潘文宇，张富，罗海，周荷琴

中国科学技术大学自动化系，合肥，230027

磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）具有分辨率高、成像参数多、组织敏感性丰富、可任意层面断层成像和对人体无电离辐射等特点[1]，作为一种先进的医学成像方式被广泛用于临床诊断中。在MRI系统中，对成像物体的编码定位是由梯度子系统在空间中施加X、Y、Z三维线性梯度磁场来实现的。梯度子系统由梯度计算模块、数模转换模块、功率放大器和梯度线圈等组成。梯度计算是其中的关键模块，作用是根据用户设定的成像序列和参数，计算得到实际输出的梯度波形，它需要具备高速和高精度运算的能力，并能实现角度旋转变换、涡流补偿和匀场补偿等功能。因为梯度磁场的线性度与磁共振成像定位的精确度直接相关，定位不准会在图像中产生伪影，所以梯度计算模块设计的优劣对图像质量有着重要的影响。

早期的梯度计算模块由微处理器、数字乘法器和用于波形预加重的模拟电路组成[2]，由于在设计中使用了模拟器件，系统稳定性较差。近年来国内研究机构在梯度模块的研发上也取得了一定的进展，我们实验室曾提出一种用计算机进行梯度计算的方法[3]，在成像扫描前将序列中的全部梯度波形一次性计算完成，下载到梯度发生板卡的板载内存中，再经DAC输出到梯度放大器。这种方案实现了梯度计算的全数字化，简化了硬件设计，稳定性好，但对于板载内存的容量要求很高，且不利于参数的实时调整。……