MRI梯度预加重模块的分时复用设计

doi:10.11938/cjmr20182638

波谱学杂志 ›› 2018, Vol. 35 ›› Issue (4): 465-474.doi: 10.11938/cjmr20182638

MRI梯度预加重模块的分时复用设计

黄朝晖^1,2, 张志¹, 陈黎¹, 陈俊飞^1,2, 张震^1,2, 陈方¹, 刘朝阳¹

1. 波谱与原子分子物理国家重点实验室, 武汉磁共振中心, 中国科学院生物磁共振分析重点实验室(中国科学院武汉物理与数学研究所), 湖北武汉 430071;
2. 中国科学院大学, 北京 100049

收稿日期:2018-04-19 出版日期:2018-12-05 发布日期:2018-05-18
通讯作者: 刘朝阳,Tel:027-87199686,E-mail:chyliu@wipm.ac.cn. E-mail:chyliu@wipm.ac.cn
基金资助:
国家重大科研装备研制项目（ZDYZ2010-2）；国家重大科研仪器研制项目（81627901）；国家自然科学基金青年科学基金资助项目（11705274）；中国科学院科研装备研制项目（YZ201677，YZ201551）.

A Time-Division Multiplexing Design for Gradient Preemphasis Module in Magnetic Resonance Imaging Scanner

HUANG Zhao-hui^1,2, ZHANG Zhi¹, CHEN Li¹, CHEN Jun-fei^1,2, ZHANG Zhen^1,2, CHEN Fang¹, LIU Chao-yang¹

1. State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, National Center for Magnetic Resonance in Wuhan, CAS Key Laboratory of Bio-Magnetic Resonance Analysis(Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Chinese Academy of Sciences), Wuhan 430071, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2018-04-19 Online:2018-12-05 Published:2018-05-18

摘要/Abstract

摘要： 为获得更优的成像质量和更快的成像速度，磁共振成像（MRI）系统的梯度预加重模块需要具有更多的补偿通道和调节参数，常规预加重模块的设计方案使现场可编程门阵列（FPGA）面临巨大的资源消耗.为解决高性能梯度预加重模块的资源消耗大的问题，本文提出了一种基于分时复用技术的梯度预加重实现方案，以常规方案1/44的资源实现了11通道×4组参数的梯度预加重模块.将该模块用于0.35 T MRI系统，测试了补偿前后的涡流曲线和磁共振图像，结果表明该模块有效降低了系统的涡流，减小了磁共振图像中的涡流伪影.

关键词: 磁共振成像(MRI), 现场可编程门阵列(FPGA), 梯度预加重, 分时复用

Abstract: In magnetic resonance imaging (MRI), a gradient preemphasis module with more compensation channels and adjustable parameters is often desired for better imaging quality and faster imaging speed. With the conventional design, however, a high performance preemphasis module often requires high resource consumption such that the field programmable gate array (FPGA) may encounter huge resource overhead. In this study, a new gradient preemphasis implementation scheme based on time-division multiplexing was proposed. With the new design, an 11 channels×4 sets of parameters implementation could be achieved with only 1/44 of the resources required by the conventional scheme. To test the performance of the new implementation, eddy current curves and magnetic resonance images before and after preemphasis compensation were measured on a 0.35 T scanner and compared. The results demonstrated that the module could effectively reduce eddy currents and related artifacts on the images.

Key words: magnetic resonance imaging (MRI), field programmable gate array (FPGA), gradient preemphasis, time-division multiplexing

中图分类号:

O482.53

黄朝晖, 张志, 陈黎, 陈俊飞, 张震, 陈方, 刘朝阳. MRI梯度预加重模块的分时复用设计[J]. 波谱学杂志, 2018, 35(4): 465-474.

HUANG Zhao-hui, ZHANG Zhi, CHEN Li, CHEN Jun-fei, ZHANG Zhen, CHEN Fang, LIU Chao-yang. A Time-Division Multiplexing Design for Gradient Preemphasis Module in Magnetic Resonance Imaging Scanner[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2018, 35(4): 465-474.

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