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磁共振成像谱仪是磁共振成像系统的核心设备,其主要负责射频信号的发射、接收和梯度波形的产生,是成像序列运行与实现的平台。其中的射频接收模块负责MR信号的接收和解调处理,对于信噪比有着直接的影响。 本文针对提高MRI谱仪的信噪比这一目标,主要对MRI谱仪中射频接收单元进行设计与改进,在单片FPGA内实现一个多通道MR信号射频接收模块,可在模块内完成八通道数字正交解调、抽取滤波,并具备丰富的滤波器组,适合MRI中不同的成像带宽,实验证明该模块具有良好的性能,相比上一代使用DSP器件的数字接收模块可以有效提高信噪比,提高图像质量。结合这一数字接收模块,本研究中还实现了一种基于参考相位进行相位同步的方法,以及针对有限字长效应对数字处理中量化字长进行改进、针对时钟抖动对时钟链路进行优化,并通过实验证明这些改进对信噪比的提高和成像质量的改进具有良好的效果。 本文还提出了一种利用动态接收增益提高MRI图像信噪比的方法。通过在MR信号采集过程中动态地调整接收增益,放大K空间高频部分的小信号,在重建图像前采用双精度浮点运算对增益还原并对相位信息进行校正,从而有效地减小量化噪声,最终得到信噪比提高的重建图像。该方法相较已有方法不需增加ADC或非线性压缩电路等硬件,成本相对较低,且可实现在单次扫描中动态控制接收增益,无需多次扫描图像。增益配置过程简单方便,可实现灵活的动态增益设置。实验结果显示这一方法有效地实现了对信号接收增益的动态控制,能够有效提高K空间高频小信号的幅度。成像对比实验的结果证明采用动态增益接收相比固定增益可以有效抑制量化噪声,提高信噪比,从而很好地改善图像质量。