專利名稱：一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用設(shè)備，具體涉及一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁共振成像譜儀是磁共振成像系統(tǒng)中的核心設(shè)備。其結(jié)構(gòu)直接決定了磁共振成像系統(tǒng)復(fù)雜度與成像質(zhì)量。國內(nèi)應(yīng)用較多的是英國MR SOLUTIONS公司的MR6000譜儀 (http //www. mrsolutions. co. uk/)，下面對其進(jìn)行簡要描述。1.譜儀接收系統(tǒng)該譜儀置于設(shè)備間內(nèi)，其接收采樣系統(tǒng)位于譜儀內(nèi)，一般，隨著接收通道的增加， 從磁體間引出的同軸電纜數(shù)量也會相應(yīng)增加，由于接收到的NMR信號電壓是自由衰減信號 (FID)的電壓的最大值，由式1給出，可見其與磁場強(qiáng)度強(qiáng)成正比關(guān)系。Vmax = ωχΑν XMxy χ ^( 1 )所以對于低場(場強(qiáng)小于0. 5特斯拉)而言，接收到的信號會非常微弱，約在微伏的數(shù)量級。從線圈感應(yīng)的FID信號需要一級低噪聲放大和二級增益放大之后才能通過同軸電纜送至MR6000譜儀接收端。為了滿足系統(tǒng)成像信噪比的要求，一級的低噪聲放大器必需滿足低噪聲系數(shù)的特性，一般小于ldB，這樣其增益一般不會很大，約^dB左右。為了讓譜儀端的模數(shù)轉(zhuǎn)換器能發(fā)揮其特性，二級增益放大至少約30dB。如此以來在低場系統(tǒng)中，增加接收通道不僅需要增加同軸電纜數(shù)量，還需要增加同樣數(shù)量的二級前置放大單元。如此以來系統(tǒng)成本增加的同時，大量的連接電纜及放大單元也會加大接收信號之間的干擾，致使成像系統(tǒng)的成像信噪比下降。對于高場(場強(qiáng)大于0. 5特斯拉)而言，雖然接收的NMR信號比低場系統(tǒng)強(qiáng)度大， 但由于隨著主場強(qiáng)度的增大，由Larmor公式O)，接收NMR信號的頻率會增大，例如3T場強(qiáng)系統(tǒng)，接收的信號中心頻率為127. 728MHz，一般，同軸電纜對高頻信號的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低頻信號，另外同軸電纜的接口處阻抗的不連續(xù)會加重這種衰減。所以在增加接收通道的同時， 線纜數(shù)量的增加，帶來的是接收NMR信號的高頻衰減，成像系統(tǒng)的成像信噪比下降。/ = ^ (2)
2πB0 靜磁場強(qiáng)度，Y 磁旋比，f 接收NMR信號頻率所以無論于低場系統(tǒng)還是高場系統(tǒng)，傳統(tǒng)磁共振成像譜儀，如上例中的MR6000，隨著接收通道的增加，系統(tǒng)成本增加的同時成像質(zhì)量下降。2.譜儀射頻發(fā)送系統(tǒng)傳統(tǒng)磁共振譜儀系統(tǒng)如，MR6000譜儀，射頻發(fā)送和其接收系統(tǒng)一樣，也是由譜儀通過同軸電纜連接至射頻功率放大器，另外還需要將射頻輸出開關(guān)信號通過同軸電纜連到射頻功率放大器上。這種控制方式一則譜儀和射頻功放沒有完全電氣隔離，二則譜儀處于被動地位，也即譜儀不能讀到功放的實(shí)際工作狀態(tài)，這對于系統(tǒng)的校準(zhǔn)及維護(hù)帶來很大的復(fù)雜度，不能實(shí)現(xiàn)對整個磁共振成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)，增加了維護(hù)成本。
3.譜儀的梯度發(fā)送系統(tǒng)傳統(tǒng)磁共振譜儀系統(tǒng)如，MR6000譜儀，梯度波形輸出由D型連接器差分輸出至梯度放大器，同樣存在的譜儀和梯度放大器的電氣不完全隔離的問題，另外，從譜儀送出的梯度波形的精確度直接影響著梯度放大器的輸出電流，但是由于受到連接線、器件分布參數(shù)的影響梯度放大器得到的梯度波形的精確度很難與譜儀輸出一致。另外對梯度放大器電流輸出級的精確調(diào)整很難應(yīng)用一些數(shù)字算法，這對梯度放大的設(shè)計帶來一定的難度。4.醫(yī)師操作臺傳統(tǒng)磁共振譜儀系統(tǒng)如，MR6000譜儀，與醫(yī)師操作臺是分離的，醫(yī)師操作對磁共振成像系統(tǒng)的操作需要一臺專用計算機(jī)與譜儀通過以太網(wǎng)或其他方式進(jìn)行。如此以來不但增大了醫(yī)師對譜儀的操作難度也使系統(tǒng)不穩(wěn)定性增加，同樣系統(tǒng)的成本也相應(yīng)增加。為了克服上述基于傳統(tǒng)譜磁共振成像系統(tǒng)的一系列缺點(diǎn)及不足，需要一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)來提高成像質(zhì)量及降低系統(tǒng)造價和維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足之處，本發(fā)明的目的在于提出一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，提高成像質(zhì)量、降低系統(tǒng)造價和維護(hù)成本。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，全數(shù)字化譜儀集成了專用計算機(jī)及與該專用計算機(jī)連接的數(shù)字化NMR信號接收單元，數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元，數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元和數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元；所述數(shù)字化NMR信號接收單元具有N個接收通道，每個接收通道連接接收前端單元中的一個接收前端模塊，發(fā)送數(shù)字控制信號到接收前端單元；所述接收前端模塊具有M 個接收模擬前端通道和一個對接收模擬前端通道傳送的信號進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理單元。所述數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元與數(shù)字射頻功率放大器連接，將數(shù)字化射頻激勵波形發(fā)送至數(shù)字射頻功率放大器，并通過數(shù)字射頻功率放大器的控制接口，控制并讀回功率放大后的輸出功率與數(shù)字射頻功率放大器的工作狀態(tài)；所述數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元與數(shù)字梯度放大器連接，將數(shù)字化梯度波形發(fā)送至數(shù)字梯度放大器，控制并讀回數(shù)字梯度放大器的輸出電流、發(fā)射功率與工作狀態(tài)；所述數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元與磁體管理及患者監(jiān)控前端連接，讀取磁體系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息和對患者的監(jiān)控信息。所述專用計算機(jī)集成醫(yī)師操作臺功能，操作醫(yī)師可提借助于連接于全數(shù)字化譜儀的顯示設(shè)備和鼠標(biāo)、鍵盤對系統(tǒng)近距離或遠(yuǎn)程操作。所述專用計算機(jī)運(yùn)行磁共振成像系統(tǒng)軟件。所述數(shù)字化NMR信號接收單元與接收前端單元、所述數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元與數(shù)字射頻功率放大器、所述數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元與數(shù)字梯度放大器、所述數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元與磁體管理及患者監(jiān)控前端均通過高速數(shù)字光纖、電纜或無線方式連接。所述接收前端模塊把從線圈耦合的NMR信號經(jīng)過阻抗匹配、低噪聲信號調(diào)理、可變增益及帶寬濾波，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為未處理的數(shù)字NMR信號，M路未處理的數(shù)字NMR信號匯總至一個數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)字信號處理。所述低噪聲信號調(diào)理包括對信號的限幅、放大和濾波處理。所述數(shù)據(jù)處理單元包括依次包括數(shù)字下變頻單元，可變帶寬濾波器和通道數(shù)據(jù)編碼器。所述接收前端模塊內(nèi)置于線圈內(nèi)部，或者通過同軸電纜連接至線圈外部。所述數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元通過總線接口接收來自專用計算機(jī)的控制數(shù)據(jù)，對波形表查表得到所要發(fā)射的射頻波形經(jīng)數(shù)字上變頻變換為數(shù)字頻帶信號，再通過光電轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖傳送至數(shù)字射頻功率放大器。所述數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元通過總線接口接收來自專用計算機(jī)的梯度控制信息，在梯度發(fā)送單元控制器的控制下，對應(yīng)X軸控制器、Y軸控制器、Z軸控制器，得到X、Y、 Z方向上梯度控制信息，統(tǒng)一經(jīng)梯度波形編碼之后，由光電轉(zhuǎn)換單元變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖傳至數(shù)字梯度放大器。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.減少了接收通道連線數(shù)量。4接收通道磁共振成像系統(tǒng)，由4條同軸接收通道減少至1條光纖接收通道；16接收通道磁共振成像系統(tǒng)，由16條同軸接收通道減少至1條光纖接收通道；1 接收通道磁共振成像系統(tǒng)，由1 條同軸接收通道減少至4條光纖接收通道；2.改善了接收NMR信號的傳輸質(zhì)量，模擬NMR信號轉(zhuǎn)換為處理的數(shù)字NMR信號進(jìn)行傳輸，提高了系統(tǒng)成像信噪比；3.對射頻功率放大進(jìn)行精確的數(shù)字控制；4.對梯度放大器進(jìn)行精確的數(shù)字控制；5.減少了系統(tǒng)成本及維護(hù)成本。


圖1為基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)構(gòu)成框圖；圖2為接收前端模塊構(gòu)成框圖；圖3為接模擬前端通道構(gòu)成框圖；圖4為單通道數(shù)字化NMR信號接收單元構(gòu)成框圖；圖5為數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元構(gòu)成框圖；圖6為數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元構(gòu)成框圖；圖7為基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)成像方法步驟流程圖；圖8為4通道接收前端單元構(gòu)成框圖；圖9為16通道接收前端單元構(gòu)成框圖；圖10為1 通道接收前端單元構(gòu)成框圖；圖11為4通道數(shù)字化NMR信號接收單元構(gòu)成框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，全數(shù)字化譜儀集成了數(shù)字化NMR信號接收單元；數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元；數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元；數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元；專用計算機(jī)。如圖2、3、4所示，數(shù)字化NMR信號接收單元，具有N(N為整數(shù))個高速數(shù)字接收通道和一個接收前端控制通道。每一高速數(shù)字接收通道，通過高速數(shù)字光纖，包括但不限于高速數(shù)字光纖，連接至接收前端單元中的一個接收前端模塊。數(shù)字化NMR信號接收單元的接收單元控制通道通過高速數(shù)字光纖，連接至接收前端單元的控制接口。其中接收前端單元可分為接收模擬前端通道，接收數(shù)字前端兩部分。接收模擬前端通道由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、低噪聲信號調(diào)理單元、可變增益及帶寬濾波單元、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元組成。接收模擬前端通道可以是一個獨(dú)立的集成電路，也可以由分立器件組合而成，其負(fù)責(zé)將直接耦合的接收線圈感應(yīng)NMR信號變?yōu)榱炕臄?shù)字信號。數(shù)據(jù)處理單元由數(shù)字下變頻、可變帶寬數(shù)字濾波器、通道數(shù)據(jù)編碼組成。數(shù)據(jù)處理單元以FPGA器件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以用其它集成電路實(shí)現(xiàn)，其負(fù)責(zé)將已量化的NMR信號進(jìn)行數(shù)字信號處理，處理后的NMR信號經(jīng)高速光電轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為光信號，通過高速數(shù)字光纖，傳至譜儀的數(shù)字化NMR信號接收單元。如圖5所示，數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元，通過總線接口接收來自專用計算機(jī)的射頻激勵發(fā)送單元控制數(shù)據(jù)，對波形表查表得到所要發(fā)射的射頻波形經(jīng)數(shù)字上變頻變換為數(shù)字頻帶信號，然后通過光電轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖傳送至數(shù)字射頻功率放大器。射頻發(fā)送單元控制器接收來自數(shù)字射頻功率放大器的狀態(tài)信息供成像系統(tǒng)應(yīng)用。如圖6所示，數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元，通過總線接口接收來自專用計算機(jī)的梯度控制信息，在梯度發(fā)送單元控制器的控制下，對應(yīng)X軸控制器、Y軸控制器、Z軸控制器，得到X、Y、Z方向上梯度控制信息，統(tǒng)一經(jīng)梯度波形編碼之后，由光電轉(zhuǎn)換單元變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖傳至數(shù)字梯度放大器。同時數(shù)字梯度放大器的輸出電流、功率等一些狀態(tài)信息以光信號形式用光纖傳送至數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元的控制接口，供成像系統(tǒng)應(yīng)用。其中，數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元，通過磁體管理及患者監(jiān)控前端，將磁體系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如溫度或其他相關(guān)信息通過數(shù)字光纖傳送至譜儀。同時，也可以將患者的心電、呼吸等監(jiān)控信息通過數(shù)字接口傳送至譜儀。其中，專用計算機(jī)運(yùn)行著磁共振成像系統(tǒng)軟件，全數(shù)字化磁共振成像譜儀通過它控制著成像系統(tǒng)中的各個單元或部件，如接收前端單元、數(shù)字梯度放大器、磁體管理及患者監(jiān)控前端。另外，專用計算機(jī)還集成了醫(yī)師操用臺功能本發(fā)明還公開了一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)集成了數(shù)字NMR化接收單元、數(shù)字化射頻發(fā)送單元、數(shù)字化梯度發(fā)送單元、數(shù)字磁體管理功能和數(shù)字患者監(jiān)控單元。其中數(shù)字化NMR接收單元，支持N(N為整數(shù))個NMR信號接收通道，在系統(tǒng)增加新的接收通道時，系統(tǒng)僅需要增加相應(yīng)的模擬前端模塊，系統(tǒng)互聯(lián)的線纜數(shù)目并沒有增加，成本沒有成倍增加，也減輕了系統(tǒng)升級與維護(hù)成本；其中，數(shù)字化射頻發(fā)送單元，將數(shù)字射頻波形發(fā)送至數(shù)字射頻功率放大器，同時可以精確控制射頻功率放大器的輸出功率； 其中，數(shù)字化梯度發(fā)送單元，將數(shù)字梯度波形發(fā)送至數(shù)字梯度放大器，同時可以精確控制梯度放大器的輸出電流，對于梯度放大器設(shè)計而言，可以應(yīng)用精度更高的一些數(shù)字算法，以提高梯度放大器響應(yīng)時間及輸出電流準(zhǔn)確度；其中數(shù)字磁體管理單元，可以將磁體的狀態(tài)信息實(shí)時傳送到譜儀，便于譜儀對磁體的實(shí)時控制，如勻場操作；其中，數(shù)字患者監(jiān)控單元，可以將患者的心電、呼吸、位置等信息以數(shù)字信號的形式通過光纖實(shí)時傳送到譜儀，以便一些高級掃描序列的應(yīng)用需要；
如圖7所示，本發(fā)明的磁共振成像以數(shù)字方式控制射頻功率放大器，以數(shù)字方式控制梯度放大器；以數(shù)字方式傳輸NMR接收信號；與此同時，譜儀執(zhí)行掃描序列時方法步驟步驟1，掃描開始；步驟2，預(yù)掃描階段，成像系統(tǒng)對接收前端單元、數(shù)字射頻功率放大器、數(shù)字梯度放大器校正，工作狀態(tài)檢測，正常則進(jìn)行步驟2，否則錯誤處理；步驟3，掃描階段，發(fā)出數(shù)字射頻、數(shù)字梯度信號，接收數(shù)字NMR信號；步驟4，成像重建階段，成像軟件對數(shù)字NMR信號進(jìn)行圖像重建，多序列排隊(duì)情況下，進(jìn)行步驟1 ；步驟5，掃描完成，準(zhǔn)備掃描下一序列。該方法以全數(shù)字方式控制射頻功率放大器、梯度放大器，提高了控制精度與靈活性；以全數(shù)字方式傳輸NMR接收信號，提高信號的傳輸質(zhì)量，進(jìn)而提高了成像的信噪比；多序列隊(duì)列掃描時，在步驟4的成像重建階段同時進(jìn)行步驟2，以減少掃描時間，加快成像速度。本發(fā)明基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)及方法，實(shí)施方式，可跟據(jù)市場需求靈活配置接收通道數(shù)。以下僅列出3種典型常用的實(shí)施方式，分別為4接收通道磁共振成像系統(tǒng)、16接收通道磁共振成像系統(tǒng)和1 接收通道磁共振成像系統(tǒng)。當(dāng)然，以下所列出的實(shí)施方式并不代表本發(fā)明所聲明的全部實(shí)施方式，基于本發(fā)明思想的任何實(shí)施方式，仍在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
范圍之內(nèi)。實(shí)施例(1) 1 :4接收通道磁共振成像系統(tǒng)，如圖8、11。由于4接收通道磁共振成像系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛，現(xiàn)已裝機(jī)的開放磁共振系統(tǒng)仍以 4接收通道為主，所以4接收通道全數(shù)字化譜儀對現(xiàn)有老舊磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備行升級改造仍有積極意義。4接收通道全數(shù)字化譜儀的接收前端單元，由4個接收模擬前端通道1 4、1個接收數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、時鐘管理和光電轉(zhuǎn)換組成。每個接收模擬前端通道分別對應(yīng)一個接收線圈(圖中未標(biāo)示)，接收模擬前端通道功能構(gòu)成框圖如圖3所示，其作用將從接收線圈耦合的模擬NMR信號轉(zhuǎn)換為直接數(shù)字NMR信號，4路直接數(shù)字NMR信號經(jīng)接收數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)字下變頻、可變帶寬濾波器、通道數(shù)據(jù)編碼數(shù)字信號處理之后送至光電轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖送至譜儀的數(shù)字化NMR信號接收單元。數(shù)字化NMR信號接收單元，將來自接收前端的數(shù)字NMR信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、通道數(shù)據(jù)解碼、接收FIFO將4路NMR接收信號通過總線接口經(jīng)系統(tǒng)總線送至系專用計算機(jī)，系統(tǒng)成像軟件藉此對檢查對象成像。實(shí)施例⑵2 16接收通道磁共振成像系統(tǒng)，如圖9。對于高場應(yīng)用，16接收通道為全數(shù)字化譜儀的基本配置方式。16接收通道全數(shù)字化譜儀的接收前端單元，由8個接收模擬前端通道號1 16、1個接收數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、時鐘管理和光電轉(zhuǎn)換組成。每個接收模擬前端通道分別對應(yīng)2個接收線圈，接收模擬前端通道功能構(gòu)成框圖如圖3所示，其作用將從接收線圈耦合的模擬NMR信號轉(zhuǎn)換為直接數(shù)字NMR信號，16路直接數(shù)字NMR信號經(jīng)接收數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)字下變頻、可變帶寬濾波器、通道數(shù)據(jù)編碼數(shù)字信號處理之后送至光電轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖送至譜儀的數(shù)字化NMR信號接收單元。數(shù)字化NMR信號接收單元，將來自接收前端的數(shù)字NMR信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、通道數(shù)據(jù)解碼、接收FIFO將16路NMR接收信號通過總線接口經(jīng)系統(tǒng)總線送至系專用6/6頁
計算機(jī)，系統(tǒng)成像軟件藉此對檢查對象成像。實(shí)施例(3) 3 128接收通道磁共振成像系統(tǒng)，如圖10。對于高場應(yīng)用，1 接收通道為全數(shù)字化譜儀的高級配置方式。此配置方式適合一些高級掃描序列應(yīng)用。1 接收通道全數(shù)字化譜儀具有4個接收前端單元和與之對應(yīng)的4 通道數(shù)字化NMR信號接收單元，每個接收前端單元由8個接收模擬前端通道號1 32、1個接收數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、時鐘管理和光電轉(zhuǎn)換組成。每個接收模擬前端通道分別對應(yīng) 4個接收線圈，接收模擬前端通道功能構(gòu)成框圖如圖3所示，其作用將從接收線圈耦合的模擬NMR信號轉(zhuǎn)換為直接數(shù)字NMR信號，32路直接數(shù)字NMR信號經(jīng)接收數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)字下變頻、可變帶寬濾波器、通道數(shù)據(jù)編碼數(shù)字信號處理之后送至光電轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖送至譜儀的4通道數(shù)字化NMR信號接收單元。4通道數(shù)字化NMR信號接收單元，將來自接收前端的4路數(shù)字NMR信號經(jīng)4個光電轉(zhuǎn)換、通道數(shù)據(jù)解碼、接收FIFO將1 路NMR接收信號通過總線接口經(jīng)系統(tǒng)總線送至系專用計算機(jī)，系統(tǒng)成像軟件藉此對檢查對象成像。
9
權(quán)利要求
1.一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，全數(shù)字化譜儀集成了專用計算機(jī)及與該專用計算機(jī)連接的數(shù)字化NMR信號接收單元，數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元，數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元和數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元；所述數(shù)字化NMR信號接收單元具有N個接收通道，每個接收通道連接接收前端單元中的一個接收前端模塊，發(fā)送數(shù)字控制信號到接收前端單元；所述接收前端模塊具有M個接收模擬前端通道和一個對接收模擬前端通道傳送的信號進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理單元。所述數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元與數(shù)字射頻功率放大器連接，將數(shù)字化射頻激勵波形發(fā)送至數(shù)字射頻功率放大器，并通過數(shù)字射頻功率放大器的控制接口，控制并讀回功率放大后的輸出功率與數(shù)字射頻功率放大器的工作狀態(tài)；所述數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元與數(shù)字梯度放大器連接，將數(shù)字化梯度波形發(fā)送至數(shù)字梯度放大器，控制并讀回數(shù)字梯度放大器的輸出電流、發(fā)射功率與工作狀態(tài)；所述數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元與磁體管理及患者監(jiān)控前端連接，讀取磁體系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息和對患者的監(jiān)控信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述專用計算機(jī)集成醫(yī)師操作臺功能，操作醫(yī)師可提借助于連接于全數(shù)字化譜儀的顯示設(shè)備和鼠標(biāo)、鍵盤對系統(tǒng)近距離或遠(yuǎn)程操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于， 所述專用計算機(jī)運(yùn)行磁共振成像系統(tǒng)軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化NMR信號接收單元與接收前端單元、所述數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元與數(shù)字射頻功率放大器、所述數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元與數(shù)字梯度放大器、所述數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元與磁體管理及患者監(jiān)控前端均通過高速數(shù)字光纖、電纜或無線方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端模塊把從線圈耦合的NMR信號經(jīng)過阻抗匹配、低噪聲信號調(diào)理、可變增益及帶寬濾波，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為未處理的數(shù)字NMR信號，M路未處理的數(shù)字NMR信號匯總至一個數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)字信號處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述低噪聲信號調(diào)理包括對信號的限幅、放大和濾波處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括依次包括數(shù)字下變頻單元，可變帶寬濾波器和通道數(shù)據(jù)編碼器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端模塊內(nèi)置于線圈內(nèi)部，或者通過同軸電纜連接至線圈外部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元通過總線接口接收來自專用計算機(jī)的控制數(shù)據(jù)，對波形表查表得到所要發(fā)射的射頻波形經(jīng)數(shù)字上變頻變換為數(shù)字頻帶信號，再通過光電轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖傳送至數(shù)字射頻功率放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元通過總線接口接收來自專用計算機(jī)的梯度控制信息，在梯度發(fā)送單元控制器的控制下，對應(yīng)X軸控制器、Y軸控制器、Z軸控制器，得到X、Y、Z方向上梯度控制信息，統(tǒng)一經(jīng)梯度波形編碼之后，由光電轉(zhuǎn)換單元變?yōu)楣庑盘柦?jīng)光纖傳至數(shù)字梯度放大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計思想，模塊之間采用數(shù)字接口，不僅顯著地提高模塊之間信號質(zhì)量還可以顯著地降低系統(tǒng)成本及裝機(jī)與維護(hù)難度，系統(tǒng)至少包括操作顯示單元；全數(shù)字化磁共振成像譜儀，其中集成了專用計算機(jī)、數(shù)字化射頻激勵發(fā)送單元、數(shù)字化NMR(核磁共振)信號數(shù)字接收單元、數(shù)字化梯度波形發(fā)送單元；數(shù)字化磁體管理及患者監(jiān)控單元；數(shù)字梯度放大器；數(shù)字射頻功率放大器；接收前端單元。本發(fā)明還提供了一種基于全數(shù)字化譜儀的磁共振成像方法，該方法借助于全數(shù)字化譜儀以數(shù)字方式控制系統(tǒng)中的各個部件，提高了控制精確度的同時也節(jié)省了掃描時間，提高了成像速度。
文檔編號A61B5/055GK102551722SQ20121000924
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者丁志文, 盧廣, 張丙春, 施金泉, 潘奎, 王君杰 申請人:遼寧開普醫(yī)療系統(tǒng)有限公司