[发明专利]具有可调数字预加重的磁共振梯度波形产生系统及方法

权利要求书

1.一种具有可调数字预加重的磁共振梯度波形产生系统，其特征在于：具有FPGA和三维数模转换器，其中，FPGA接收磁共振扫描序列编译器发送来的与梯度相关的消息队列，并对这些消息队列进行处理，形成能够满足线性变化的、斜坡步数可任意设置的、能够对梯度涡流效应进行有效补偿的三维梯度脉冲数字波形信号；上述三维梯度脉冲数字波形信号经过三维数模转换器生成三维梯度脉冲模拟波形信号，用于为被测体的每个体素提供空间定位的三维梯度场。

2.按权利要求1所述的具有可调数字预加重的磁共振梯度波形产生系统，其特征在于：所述FPGA包括消息接收器、消息传递通道、梯度事件识别器、梯度事件并行处理器、梯度波形数据源选择器、数据传输通道、梯度波形合成器、I/O状态控制与梯度波形数据提取器以及状态信息缓存器，其中：

消息接收器，由消息缓存器和消息传输通道组成，用于接收和缓存来自磁共振扫描序列编译器发送来的与梯度事件相关的消息队列，经过消息传输通道，将所接收到的含有上述消息的消息队列送入梯度事件识别器；

梯度事件识别器，根据消息接收器输出的消息队列中的梯度事件标签属性，从消息队列中识别出梯度事件的不同属性，并将相应的梯度事件标签(Tag)的属性内容送入梯度事件并行处理器；

梯度事件并行处理器，并行地执行由梯度事件识别器识别出的不同属性梯度事件；并根据事件的不同属性，进行状态标识设定操作和执行数学计算操作，并将计算得到特征数据缓存到对应的梯度波形特征数据存储器中；

梯度波形数据源选择器，根据扫描序列对梯度脉冲波形的需要，从梯度事件并行处理器对应的梯度波形特征数据存储器中输出的梯度斜坡波形特征数据、具有预加重的梯度斜坡波形特征数据以及具有预加重的梯度指数波形特征数据中，选出梯度波形所需要的特性波形数据，经数据传输通道，送入梯度波形合成器中；

梯度波形合成器，由数据传输通道和梯度波形数据池构成，按照来自消息接收器中的梯度波形控制指令，将梯度波形数据源选择器所选定出的梯度波形特征数据，填充到用于三维数模转换器输出的梯度波形数据列表中，形成梯度波形数据池；

I/O状态控制与梯度波形数据提取器，用于监视外部设备的工作状态，并从梯度波形数据池中取出欲输出的三维梯度波形数据，实时送入三维数模转换器，得到可为上述外部设备提供三维梯度场的梯度脉冲波形信号。

3.一种具有可调数字预加重的磁共振梯度波形产生方法，其特征在于包括以下步骤：

接收磁共振扫描序列编译器发送来的与梯度相关的消息队列；

对上述消息队列进行梯度事件属性识别，得到不同梯度事件属性；

根据上述不同的梯度事件属性执行相应的处理操作，得到具有可调数字预加重的梯度波形数据；

根据上述梯度波形数据产生梯度波形。

4.按权利要求3所述的具有可调数字预加重的磁共振梯度波形产生方法，其特征在于：所述消息队列包括消息源地址、消息目的地址、事件标签属性以及事件标签属性内容，其中事件标签属性包括：初始化事件、开始事件、间隔事件、斜坡事件、结束事件、中止事件以及辅助事件；事件标签属性内容对于开始事件、结束事件、中止事件和辅助事件的作用是设置斜坡和预加重相关的标识，开始事件、结束事件、中止事件和辅助事件的属性内容为空；对于初始化事件、间隔事件以及斜坡事件，其属性内容应包含各自将要执行的特定事件参数，其中初始化事件的事件标签属性内容包括各通道的初始值、梯度标识符、用于计算各通道的斜坡比例参数列表、预加重开启标识符以及用于无限冲击响应滤波器的幅度参数a和时间参数b的参数列表；间隔事件的事件标签属性内容包括持续时间长度、事件的重复次数以及额外时间；斜坡事件的事件标签属性内容包括事件的步数、每步的时间长度、事件执行完毕后各通道的幅值表、各通道的斜坡比例参数在列表中的位置索引指针以及事件类型。

5.按权利要求4所述的具有可调数字预加重的磁共振梯度波形产生方法，其特征在于：所述初始化事件的处理需要相续完成如下操作：

各通道先前幅值被初始化为通道初始幅值；建立用于斜坡计算的通道参数表；设置预加重开启标识；缓存用于计算无限冲击响应滤波器的幅度系数a和时间系数b的参数列表；根据此参数列表计算用于预加重操作的幅度系数a和时间系数b，计算结果缓存于数据存储器中；将无限冲击响应滤波器输出的预加重值g初始化为0。