基于高性能ADC构建新型磁共振成像收发架构

简介：
本研究提出了一种创新的磁共振成像（MRI）系统收发架构，采用高性能模数转换器(ADC)，显著提升了信号接收灵敏度和发射精度，为高分辨率医学影像技术的发展提供了新的解决方案。 磁共振成像（MRI）是一种无创、非侵入性的医学成像技术，它利用氢原子核在强磁场中的自旋特性，通过射频（RF）脉冲激发并检测信号来生成人体组织的高分辨率图像。本段落重点探讨了如何利用高性能模数转换器（ADC）改进MRI系统的发送和接收架构以提升图像质量和加快成像速度。 静态磁场是MRI系统的关键部分，用于定向排列氢原子核。超导磁铁通常用来产生高强度磁场（如1.5T或更高），因其能提供更均匀且稳定的场强而被广泛使用。这些磁铁需要在极低温度下运行，并常用液氦冷却以维持其性能。匀场线圈则进一步确保了磁场的均匀性。 梯度磁场用于定位，通过在x、y和z三个方向上产生变化的磁场来关联原子核共振频率与空间位置。调整梯度磁场强度及RF脉冲频率可以精确控制激发区域的位置，从而获取特定位置的信息。为了实现高精度快速成像，这些线圈需要具备高速切换能力，并能承受大电流高压同时保持低噪声。 高性能ADC的应用主要体现在接收信号的数字化过程中。通过提高系统对微弱射频信号检测能力和减少噪音影响来提升图像质量；此外，还提高了不同组织时间常数分辨力，这是区分人体内部各种组织的关键因素之一。 发送部分中，MRI系统需生成精确控制的RF脉冲以激发氢原子核。高性能ADC增强了RF信号生成与控制能力，确保了脉冲准确性和可重复性，并支持更快扫描速率从而缩短患者检查时间。 通过利用高性能ADC优化新的MRI发送接收架构来改进信号处理流程、增加图像分辨率减少噪声加快成像速度以及增强对不同组织特性的识别能力。这些改进不仅有助于临床诊断也能为科学研究提供更精确详细的医学信息，更好地服务于医疗专业人士和病人。