8所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述梯度输出模块，用于将所述梯度计算模块生成的所述梯度波形串行数据转换为模拟梯度波形信号后驱动输出。
10.一种超高场磁共振成像设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，包括：序列控制模块、梯度计算模块和梯度输出模块；
2.根据权利要求1所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述梯度计算模块和所述梯度输出模块分别安装在两个不同的电路板上。
3.根据权利要求1所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述第一数据转换模块包括数据存储读取单元、增益控制单元以及梯度数据变换单元；
4.根据权利要求3所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，第一梯度预增强涡流补偿模块的输入端与所述梯度变换单元的输出端连接，其中，所述第一梯度预增强涡流补偿模块为多个所述梯度预增强涡流补偿模块中的任意一个。
5.根据权利要求4所述的应用于超高场磁共振成像的梯度发生系统，其特征在于，所述第二数据转换模块包括直流偏置单元和并串数据转换单元；
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：王为民，杨刚，任秋实，刘金浩，王缪天，卢闫晔，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。