【虹科案例】虹科数字化仪和AWG在婴儿核磁共振扫描仪中的应用

虹科PC卡在婴儿 MRI 中发挥关键作用

核磁共振扫描仪是一种关键的诊断工具，不仅又大又重，并且需要液氦冷却。Neoscan Solutions 发明了一种体积更小、重量更轻的 MRI 扫描仪，可以直接放置在医院的儿童病房中，以缩短运送病人的时间并且可以扫描处于睡眠状态的生病婴儿。设计的关键是使用科的数字化仪和 AWG，它们可以提供亚纳秒的相干精度来生成扫描仪信号并捕获结果。

当前的 MRI 扫描仪重约 8 吨，因此需要放置在可以承受重量的地板上，这意味着要么加固地板，要么将它们放置在地下室中，同时还需要大约40平方米放置扫描仪和所有的支持设备。初次之外，MRI还需要用特殊处理的液氦冷却。

“多年来一直使用 MRI 扫描仪，我认识到了这个问题，”德国 Neoscan Solutions 的创始人 Stefan Roell 解释道。“对婴儿来说扫描有时是一个难以实施的事，不仅从病房到扫描仪的路程很长，而且婴儿还需要不易携带的支持设备。因此，我们专门针对婴儿设计了 MRI 扫描仪，中间的孔直径只有 30 厘米，而非传统的不是 60 厘米，扫描仪要小得多（170 厘米 x 150 厘米 x 110 厘米）并且可以通过标准门道。它仅重 2000 公斤，可放置在标准楼层，只需十平方米，即可直接安装在儿童病房的备用房间内。

创新之处

Neoscan 机器的技术和场强与当前的扫描仪相同，因此不需要新的临床研究来验证。实现这一目标公司进行了多项创新。首先，为了缩小尺寸，团队必须开发一种可以在孔内产生标准的 1.5 特斯拉磁场的干磁体，但不需要液氦，这是由一个产生 2.5T 的内部圆柱形磁体完成的。初次之外还有一个外部圆柱形磁体，该磁体抵消内部磁场以提供强大的主动磁屏蔽，因此在距离设备盖约 1m 之外没有杂散磁场。

图3：虹科M4i.6620-x8

第二个创新是控制电子设备。当前的 MRI 扫描仪通常需要三个由 MRI 制造商定制的电子设备大机架。Neoscan Solutions 采用了另一种方法，他们仅用一台运行 Neoscan 软件的 PC 和虹科的高端测量 PC 卡来实现。MRI 信号由M4i.6620-x8和M2p.6546-x4 AWG（任意波形发生器）生成，然后使用M2p.5968-x4数字化仪进行分析。该系统使用虹科的SCAPP软件驱动程序，使具有 5000 个内核的图形处理器能够执行并行处理，而不是仅使用普通 CPU 的 8 或 16 个内核。

亚纳秒级精度

“作为一家初创公司，我们负担不起制造专用硬件的费用，因此我们使用这种高质量的标准卡路线，提供运行我们软件的平台，”Roell 博士补充道。“这意味着我们可以将我们的技能集中在软件开发上，而且开发周期非常快，因为我们知道硬件已经过试验和测试。这只能归功于虹科板卡的设计质量。对于 MRI，它必须在 64MHz 信号中存在相位相干，否则会产生抵消效应，这意味着 AWG 和匹配的数字化仪必须具有亚纳秒的相干精度，而虹科板卡可以做到这一点。在研究阶段，我们很难从各个供应商提供的板卡规格中确定这一点，因为这是一个相当不寻常的细节规格。然而，无论是在板卡的规范方面，还是在实施过程中，虹科在帮助我们提供技术支持方面表现出色。我们的竞争对手需要数周时间才能实现，并且由于他们没有了解项目的细节，因此定价过高。”

Neoscan 很快将在德国的医院安装它的第一台设备。带有 CE 标志的认证过程在 2021 年底完成。Neoscan 的网站提供了以下更多信息：www.neoscan-solutions.com

Roell 博士总结说：“这种运行专门设计软件的现成硬件平台对我们非常有帮助，它使我们能够更快地完成产品制作。我认为这是一个非常有效的解决方案，可以用于许多其他复杂的机器，例如 CT 扫描仪和超声波机器，特别是它可以通过更改软件轻松尝试和评估不同的方法。”

虹科测试测量团队

虹科是在各细分专业技术领域内的资源整合及技术服务落地供应商。在测试测量行业经验超过17年的高科技公司，虹科与世界知名的测量行业巨头公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum, Raditeq等公司合作多年，提供领域内顶尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平台的多种功能模块，以及自动化测试软件平台和测试系统，通用台式信号源设备，高速数字化仪，EMC和射频测试方案等。事业部目前已经提供覆盖半导体、3C、汽车行业的超过25个大型和超大型自研系统项目。我们的解决方案已在汽车电子、半导体、通信、航空航天、军工等多个行业得到验证。此外，我们积极参与半导体、汽车测试等行业协会的工作，为推广先进技术的普及做出了重要贡献。至今，虹科已经先后为全国用户提供了100+不同的解决方案和项目，并且获得了行业内用户极好口碑。