專利名稱：一種多通道磁共振成像信號并行傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核磁共振技術(shù)，具體而言是一種多通道磁共振成像信號并行傳輸方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像技術(shù)已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)臨床診斷和研究的重要工具之一。磁共振成像具有空間分辨率高、軟組織對比度高、非侵入式成像、無電離輻射等優(yōu)點，但它也是一種靈敏度較低(磁共振信號微弱)、成像速度較慢的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。采用多通道接收(采集)技術(shù)可以有效地提高磁共振圖像信噪比和成像速度。在磁共振成像技術(shù)中，多通道接收技術(shù)指的是采用多個接收通道采集和處理生物組織中原子核所發(fā)出的磁共振信號。因為磁共振圖像信噪比和成像速度的提高在很大程度上取決于接收通道的數(shù)目，所以目前磁共振成像系統(tǒng)采用的接收通道越來越多。在磁共振成像系統(tǒng)中，接收通道主要包括接收線圈、前置放大器和接收機。其中， 接收線圈和前置放大器位于掃描室內(nèi)，而接收機位于設(shè)備間。一般而言，每個通道的前置放大器與接收機之間需要一條十米左右的同軸射頻電纜線連接。因此，對于通道數(shù)較多的成像系統(tǒng)而言，例如64通道系統(tǒng)或者1 通道系統(tǒng)，所需大量電纜不但導(dǎo)致成本上升，而且給系統(tǒng)安裝和維護帶來不便。此外，由于各通道傳輸?shù)男盘栴l率相同，故各通道信號存在較強的電磁耦合，這將影響最終獲得的圖像質(zhì)量。為了解決通道間耦合的問題，目前一部分多通道系統(tǒng)采用光纖代替同軸電纜來傳輸信號。但是光纖的成本較高，且線材質(zhì)地脆弱，容易損壞。此外，由于通過光纖給掃描室內(nèi)的射頻線圈和前放電路供電比較困難，所以在采用光纖傳輸信號時，仍然離不開附屬的金屬傳輸線。另外還有一種無線電通訊技術(shù)，它將接收機中的模擬-數(shù)字變換電路從設(shè)備間前移至掃描室內(nèi)，將采集得到的多通道數(shù)字信號通過無線方式傳輸?shù)皆O(shè)備間的計算機上。然而，該技術(shù)實現(xiàn)起來比較復(fù)雜。此外，將數(shù)字電路置于掃描室內(nèi)會引起對磁共振信號的干擾。而將這些干擾有效地屏蔽起來通常是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出一種新的多通道磁共振成像信號并行傳輸方法，該方法首先在掃描室內(nèi)將多通道信號調(diào)制在不同頻率上，并利用單根同軸電纜來傳輸多個通道的信號，然后在設(shè)備間內(nèi)將各通道的信號分離，最后由各通道的接收機分別采集各自通道的信號。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
在多通道采集的磁共振成像系統(tǒng)中，各個通道的線圈所接收到的信號在頻率上是相同的。各通道的信號首先經(jīng)過前置放大器放大，然后經(jīng)過頻率變換器，分別被變換成不同頻率的信號；各個接收通道經(jīng)過頻率變換的信號相加之后再通過單根同軸電纜由掃描室傳輸?shù)皆O(shè)備間；在設(shè)備間的多通道接收機的前端，放置一個帶通濾波陣列；帶通濾波陣列中包括多組通帶頻率范圍不同的濾波器，其中每一組濾波器用于選通多通道系統(tǒng)中一個通道的信號，而濾除其它通道的信號。經(jīng)過帶通濾波陣列以后，信號被按照頻率分離成多個通道。最后，從濾波器陣列輸出的多通道信號分別輸入各自的接收機進行信號的采集和處理。本發(fā)明的有益效果是將原來相同頻率的多通道信號在傳輸之前進行頻率變換， 有效地減小了在信號傳輸過程中各個通道之間的耦合，從而保證了圖像質(zhì)量。另外，將各個通道不同頻率的信號相加起來，利用單根同軸電纜傳輸多個通道的信號，減少了系統(tǒng)所需電纜的數(shù)量，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性，為系統(tǒng)安裝和維護提供便利。此外，掃描室內(nèi)接收線圈和前置放大器中相關(guān)電路的直流供電也由同一條電纜線來提供。


圖1為本發(fā)明所述磁共振成像系統(tǒng)框圖2為本發(fā)明所述的多通道磁共振成像信號并行傳輸方法示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步闡述。
參閱圖1，磁共振成像系統(tǒng)中，磁體101上有用于放置樣品的空腔。空腔周圍放置梯度線圈102，用于產(chǎn)生選層方向、相位編碼方向和讀出方向的梯度，從而對樣品進行空間定位。 空腔周圍放置射頻發(fā)射線圈103和射頻接收線圈104，發(fā)射線圈用于發(fā)射射頻脈沖來激發(fā)樣品的磁化矢量，接收線圈用于接收磁化矢量進動信號。梯度線圈102與梯度電流放大器 112連接，發(fā)射線圈103和接收線圈104分別與射頻功率放大器113和前置放大器114連接?；谟嬎銠C130給出的指令，脈沖序列發(fā)生器125根據(jù)存儲于其中的脈沖序列數(shù)據(jù)對梯度波形發(fā)生器122和發(fā)射機123進行控制。梯度波形發(fā)生器122輸出具有預(yù)定時序和波形的梯度脈沖信號，該信號經(jīng)過梯度電流放大器112放大，再通過梯度線圈102在磁體空腔內(nèi)產(chǎn)生梯度磁場。發(fā)射機123輸出具有預(yù)定時序和包絡(luò)的射頻脈沖信號，該信號經(jīng)過射頻功率放大器113放大，再通過射頻發(fā)射線圈103激發(fā)樣品中的核自旋。射頻接收線圈104檢測到磁化矢量進動信號，該信號經(jīng)過前置放大器114放大后輸入到接收機124。在脈沖序列發(fā)生器125的控制下，接收機IM對已放大的信號進行檢波和數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號。得到的數(shù)字信號被傳輸?shù)接嬎銠C130進行圖像重建。顯示器 /打印機126用于顯示/打印掃描得到的圖像。在磁共振成像系統(tǒng)中，接收通道主要包括接收線圈、前置放大器和接收機。其中， 接收線圈和前置放大器位于掃描室內(nèi)，而接收機位于設(shè)備間。一般而言，每個通道的前置放大器與接收機之間需要一條十米左右的同軸射頻電纜線連接。在多通道成像系統(tǒng)中，包括兩個或者兩個以上的射頻接收通道，各通道傳輸?shù)男盘栴l率相同，因此各通道信號存在較強的電磁耦合。為了降低通道間的耦合對圖像質(zhì)量的影響，需要采取專門的措施進行去耦。參閱圖2，本發(fā)明的多通道磁共振成像信號并行傳輸方法在射頻接收通道中增加頻率變換器和帶通濾波陣列。各通道中，接收線圈接收到的信號首先經(jīng)過前置放大器放大，然后經(jīng)過頻率變換器，將原來相同頻率的多通道信號在傳輸之前進行頻率變換，分別被變換成不同頻率的信號。 以4通道為例，在頻率變換器之前，4個通道信號的頻率均為&。要將同頻率信號變換到N個頻率上，需要η個參考頻率，其中Ν=2η。即要對4個通道的信號進行調(diào)制，頻率變換器需要2個參考頻率Fr1和Fr2 (Fr1 < Fr2)。經(jīng)過頻率變換以后，4個通道中信號的頻率分別為F” F2、F3和F4,且滿足下列關(guān)系
權(quán)利要求
1. 一種多通道磁共振成像信號并行傳輸方法，其特征在于在多通道采集的磁共振成像系統(tǒng)中，各個通道的線圈所接收到的信號在頻率上是相同的；各通道的信號首先經(jīng)過前置放大器放大，然后經(jīng)過頻率變換器，分別被變換成不同頻率的信號；各個接收通道經(jīng)過頻率變換的信號相加之后再通過單根同軸電纜由掃描室傳輸?shù)皆O(shè)備間；在設(shè)備間的多通道接收機的前端，放置一個帶通濾波陣列；帶通濾波陣列中包括多組通帶頻率范圍不同的濾波器，其中每一組濾波器用于選通多通道系統(tǒng)中一個通道的信號，而濾除其它通道的信號；經(jīng)過帶通濾波陣列以后，信號被按照頻率分離成多個通道；最后，從濾波器陣列輸出的多通道信號分別輸入各自的接收機進行信號的采集和處理。
全文摘要
本發(fā)明提出一種新的多通道磁共振成像信號并行傳輸方法，該方法首先在掃描室內(nèi)將多通道信號調(diào)制在不同頻率上，并利用單根同軸電纜來傳輸多個通道的信號，然后在設(shè)備間內(nèi)將各通道的信號分離，最后由各通道的接收機分別采集各自通道的信號。本發(fā)明將原來相同頻率的多通道信號在傳輸之前進行頻率變換，有效地減小了在信號傳輸過程中各個通道之間的耦合，從而保證了圖像質(zhì)量。本發(fā)明利用單根同軸電纜傳輸多個通道的信號，減少了系統(tǒng)所需電纜的數(shù)量，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性，為系統(tǒng)安裝和維護提供便利。
文檔編號G01R33/28GK102279374SQ20111017589
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者寧瑞鵬, 李鯁穎, 楊光 申請人:上?？ɡ辗殴舱窦夹g(shù)有限公司, 華東師范大學(xué)