SQUID平面磁強(qiáng)計及基于SQUID的極低場MRI研究的開題報告

SQUID平面磁強(qiáng)計及基于SQUID的極低場MRI研究的開題報告開題報告一、研究內(nèi)容本研究旨在設(shè)計和制作一種平面磁強(qiáng)計，利用超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）實(shí)現(xiàn)對磁場的測量，并將其應(yīng)用于極低場MRI的研究。二、研究背景磁共振成像（MRI）是一種非常重要的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，在醫(yī)學(xué)診斷和科學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，MRI的主要設(shè)備使用強(qiáng)磁場作為信號源，然而強(qiáng)磁場會對人體造成一定危害，因此需要進(jìn)行更安全的磁場成像方法的研究。極低場MRI是一種在較低場強(qiáng)下實(shí)現(xiàn)MRI成像的方法。由于極低場MRI所使用的磁場強(qiáng)度較小，相比傳統(tǒng)MRI設(shè)備更加節(jié)能、綠色、環(huán)保。并且，相比于傳統(tǒng)MRI的成像準(zhǔn)確度，極低場MRI也有很大的發(fā)展空間。因此，極低場MRI已經(jīng)成為了一個研究熱點(diǎn)。平面磁強(qiáng)計是一種在磁場測量中應(yīng)用廣泛的常見設(shè)備。平面磁強(qiáng)計可以通過測量磁場強(qiáng)度和方向來進(jìn)行定位和成像，因此，平面磁強(qiáng)計成為了MRI等領(lǐng)域中必不可少的設(shè)備之一。目前，SQUID是測量磁場的主要方法之一，SQUID具有多通道模擬信號采集和數(shù)字信號處理的優(yōu)勢，可以對復(fù)雜的磁場信號進(jìn)行處理和分析。因此，本研究將設(shè)計和制作一種平面磁強(qiáng)計，利用SQUID技術(shù)測量磁場強(qiáng)度，并將其應(yīng)用于極低場MRI的研究。三、研究方法（1）平面磁強(qiáng)計的設(shè)計和制作本研究將研究平面磁強(qiáng)計的設(shè)計和制作過程。平面磁強(qiáng)計的主要部分包括磁敏元件和信號處理電路。在磁敏元件的選擇上，本研究將主要考慮SQUID。在信號處理電路的設(shè)計上，本研究將利用數(shù)字信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)SQUID信號的采集、處理和分析。（2）極低場MRI成像實(shí)驗本研究將應(yīng)用平面磁強(qiáng)計用于極低場MRI成像實(shí)驗。具體來說，本研究將設(shè)計實(shí)現(xiàn)一個極低場MRI成像系統(tǒng)，使用平面磁強(qiáng)計測量磁場強(qiáng)度，并對成像結(jié)果進(jìn)行分析和比較。四、研究意義本研究的成果將具有以下意義：（1）設(shè)計和制作一種新的平面磁強(qiáng)計，能夠?qū)Φ蛷?qiáng)度磁場進(jìn)行測量，具有更高的靈敏度和分辨率。（2）應(yīng)用平面磁強(qiáng)計于極低場MRI成像中，實(shí)現(xiàn)了對低場強(qiáng)下的磁共振成像，發(fā)掘了新的MRI成像方法，具有更廣闊的應(yīng)用前景。五、研究計劃預(yù)計本研究的計劃周期為一年，主要研究內(nèi)容和任務(wù)包括：（1）前期調(diào)研和文獻(xiàn)閱讀，了解國內(nèi)外平面磁強(qiáng)計和MRI的發(fā)展現(xiàn)狀及研究現(xiàn)狀。（2）平面磁強(qiáng)計的設(shè)計和制作，包括磁敏元件和信號處理電路的制作，以及實(shí)驗室的建設(shè)和購買所需設(shè)備和材料。（3）平面磁強(qiáng)計的性能測試和優(yōu)化，對平面磁強(qiáng)計的靈敏度和分辨率進(jìn)行測試和優(yōu)化。（4）極低場MRI成像實(shí)驗，建立極低場MRI成像系統(tǒng)，應(yīng)用平面磁強(qiáng)計進(jìn)行磁場測量，進(jìn)行低場強(qiáng)下的MRI成像實(shí)驗，并對成像結(jié)果進(jìn)行分析和比較。六、研究預(yù)期成果（1）開發(fā)出新型平面磁強(qiáng)計，測量靈敏度和分辨率得到較大提高；（2）建立極低場MRI成像系統(tǒng)，利用平面磁強(qiáng)計