mri射频子系统监测板的设计与实现

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1、■0F●，f，、I●-▲．J东北大学硕士学位论文摘要MRI射频子系统监测板的设计与实现摘要核磁共振成像(MRI，MagneticResonanceImaging)系统的开发始于1980年前后，目自订已成为现代医学影像领域中最先进、最昂贵的诊断设备之一。射频子系统是磁共振成像系统的重要模块，它肩负着射频信号的发送和接收的任务。设计中的监测板对射频子系统功能的实现起到了至关重要的作用。本论文旨在研究实现监测板的主要功能，包括：射频线圈的识别、射频线圈的温度测量和过温检测、CAN(ControllerAreaNetwork)总线通信的实现，进一步提

2、升系统的可靠性和电磁兼容性能。本设计以M刚的射频子系统为背景，研究并实现了射频子系统的监测板。在设计中，主要研究内容如下：分析了CAN2．0总线通信协议，实现了CAN总线通信；研究了有限状念机(FSM)的软件实现方法，并在此基础上实现单总线的通信；分析了热电阻的温阻曲线特性，实现了对热电阻的温阻曲线的线性拟合；分析和改进了PTl00(铂热电阻)测温电路的结构，使用四线制测温电路的结构，提高了温度测量准确度；分析了数字电位器工作原理，在此基础上实现了可编程温度上限的过温检测；对子模块电路仿真和单片机仿真方法进行探索，最终使用基于Multisim

3、和Proteus的仿真方法，验证了设计方案和程序正确性；整合了各个子模块的电路，最终完成监测板的PCB板设计，焊接和调试；设计系统软件的结构，完成系统软件的编写。测试实验表明本文工作达到了设计要求，并提升了系统的可靠性和EMC性能。关键词：核磁共振成像系统；分段线性拟合；CAN总线通信；有限状态机；单总线通信t一．●．≮；f，东北大学硕士学位论文AbstractDesignandCompletionofMonitoringBoardinMRJ’SRFSubsystemAbstractSinceMRI(MagneticResonanceImag

4、ing)systemdevelopmentbeganinthe1980s，MRIbecomeoneofthemostexpensiveandmostadvanceddiagnosticequipmentsinthefieldofmodemmedicalimage．AsoneofthemostimportantmoduleinMRIsystem，RFsubsystemperformsthetasktosendoutandreceiveRFsignal．MonitoringboardisimportantforRFsubsystemtoreali

5、zeitsfunctions．Inthispaper,themainworkistostudytheachievementofmonitoringboard’Sthefollowingfunctions．Firstly,recognizingtheRFcoils．Secondly,measuringthetemperatureandoverheatingstateofRFcoils．Thirdly,realizingCAN(ControllerAreaNetwork)buscommunication．Finally,enhancingsyst

6、em’SreliabilityandEMC’Sperformance．ThemonitoringboardinMRI’SRFsubsystemisdesignedandcompleted．Inthisdesign，themaincontentsareasfollows．ItanalyzesCAN2．0communicationprotocolandrealizescommunicationbasedonCANbus．Itresearchesthewaytorealizefinitestatemachine(FSM)bysoftwareanda

7、chievementone-wirecommunicationonthisbasis．Itstudiestherelationofhotresistor’Sresistanceandtemperature，andfitstherelationwithlinearitycurve．ItanalyzesthestructureoftemperaturemeasurementcircuitbasedonPT100(ahotresistor)，andUSeS4-wiretemperaturemeasurementcircuittoimprovethe

8、design．Afteranalyzedthestructureofdigitalpotentiometer,itrealizesthecompletionofov