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A standalone and cost-effective MR-compatible computer numerical control machine for simultaneous, multi-parameter mapping
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PRE
AI
DOI：10.1088/1361-6501/adbb09.png)
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摘要
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测量磁体孔内的磁场强度和温度等参数，对于表征系统以及利用该信息进行下游图像质量改进或确定安全阈值具有重要意义。目前有多种商业测量系统可用于实现此目标。然而，这些系统通常价格昂贵，采用专有硬件和软件，并且针对特定应用的调整既困难甚至不可能实现。在本工作中，我们设计、构建并测试了一种简单的、MR兼容的3D运动机器人及传感器支架，作为独立系统使用树莓派和16通道ADC扩展板。该设计成本低于1200美元，由广泛可获得的组件组装而成，工作容积为397×398×310 mm³。我们通过多轮试验和不同几何条件，以47 mT扫描仪和六英寸宽盘状磁体为例，演示了该机器人的3D场映射功能。我们同时采集了1个磁通密度传感器和3个温度探头的映射数据。我们发现测量结果具有高度可重复性，多次实验的空间和时间测量中平均变异系数的最大值小于3.5%。我们对机器人的空间精度、声学噪声和振动进行了表征，发现其具备0.5 mm的空间分辨率，噪声低于75 dB，探头移动期间振动小于1 m s⁻²。
Keyword:
multi-parameter mapping
open-source robotics
standalone system for spatial mapping
accessible magnetic resonance imaging