谱仪是磁共振成像（MRI）系统的核心物理平台，负责运行成像脉冲序列、生成射频与梯度信号，并对磁共振信号进行接收处理。其性能直接影响成像质量，近年来射频通道数量已发展至8至64通道，结合并行成像技术可缩短扫描时间并提升分辨率。北京大学实验室正在开展全数字化光纤磁共振谱仪研究，实现多通道并行传输与高速数据处理，为国产超高场设备提供技术支撑。该设备由准直管、色散系统和记录系统组成，属于精密仪器在医学影像领域的具体应用形态。

谱仪作为MRI系统的控制中枢，主要承担三大功能：

执行预设的脉冲序列指令，精确控制梯度磁场与射频脉冲的时序

生成射频激发信号与空间编码所需的梯度波形

接收线圈采集的磁共振原始信号并进行预处理

其数字化处理架构能有效消除模拟电路噪声干扰，射频通道数量提升至8至64通道，并结合并行成像技术缩短扫描时间、提高图像质量。

磁共振谱仪技术呈现出以下发展趋势：

射频通道数量从单通道发展到主流8至64通道，部分研究型设备达到64通道

并行采集技术（如SENSE、GRAPPA）的应用使扫描速度提升

全数字化架构逐步替代传统混合电路，数据传输速率显著提升

北京大学研发的全数字化谱仪平台已实现至少8个并行发射通道与32个并行接收通道：

8个独立控制的射频发射通道

8至64个并行接收通道同步采集

典型医用谱仪包含三大硬件模块：准直管、色散系统和记录系统。

射频子系统：包含频率合成器、功放模块及接收链路，工作频率范围覆盖0.1-500MHz

数据处理单元：采用FPGA+GPU异构计算架构，实现多源发射、高速数据处理、实时成像等方向，旨在为国产超高场MRI系统提供技术支撑

软件系统划分为用户界面层、脉冲序列解释器和底层驱动库，通过Windows平台实现人机交互与硬件控制。

在超高场（7T以上）MRI系统研发中，谱仪技术面临以下突破点：

多通道射频发射的相位同步精度需达到0.1度

当前研究重点包括：

模块化设计优化系统可靠性并降低硬件复杂度