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：
本實(shí)用新型涉及一種醫(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(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是英國(guó)MR SOLUTIONS公司的MR6000譜儀(http://www. mrsolutions. co. uk/),下面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。I.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(huì)相應(yīng)增加，由于接收到的NMR信號(hào)電壓是自由衰減信號(hào)(FID)的電壓的最大值，由式I給出，可見其與磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)成正比關(guān)系。
BFmax = ω χΔνXMxy Xy-( I )所以對(duì)于低場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)小于0. 5特斯拉)而言，接收到的信號(hào)會(huì)非常微弱，約在微伏的數(shù)量級(jí)。從線圈感應(yīng)的FID信號(hào)需要一級(jí)低噪聲放大和二級(jí)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(jí)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(huì)很大，約28dB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(jí)增益放大至少約30dB。如此以來(lái)在低場(chǎng)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(jí)前置放大單元。如此以來(lái)系統(tǒng)成本增加的同時(shí)，大量的連接電纜及放大單元也會(huì)加大接收信號(hào)之間的干擾，致使成像系統(tǒng)的成像信噪比下降。對(duì)于高場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)大于0. 5特斯拉)而言，雖然接收的NMR信號(hào)比低場(chǎng)系統(tǒng)強(qiáng)度大，但由于隨著主場(chǎng)強(qiáng)度的增大，由Larmor公式(2)，接收NMR信號(hào)的頻率會(huì)增大，例如3T場(chǎng)強(qiáng)系統(tǒng)，接收的信號(hào)中心頻率為127. 728MHz，一般，同軸電纜對(duì)高頻信號(hào)的衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低頻信號(hào)，另外同軸電纜的接口處阻抗的不連續(xù)會(huì)加重這種衰減。所以在增加接收通道的同時(shí)，線纜數(shù)量的增加，帶來(lái)的是接收NMR信號(hào)的高頻衰減，成像系統(tǒng)的成像信噪比下降。/ = ^L(2)
2^rB0 :靜磁場(chǎng)強(qiáng)度，Y :磁旋比，f :接收NMR信號(hào)頻率所以無(wú)論于低場(chǎng)系統(tǒng)還是高場(chǎng)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(shí)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(hào)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(dòng)地位，也即譜儀不能讀到功放的實(shí)際工作狀態(tài)，這對(duì)于系統(tǒng)的校準(zhǔn)及維護(hù)帶來(lái)很大的復(fù)雜度，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)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(duì)梯度放大器電流輸出級(jí)的精確調(diào)整很難應(yīng)用一些數(shù)字算法，這對(duì)梯度放大的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的難度。4.醫(yī)師操作臺(tái)傳統(tǒng)磁共振譜儀系統(tǒng)如，MR6000譜儀，與醫(yī)師操作臺(tái)是分離的，醫(yī)師操作對(duì)磁共振成像系統(tǒng)的操作需要一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)與譜儀通過以太網(wǎng)或其他方式進(jìn)行。如此以來(lái)不但增大了醫(yī)師對(duì)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(lái)提高成像質(zhì)量及降低系統(tǒng)造價(jià)和維護(hù)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述不足之處，本實(shí)用新型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(jià)和維護(hù)成本。本實(shí)用新型為實(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(jì)算機(jī)及與該專用計(jì)算機(jī)連接的數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，數(shù)字化射頻激勵(lì)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(hào)接收單元具有N個(gè)接收通道，每個(gè)接收通道連接接收前端單元中的一個(gè)接收前端模塊；所述接收前端模塊具有M個(gè)接收模擬前端通道和一個(gè)對(duì)接收模擬前端通道傳送的信號(hào)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理單元。 所述數(shù)字化射頻激勵(lì)發(fā)送單元與數(shù)字射頻功率放大器連接；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；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。所述專用計(jì)算機(jī)集成醫(yī)師操作臺(tái)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(duì)系統(tǒng)近距離或遠(yuǎn)程操作。所述專用計(jì)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(hào)接收單元與接收前端單元、所述數(shù)字化射頻激勵(lì)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(wú)線方式連接。所述接收前端模塊把從線圈耦合的NMR信號(hào)經(jīng)過阻抗匹配單元、低噪聲信號(hào)調(diào)理單元、可變?cè)鲆鎲卧皫挒V波單元，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元。所述低噪聲信號(hào)調(diào)理包括對(duì)信號(hào)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。、[0030]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(lì)發(fā)送單元通過總線接口連接專用計(jì)算機(jī)，通過波形表查表連接數(shù)字上變頻變換單元，再通過光電轉(zhuǎn)換變單元連接至數(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連接專用計(jì)算機(jī)，通過在梯度發(fā)送單元控制器控制下的X軸控制器、Y軸控制器、Z軸控制器連接梯度波形編碼，梯度波形編碼器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換單元連接數(shù)字梯度放大器。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I.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I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I條光纖接收通道；128接收通道磁共振成像系統(tǒng)，由128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(hào)的傳輸質(zhì)量，模擬NMR信號(hào)轉(zhuǎn)換為處理的數(shù)字NMR信號(hào)進(jìn)行傳輸，提高了系統(tǒng)成像信噪比；3.對(duì)射頻功率放大進(jìn)行精確的數(shù)字控制；4.對(duì)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I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(hào)接收單元構(gòu)成框圖；圖5為數(shù)字化射頻激勵(lì)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128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(hào)接收單元構(gòu)成框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖I所示，全數(shù)字化譜儀集成了數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元；數(shù)字化射頻激勵(lì)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(jì)算機(jī)。如圖2、3、4所示，數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，具有N(N為整數(shù))個(gè)高速數(shù)字接收通道和一個(gè)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(gè)接收前端模塊。數(shù)字化NMR信號(hào)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(hào)調(diào)理單元、可變?cè)鲆婕皫挒V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(gè)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(hào)變?yōu)榱炕臄?shù)字信號(hào)。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(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，處理后的NMR信號(hào)經(jīng)高速光電轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過高速數(shù)字光纖，傳至譜儀的數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元。如圖5所示，數(shù)字化射頻激勵(lì)發(fā)送單元，通過總線接口接收來(lái)自專用計(jì)算機(jī)的射頻激勵(lì)發(fā)送單元控制數(shù)據(jù)，對(duì)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(hào)，然后通過光電轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘?hào)經(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(lái)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(lái)自專用計(jì)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(duì)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?hào)經(jīng)光纖傳至數(shù)字梯度放大器。同時(shí)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(hào)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(shí)，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(jì)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(gè)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(jì)算機(jī)還集成了醫(yī)師操用臺(tái)功能本實(shí)用新型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(gè)NMR信號(hào)接收通道，在系統(tǒng)增加新的接收通道時(shí)，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(jí)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(shí)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(shí)可以精確控制梯度放大器的輸出電流，對(duì)于梯度放大器設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)傳送到譜儀，便于譜儀對(duì)磁體的實(shí)時(shí)控制，如勻場(chǎng)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(hào)的形式通過光纖實(shí)時(shí)傳送到譜儀，以便一些高級(jí)掃描序列的應(yīng)用需要；如圖7所示，本實(shí)用新型的磁共振成像以數(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(hào)；與此同時(shí)，譜儀執(zhí)行掃描序列時(shí)方法步驟步驟I，掃描開始；步驟2，預(yù)掃描階段，成像系統(tǒng)對(duì)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(cè)，正常則進(jìn)行步驟2，否則錯(cuò)誤處理；[0061]步驟3，掃描階段，發(fā)出數(shù)字射頻、數(shù)字梯度信號(hào)，接收數(shù)字NMR信號(hào)；步驟4，成像重建階段，成像軟件對(duì)數(shù)字NMR信號(hào)進(jìn)行圖像重建，多序列排隊(duì)情況下，進(jìn)行步驟I ;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(hào)，提高信號(hào)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(shí)，在步驟4的成像重建階段同時(shí)進(jìn)行步驟2，以減少掃描時(shí)間，加快成像速度。本實(shí)用新型基于全數(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(chǎng)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128接收通道磁共振成像系統(tǒng)。當(dāng)然，以下所列 出的實(shí)施方式并不代表本實(shí)用新型所聲明的全部實(shí)施方式，基于本實(shí)用新型思想的任何實(shí)施方式，仍在本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
范圍之內(nèi)。實(shí)施例(I) :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(duì)現(xiàn)有老舊磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備行升級(jí)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(gè)接收模擬前端通道I
4、1個(gè)接收數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、時(shí)鐘管理和光電轉(zhuǎn)換組成。每個(gè)接收模擬前端通道分別對(duì)應(yīng)一個(gè)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(hào)轉(zhuǎn)換為直接數(shù)字NMR信號(hào)，4路直接數(shù)字NMR信號(hào)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(hào)處理之后送至光電轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)楣庑盘?hào)經(jīng)光纖送至譜儀的數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元。數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，將來(lái)自接收前端的數(shù)字NMR信號(hào)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(hào)通過總線接口經(jīng)系統(tǒng)總線送至系專用計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)成像軟件藉此對(duì)檢查對(duì)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(duì)于高場(chǎng)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(gè)接收模擬前端通道號(hào)I 16、I個(gè)接收數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、時(shí)鐘管理和光電轉(zhuǎn)換組成。每個(gè)接收模擬前端通道分別對(duì)應(yīng)2個(gè)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(hào)轉(zhuǎn)換為直接數(shù)字NMR信號(hào)，16路直接數(shù)字NMR信號(hào)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(hào)處理之后送至光電轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)楣庑盘?hào)經(jīng)光纖送至譜儀的數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元。數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，將來(lái)自接收前端的數(shù)字NMR信號(hào)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(hào)通過總線接口經(jīng)系統(tǒng)總線送至系專用計(jì)算機(jī),系統(tǒng)成像軟件藉此對(duì)檢查對(duì)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(duì)于高場(chǎng)應(yīng)用，128接收通道為全數(shù)字化譜儀的高級(jí)配置方式。此配置方式適合一些高級(jí)掃描序列應(yīng)用。128接收通道全數(shù)字化譜儀具有4個(gè)接收前端單元和與之對(duì)應(yīng)的4通道數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，每個(gè)接收前端單元由8個(gè)接收模擬前端通道號(hào)I 32、I個(gè)接收數(shù)據(jù)處理單元、控制單元、時(shí)鐘管理和光電轉(zhuǎn)換組成。每個(gè)接收模擬前端通道分別對(duì)應(yīng)4個(gè)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(hào)轉(zhuǎn)換為直接數(shù)字NMR信號(hào)，32路直接數(shù)字NMR信號(hào)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(hào)處理之后送至光電轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)楣庑盘?hào)經(jīng)光纖送至譜儀的4通道數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元。4通道數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，將來(lái)自接收前端的4路數(shù)字NMR信號(hào)經(jīng)4個(gè)光電轉(zhuǎn)換、通道數(shù)據(jù)解碼、接收FIFO將128路NMR接收信號(hào)通過總線接口經(jīng)系統(tǒng)總線送至系專用計(jì)算機(jī)，系 統(tǒng)成像軟件藉此對(duì)檢查對(duì)象成像。
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(jì)算機(jī)及與該專用計(jì)算機(jī)連接的數(shù)字化NMR信號(hào)接收單元，數(shù)字化射頻激勵(lì)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(hào)接收單元具有N個(gè)接收通道，每個(gè)接收通道連接接收前端單元中的一個(gè)接收前端模塊；所述接收前端模塊具有M個(gè)接收模擬前端通道和一個(gè)對(duì)接收模擬前端通道傳送的信號(hào)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理單元。
所述數(shù)字化射頻激勵(lì)發(fā)送單元與數(shù)字射頻功率放大器連接； 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； 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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I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(jì)算機(jī)集成醫(yī)師操作臺(tái)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(duì)系統(tǒng)近距離或遠(yuǎn)程操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I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(jì)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I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(hào)接收單元與接收前端單元、所述數(shù)字化射頻激勵(lì)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(wú)線方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I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(hào)經(jīng)過阻抗匹配單元、低噪聲信號(hào)調(diào)理單元、可變?cè)鲆鎲卧皫挒V波單元，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元。
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(hào)調(diào)理包括對(duì)信號(hào)的限幅、放大和濾波處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求I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I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I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(lì)發(fā)送單元通過總線接口連接專用計(jì)算機(jī)，通過波形表查表連接數(shù)字上變頻變換單元，再通過光電轉(zhuǎn)換變單元連接至數(shù)字射頻功率放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I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連接專用計(jì)算機(jī)，通過在梯度發(fā)送單元控制器控制下的X軸控制器、Y軸控制器、Z軸控制器連接梯度波形編碼，梯度波形編碼器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換單元連接數(shù)字梯度放大器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于全數(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(jì)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(hào)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(jì)算機(jī)、數(shù)字化射頻激勵(lì)發(fā)送單元、數(shù)字化NMR(核磁共振)信號(hào)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。本實(shí)用新型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(gè)部件，提高了控制精確度的同時(shí)也節(jié)省了掃描時(shí)間，提高了成像速度。
文檔編號(hào)A61B5/055GK202477693SQ201220013180
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:遼寧開普醫(yī)療系統(tǒng)有限公司