[发明专利]一种核磁共振信号采集处理装置

说明书

本发明公开了一种核磁共振信号采集处理装置，该装置包括：电源模块、小信号采集处理模块、核心处理模块、数据存储模块、MCU控制模块及显示模块。本装置的前级信号采集模块实现模拟信号的接收，把包括对输入模拟信号进行放大、抗混叠带通滤波以及模数转换。数字信号进入核心处理模块进行处理，并配以控制模块协同处理；数据存储于DDR3。本发明具有针对性及普适性，为磁共振成像的数据接收处理提供了一个高性能的可行性平台，具有很大的现实意义。

技术领域

本发明涉及模拟信号处理、模拟-数字信号转换、FPGA设计、嵌入式系统领域,尤其涉及一种核磁共振信号采集处理装置。

背景技术

磁共振成像技巧凭仗其无侵入性、无创伤性和地面间分辨率的特色,逐渐成为临床医学诊断和生物医学研究中非常重要的工具之一,在其不断的发展中，对仪器技术也提出了越来越高的要求。

现有的磁共振信号采集装置对于输入信号的可接收范围小，对于原始信号的采集精准度低，相对于临床医学等需要高精度采集数据的应用场景难以达到其标准。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提出的一种核磁共振信号采集处理装置，实现了针对毫伏级到伏级范围的小信号的采集输入，增益调节范围高达60dB，步进精确到0.5dB。幅值被调节后的模拟信号通过模拟-数字转换后被传入FPGA进行进一步信号处理，最终得到所需磁共振信号数据。

本发明的目的是这样实现的：

一种核磁共振信号采集处理装置，特点在于该装置包括：电源模块、小信号采集处理模块、核心处理模块、数据存储模块、MCU控制模块及显示模块。所述电源模块与小信号采集处理模块、核心处理模块、数据存储模块、MCU控制模块及显示模块连接；所述核心处理模块与信小信号采集处理模块、数据存储模块及MCU控制模块连接。所述MCU控制模块与小信号采集处理模块、核心处理模块、及显示模块连接；其中，所述小信号采集处理模块包括第一级选通开关Ⅰ、第一级固定增益放大器、第一级选通开关Ⅱ、第二级选通开关Ⅰ、第二级固定增益放大器、第二级选通开关Ⅱ、带通滤波器、可变增益放大器及模拟-数字转换芯片，所述第一级固定增益放大器与第一级选通开关Ⅰ、第一级选通开关Ⅱ连接；所述第一级选通开关Ⅱ与第二级选通开关Ⅰ连接；第二级固定增益放大器与第二级选通开关Ⅰ、第二级选通开关Ⅱ连接；所述带通滤波器与第二级选通开关Ⅱ、可变增益放大器连接；所述模拟-数字转换芯片与可变增益放大器连接。

所述小信号采集处理模块中的固定增益放大器、可变增益放大器以及选通开关，三者级联使用，对输入信号进行幅度调节。

所述核心处理模块选用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA。

所述MCU控制模块选用STMicroelectronics公司的STM32F407芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明实现了针对毫伏级到伏级范围的小信号的采集输入，增益调节范围高达60dB，步进精确到0.5dB。

2）本发明实现了分辨率达到16bit模数转换，采样频率超过100MHz。大大提高了采样数据的精度。

3）本发明采用FPGA为核心处理器并配以STM32为MCU控制模块协处理，实现了更加友好、更加完备的信号处理模式。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明小信号采集处理模块结构框图；

图3为本发明信号处理流程；

图4为本发明实施例1中小信号采集处理模块结构框图；

图5为本发明实施例2中小信号采集处理模块结构框图；