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核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是从分子水平上研究物理、化学和生物体系的结构和动力学性质的强有力的工具,广泛应用于科研、教育、生产、卫生及人类生活的其它领域。随着社会的进步,NMR发挥着越来越重要的作用。
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是NMR的重要应用。在现代医学中,MRI是最重要的非侵入性临床诊断手段之一。如何增强对比度是MRI技术发展的一个重要问题。研究发现,辐射阻尼(Radiation Damping,RD)场可利用来放大MRI成像中样品的细微差别,提高对比度。然而,对于大多数的成像仪,由于射频接收线圈的灵敏度和品质因子不够高且静磁场强度不够强,无法产生足够强的RD场。要提高RD场,可考虑在仪器系统中引入正反馈增强系统。实验证明,正反馈增强系统能够有效增强RD场,使组织间的细微差异能够明显区分,从而提高成像对比度。
本文根据核磁共振中的辐射阻尼原理,在分析辐射阻尼增强信号传输特性的基础上,采用ADS软件对辐射阻尼增强系统的信号通道进行了设计和仿真分析,以FPGA芯片为核心进行了系统控制模块的设计,并在仿真系统上实现了控制功能的验证。结果表明,本文所设计的辐射阻尼增强系统具有良好的信噪比和延时特性,且扩展性强,能够对增益及相位进行准确灵活的控制,为建立灵活可控的核磁共振辐射阻尼增强系统奠定了基础。