【虹科案例】虹科數(shù)字化儀和AWG在嬰兒核磁共振掃描儀中的應(yīng)用

虹科PC卡在嬰兒 MRI 中發(fā)揮關(guān)鍵作用

核磁共振掃描儀是一種關(guān)鍵的診斷工具，不僅又大又重，并且需要液氦冷卻。Neoscan Solutions 發(fā)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(yī)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(tài)的生病嬰兒。設(shè)計的關(guān)鍵是使用科的數(shù)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(jié)果。

當(dāng)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(shè)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(rèn)識到了這個問題，”德國 Neoscan Solutions 的創(chuàng)始人 Stefan Roell 解釋道?！皩雰簛碚f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(shè)備。因此，我們專門針對嬰兒設(shè)計了 MRI 掃描儀，中間的孔直徑只有 30 厘米，而非傳統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)門道。它僅重 2000 公斤，可放置在標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)。

創(chuàng)新之處

Neoscan 機器的技術(shù)和場強與當(dāng)前的掃描儀相同，因此不需要新的臨床研究來驗證。實現(xiàn)這一目標(biāo)公司進行了多項創(chuàng)新。首先，為了縮小尺寸，團隊必須開發(fā)一種可以在孔內(nèi)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的 1.5 特斯拉磁場的干磁體，但不需要液氦，這是由一個產(chǎn)生 2.5T 的內(nèi)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(nèi)部磁場以提供強大的主動磁屏蔽，因此在距離設(shè)備蓋約 1m 之外沒有雜散磁場。

圖3：虹科M4i.6620-x8

第二個創(chuàng)新是控制電子設(shè)備。當(dāng)前的 MRI 掃描儀通常需要三個由 MRI 制造商定制的電子設(shè)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(xiàn)。MRI 信號由M4i.6620-x8和M2p.6546-x4 AWG（任意波形發(fā)生器）生成，然后使用M2p.5968-x4數(shù)字化儀進行分析。該系統(tǒng)使用虹科的SCAPP軟件驅(qū)動程序，使具有 5000 個內(nèi)核的圖形處理器能夠執(zhí)行并行處理，而不是僅使用普通 CPU 的 8 或 16 個內(nèi)核。

亞納秒級精度

“作為一家初創(chuàng)公司，我們負(fù)擔(dān)不起制造專用硬件的費用，因此我們使用這種高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)卡路線，提供運行我們軟件的平臺，”Roell 博士補充道?！斑@意味著我們可以將我們的技能集中在軟件開發(fā)上，而且開發(fā)周期非?？?，因為我們知道硬件已經(jīng)過試驗和測試。這只能歸功于虹科板卡的設(shè)計質(zhì)量。對于 MRI，它必須在 64MHz 信號中存在相位相干，否則會產(chǎn)生抵消效應(yīng)，這意味著 AWG 和匹配的數(shù)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(yīng)商提供的板卡規(guī)格中確定這一點，因為這是一個相當(dāng)不尋常的細(xì)節(jié)規(guī)格。然而，無論是在板卡的規(guī)范方面，還是在實施過程中，虹科在幫助我們提供技術(shù)支持方面表現(xiàn)出色。我們的競爭對手需要數(shù)周時間才能實現(xiàn)，并且由于他們沒有了解項目的細(xì)節(jié)，因此定價過高?！?br />

Neoscan 很快將在德國的醫(yī)院安裝它的第一臺設(shè)備。帶有 CE 標(biāo)志的認(rèn)證過程在 2021 年底完成。Neoscan 的網(wǎng)站提供了以下更多信息：www.neoscan-solutions.com

Roell 博士總結(jié)說：“這種運行專門設(shè)計軟件的現(xiàn)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(chǎn)品制作。我認(rèn)為這是一個非常有效的解決方案，可以用于許多其他復(fù)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?！?/p>

虹科測試測量團隊

虹科是在各細(xì)分專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的資源整合及技術(shù)服務(wù)落地供應(yīng)商。在測試測量行業(yè)經(jīng)驗超過17年的高科技公司，虹科與世界知名的測量行業(yè)巨頭公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum, Raditeq等公司合作多年，提供領(lǐng)域內(nèi)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(tǒng)，通用臺式信號源設(shè)備，高速數(shù)字化儀，EMC和射頻測試方案等。事業(yè)部目前已經(jīng)提供覆蓋半導(dǎo)體、3C、汽車行業(yè)的超過25個大型和超大型自研系統(tǒng)項目。我們的解決方案已在汽車電子、半導(dǎo)體、通信、航空航天、軍工等多個行業(yè)得到驗證。此外，我們積極參與半導(dǎo)體、汽車測試等行業(yè)協(xié)會的工作，為推廣先進技術(shù)的普及做出了重要貢獻。至今，虹科已經(jīng)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(yè)內(nèi)用戶極好口碑。