[发明专利]提高质子磁旋进信号信噪比的系统及方法

权利要求书

1.提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，提高质子磁旋进信号信噪比的系统，如图1所示，包括动态核极化弱磁传感器、激励电路、调谐电路、放大电路、窄带滤波电路、比较电路、采集器、FPGA和控制器；

动态核极化传感器接收激励电路发出的激励信号，感应出FID信号，并传递给调谐电路；调谐电路对信号进行调谐后，传递给放大电路；放大电路对信号进行放大后，将其分别传递给窄带滤波电路、比较电路以及采集器；窄带滤波器对信号进行带通滤波后，将其传输给比较电路；比较电路对信号进行整形后，将其传递给FPGA进行后期信号处理；采集器与控制器连接，进行数据的采集与处理；控制器与激励电路连接，控制激励信号的开启与关闭；控制器与FPGA连接，对FID信号进行频率测量；控制器与窄带滤波器相连接，调整其窄带中心频率。

2.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，控制器用于通过驱动激励电路激励传感器内部溶液使传感器输出第一FID信号，激励完成后等待预设时间，驱动采集器采集所述第一FID信号，生成离散数据；根据所述离散数据构建空间矩阵，并采用PCA算法和SVD算法对所述空间矩阵分别进行主成分分离和奇异值分解以剔除噪声，获得重构数据；采用FFT算法处理所述重构数据，获取所述第一FID信号频谱中最大峰值电压对应的第一频率值；将所述传感器的电感值和所述第一频率值代入LC谐振公式求解第一电容值，并驱动调谐电路将与所述传感器并联的调谐电容的容值由零切换为所述第一电容值；

其还用于再次驱动激励电路激励传感器内部溶液使传感器输出第二FID信号，激励完成后等待预设时间，驱动FPGA测量所述第二FID信号的第二频率值；将所述传感器的电感值和所述第二频率值代入LC谐振公式求解第二电容值，并驱动调谐电路将所述调谐电容的容值由所述第一电容值切换为所述第二电容值；

其还用于再次驱动激励电路激励传感器内部溶液使传感器输出第三FID信号；其还用于将所述窄带滤波电路的中心频率设置为所述第二频率值；其还用于驱动FPGA测量整形后的所述第三FID信号的第三频率值，并将所述第三频率值作为所述传感器探测到的FID信号的频率输出。

3.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，激励电路用于在控制器的驱动下激励传感器内部溶液使传感器输出第一FID信号；其还用于在所述控制器的驱动下激励传感器内部溶液使传感器输出第二FID信号；其还用于在所述控制器的驱动下激励传感器内部溶液使传感器输出第三FID信号。

4.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，调谐电路用于在控制器的驱动下将与所述传感器并联的调谐电容的容值由零切换为所述第一电容值；其还用于在所述控制器的驱动下将所述调谐电容的容值由所述第一电容值切换为所述第二电容值；其还用于在所述控制器的驱动下将所述调谐电容的容值由所述第二电容值切换为所述第三电容值。

5.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，放大电路用于激励完成后等待预设时间，将第一FID信号进行放大，用于所述采集器采集；其还用于激励完成后等待预设时间，将第二FID信号进行放大，用于比较电路整形；其还用于激励完成后等待预设时间，对所述第三FID信号进行放大，用于所述窄带滤波电路滤波；窄带滤波电路用于以第二频率值作为中心频率对放大后的第三FID信号进行滤波，用于比较电路整形。

6.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，比较电路用于将放大后的第二FID信号进行整形，用于FPGA测量；其还用于对滤波后的所述第三FID信号进行整形，用于所述FPGA测量。

7.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，FPGA用于在所述控制器的驱动下测量第二FID信号的第二频率值；其还用于测量整形后的第三FID信号的第三频率值。

8.根据权利要求1所述的提高质子磁旋进信号信噪比的系统，其特征在于，采集器用于在控制器的驱动下采集所述第一FID信号，生成离散数据。