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【虹科案例】虹科數字化儀和AWG在嬰兒核磁共振掃描儀中的應用

虹科測試測量 ? 2022-10-24 16:28 ? 次閱讀

虹科PC卡在嬰兒 MRI 中發揮關鍵作用

核磁共振掃描儀是一種關鍵的診斷工具,不僅又大又重,并且需要液氦冷卻。Neoscan Solutions 發明了一種體積更小、重量更輕的 MRI 掃描儀,可以直接放置在醫院的兒童病房中,以縮短運送病人的時間并且可以掃描處于睡眠狀態的生病嬰兒。設計的關鍵是使用科的數字化儀和 AWG,它們可以提供亞納秒的相干精度來生成掃描儀信號并捕獲結果。


當前的 MRI 掃描儀重約 8 噸,因此需要放置在可以承受重量的地板上,這意味著要么加固地板,要么將它們放置在地下室中,同時還需要大約40平方米放置掃描儀和所有的支持設備。初次之外,MRI還需要用特殊處理的液氦冷卻。

“多年來一直使用 MRI 掃描儀,我認識到了這個問題,”德國 Neoscan Solutions 的創始人 Stefan Roell 解釋道。“對嬰兒來說掃描有時是一個難以實施的事,不僅從病房到掃描儀的路程很長,而且嬰兒還需要不易攜帶的支持設備。因此,我們專門針對嬰兒設計了 MRI 掃描儀,中間的孔直徑只有 30 厘米,而非傳統的不是 60 厘米,掃描儀要小得多(170 厘米 x 150 厘米 x 110 厘米)并且可以通過標準門道。它僅重 2000 公斤,可放置在標準樓層,只需十平方米,即可直接安裝在兒童病房的備用房間內。

創新之處

Neoscan 機器的技術和場強與當前的掃描儀相同,因此不需要新的臨床研究來驗證。實現這一目標公司進行了多項創新。首先,為了縮小尺寸,團隊必須開發一種可以在孔內產生標準的 1.5 特斯拉磁場的干磁體,但不需要液氦,這是由一個產生 2.5T 的內部圓柱形磁體完成的。初次之外還有一個外部圓柱形磁體,該磁體抵消內部磁場以提供強大的主動磁屏蔽,因此在距離設備蓋約 1m 之外沒有雜散磁場。

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圖3:虹科M4i.6620-x8


第二個創新是控制電子設備。當前的 MRI 掃描儀通常需要三個由 MRI 制造商定制的電子設備大機架。Neoscan Solutions 采用了另一種方法,他們僅用一臺運行 Neoscan 軟件的 PC 和虹科的高端測量 PC 卡來實現。MRI 信號由M4i.6620-x8和M2p.6546-x4 AWG(任意波形發生器)生成,然后使用M2p.5968-x4數字化儀進行分析。該系統使用虹科的SCAPP軟件驅動程序,使具有 5000 個內核的圖形處理器能夠執行并行處理,而不是僅使用普通 CPU 的 8 或 16 個內核。

亞納秒級精度


“作為一家初創公司,我們負擔不起制造專用硬件的費用,因此我們使用這種高質量的標準卡路線,提供運行我們軟件的平臺,”Roell 博士補充道。“這意味著我們可以將我們的技能集中在軟件開發上,而且開發周期非常快,因為我們知道硬件已經過試驗和測試。這只能歸功于虹科板卡的設計質量。對于 MRI,它必須在 64MHz 信號中存在相位相干,否則會產生抵消效應,這意味著 AWG 和匹配的數字化儀必須具有亞納秒的相干精度,而虹科板卡可以做到這一點。在研究階段,我們很難從各個供應商提供的板卡規格中確定這一點,因為這是一個相當不尋常的細節規格。然而,無論是在板卡的規范方面,還是在實施過程中,虹科在幫助我們提供技術支持方面表現出色。我們的競爭對手需要數周時間才能實現,并且由于他們沒有了解項目的細節,因此定價過高。”


Neoscan 很快將在德國的醫院安裝它的第一臺設備。帶有 CE 標志的認證過程在 2021 年底完成。Neoscan 的網站提供了以下更多信息:www.neoscan-solutions.com

Roell 博士總結說:“這種運行專門設計軟件的現成硬件平臺對我們非常有幫助,它使我們能夠更快地完成產品制作。我認為這是一個非常有效的解決方案,可以用于許多其他復雜的機器,例如 CT 掃描儀和超聲波機器,特別是它可以通過更改軟件輕松嘗試和評估不同的方法。”

虹科測試測量團隊

虹科是在各細分專業技術領域內的資源整合及技術服務落地供應商。在測試測量行業經驗超過17年的高科技公司,虹科與世界知名的測量行業巨頭公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum, Raditeq等公司合作多年,提供領域內頂尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平臺的多種功能模塊,以及自動化測試軟件平臺和測試系統,通用臺式信號源設備,高速數字化儀,EMC射頻測試方案等。事業部目前已經提供覆蓋半導體、3C、汽車行業的超過25個大型和超大型自研系統項目。我們的解決方案已在汽車電子、半導體、通信、航空航天、軍工等多個行業得到驗證。此外,我們積極參與半導體、汽車測試等行業協會的工作,為推廣先進技術的普及做出了重要貢獻。至今,虹科已經先后為全國用戶提供了100+不同的解決方案和項目,并且獲得了行業內用戶極好口碑。

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