專利名稱:磁共振信號傳輸方法、裝置以及磁共振設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種信號傳輸技術(shù),尤其涉及一種磁共振信號的傳輸方法及其裝置,以及利用上述傳輸技術(shù)的磁共振設(shè)備。
背景技術(shù):
通常,磁共振設(shè)備的信號傳輸是通過與局部接收線圈相連的一根電纜進行傳輸。在掃描病人時,由于空間所限,電纜和病人之間的距離很近。這不僅給醫(yī)生擺放線圈帶來很大的不便;而且,由于電纜的天線效應(yīng),載體線圈發(fā)射功率的時候,會在電纜上產(chǎn)生電流,導(dǎo)致病人不適,嚴(yán)重的還會灼傷病人。再者,由于線圈中以及病床內(nèi)大量線纜的存在,系統(tǒng)的成本也會有很大提高。為了解決以上電纜天線效應(yīng)的問題,業(yè)內(nèi)采用光纖通信的方式實現(xiàn)磁共振信號的傳輸,但實踐表明,光纖通信的方案仍然會給醫(yī)生使用線圈帶來不便;而且還會帶來成本的
進一步上升。在2003年7月16日公開的中國專利CN1430067A中,描述了一種無線通信技術(shù)在磁共振系統(tǒng)中的應(yīng)用。即將磁共振信號對載波進行調(diào)制,然后發(fā)射,在接收端進行解調(diào)以及信號的數(shù)字化。該專利為了降低或消除由于多徑效應(yīng)對接收信息的影響,在接收端采用具有多天線的天線裝置接收信號。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磁共振信號的傳輸方法及其裝置,以及利用上述傳輸技術(shù)的磁共振設(shè)備,不僅有效的解決了線纜占用線圈空間的問題;而且,在盡可能小的成本情況下,克服了無線傳輸中的多徑效應(yīng)。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段:一種磁共振信號傳輸方法,所述方法包括如下步驟:步驟1、將線圈接收到的磁共振信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,并編碼后形成磁共振信號傳輸?shù)男畔⒋a元;步驟2、對所述信息碼元用偽隨機碼序列進行擴頻;步驟3、將擴頻后的信息對載波(L02)進行調(diào)制,將調(diào)制后的信號經(jīng)過天線裝置發(fā)射出去;步驟4、在接收端,用偽隨機碼對接收到的信息進行解擴;步驟5、將解擴后的信號進行數(shù)字信號解調(diào),恢復(fù)出模數(shù)轉(zhuǎn)換后的磁共振信號。進一步的,所述步驟I中的磁共振信號在模數(shù)轉(zhuǎn)化前,先經(jīng)前置放大器進行信號放大。對于多線圈的磁共振信號,經(jīng)所述前置放大器放大后的信號由射頻開關(guān)控制;所述射頻開關(guān)由系統(tǒng)發(fā)出的控制信號控,實現(xiàn)信道的時分復(fù)用。進一步的,所述信號是被放大的信號本身,或者是被放大信號與本振(LOl)進行混頻、并經(jīng)帶通濾波器濾除和頻信號及帶外噪聲后形成的差頻信號。
進一步的,所述步驟2中的信息碼元與偽隨機碼進行一模二加運算,形成傳輸?shù)拇a元。所述信息碼元的寬度為所述偽隨機碼碼元寬度的整數(shù)倍。進一步的,所述步驟3中的調(diào)制方法為振幅鍵控調(diào)制、移頻鍵控調(diào)制、移相鍵控調(diào)制或差分移相鍵控調(diào)制方法中的任一種。進一步的,在所述步驟4中的接收端,把接收到的信息與本地偽碼做乘積處理,處理后形成中頻信號。所述本地偽碼和線圈端的偽碼周期相同,碼位同步。本發(fā)明還提供了第二種技術(shù)方案,一種磁共振信號傳輸裝置,包括線圈端的發(fā)送裝置以及接收裝置,所述發(fā)送裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置,在模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出端相連的編碼器;與編碼器相連的擴頻器;與擴頻器相連的調(diào)制器;以及天線發(fā)送模塊;所述接收裝置包括與接收天線相連的解擴器;用于解調(diào)解擴后信號解調(diào)的解調(diào)器。進一步的,所述發(fā)送裝置還包括前置放大器。 進一步的,所述發(fā)送裝置還包括射頻開關(guān)。進一步的,所述發(fā)送裝置還包括混頻器和與混頻器相連的帶通濾波器。進一步的,所述發(fā)送裝置還包括一模二加法器。本發(fā)明還提供了第三種技術(shù)方案,一種磁共振設(shè)備,包括如上所述的信號傳輸裝置。本發(fā)明由于采用以上所述技術(shù)方案,將線圈接收到的磁共振信號通過無線發(fā)送傳輸?shù)姆绞竭M行傳輸,有效的解決了有線傳輸情況下線纜占用空間,導(dǎo)致病人不適的問題;而且很好的解決了無線技術(shù)帶來的多徑干擾的問題。
本發(fā)明的磁共振信號傳輸方法、裝置及磁共振設(shè)備由以下的實施例及附圖詳細(xì)給出。圖1為本發(fā)明磁共振信號傳輸方法流程示意圖;圖2為本發(fā)明實施例1中線圈端的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明實施例1中接收端的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明實施例2中線圈端的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明實施例3中線圈端的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為本發(fā)明實施例3中接收端的結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為本發(fā)明實施例4中線圈端的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的磁共振信號傳輸方法、裝置及磁共振設(shè)備作進一步的詳細(xì)描述。實施例1如圖1、2和3所示,本實施例中單路磁共振信號傳輸方法是這樣實現(xiàn)的:在發(fā)射裝置10端,將線圈11接收到的磁共振信號通過前置放大器12對信號進行放大;
被放大的信號與本振LOl進行混頻,經(jīng)第一帶通濾波器13濾除和頻信號以及帶外噪聲后形成差頻信號SI ;這一步驟的目的是為模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)做準(zhǔn)備,用以提高A/D輸出信號的信噪比。接著用模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置14對差頻信號SI進行采樣,采樣后的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼器(未圖示)形成信息碼元S2 ;把信息碼元S2與偽碼發(fā)生器15產(chǎn)生的偽碼進行一模二加運算,形成傳輸碼元S3。在這里,信息碼元S2的寬度應(yīng)為偽隨機碼元寬度的整數(shù)倍,也即實現(xiàn)對信號的擴頻。用傳輸碼元S3對本振L02進行調(diào)相,形成2PSK的調(diào)制波信號S4 ;本發(fā)明的數(shù)字信號調(diào)制調(diào)技術(shù)可以采用振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)和差分移相鍵控(DPSK)中的任一種,在本實施例中,采用的是PSK調(diào)制技術(shù)。將調(diào)制后的信號經(jīng)過天線裝置發(fā)射出去。 在接收裝置20端,先用偽碼發(fā)生器21與本振L03做乘積處理形成信號S5,將接收的信號與信號S5相乘,形成信號S6 ;接收裝置20端的偽碼和發(fā)射裝置10端的偽碼周期相同,碼位同步。該步驟不僅實現(xiàn)對接收信號進行解擴的目的;而且,由于多徑效應(yīng)的存在,發(fā)射裝置10端的偽碼碼位與接收裝置20端的偽碼碼位會有隨機的相差,信號相關(guān)性會被降低,功率譜在頻域上會被展寬,從而降低干擾電平;而有用信號則會由于其強的相關(guān)性被大大增強;從而有效的抑制了無線傳輸導(dǎo)致的多徑干擾問題。把所述的信號S6經(jīng)過第二帶通濾波器22后濾除和頻信號,得到中頻信號S7 ;信號S7中包含有信息碼兀的信息。將解擴后的中頻信號S7用前述對應(yīng)的方法通過數(shù)字解調(diào)器23進行數(shù)字信號解調(diào),再經(jīng)過解碼器(未圖示),恢復(fù)出模數(shù)轉(zhuǎn)換后的磁共振信號。所述發(fā)送裝置10端包括線圈11,與線圈11相連的前置放大器12,緊接著的混頻器(包括本振L01),第一帶通濾波器13,模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置14,在模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出端相連的擴頻裝置(包括第一偽碼發(fā)生器15)和編碼裝置(未圖示),與編碼裝置相連的調(diào)制器(包括本振L02)以及天線發(fā)送模塊;所述接收裝置20端包括與接收天線模塊依次相連的解擴裝置(包括第二偽碼發(fā)生器21和本振L03)、第二帶通濾波器22、數(shù)字解調(diào)器23以及解碼器(未圖示)。所述磁共振設(shè)備包括如上所述的發(fā)送裝置10端和接收裝置20端組成的信號傳輸裝直。實施例2如圖4所示,對于多路磁共振信號傳輸方法與單路傳輸方法不同的是,在發(fā)射裝置10端,由于多路線圈單元的存在,在磁共振信號傳輸時,經(jīng)前置放大器12放大后的信號應(yīng)被送到射頻開關(guān)16,所述射頻開關(guān)16由系統(tǒng)發(fā)出的控制信號進行控制,用于確定某一時間內(nèi)接收的信號是由多路線圈中的某一個線圈11單元發(fā)出的,從而將線圈11和后續(xù)的圖像重建以及相關(guān)的應(yīng)用對應(yīng)起來。除了利用射頻開關(guān)16對多路線圈實現(xiàn)信道的時分復(fù)用以外,其他的傳輸過程與單路線圈的傳輸過程相同,在此不再贅述,下同。所述發(fā)送裝置10端包括多路線圈11,與線圈11相連的多個前置放大器12,連接著多個前置放大器12輸出端的射頻開關(guān)16,緊接著的混頻器(包括本振L01),第一帶通濾波器13,模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置14,在模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出端相連的擴頻裝置(包括第一偽碼發(fā)生器15)和編碼裝置(未圖示),與編碼裝置相連的調(diào)制器(包括本振L02)以及天線發(fā)送模塊;所述接收裝置20端包括與接收天線模塊依次相連的解擴裝置(包括第二偽碼發(fā)生器21和本振L03)、第二帶通濾波器22、數(shù)字解調(diào)器23以及解碼器(未圖示)。所述磁共振設(shè)備包括如上所述的發(fā)送裝置10端和接收裝置20端組成的信號傳輸裝置。
實施例3如圖5和圖6所示,對于單路磁共振信號傳輸方法還可以是這樣實現(xiàn)的:在發(fā)送裝置10端,將線圈11接收到的磁共振信號先經(jīng)前置放大器12進行信號放大;然后直接經(jīng)過第一帶通濾波器13濾除帶外噪聲后形成信號SI ;省略了實施例1中的混頻步驟,也即不需在發(fā)射裝置10端用本振LOl通過混頻器進行混頻,降低了發(fā)射裝置10端的成本。接著用模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置14對信號SI進行采樣;在發(fā)送裝置10端后續(xù)的步驟與實施例I的相同。在接收裝置20端,與實施例1不同的是,將解擴后的中頻信號S7,用本振LOl對中頻信號S7進行混頻處理,得到另一中頻信號S8。將信號S8通過數(shù)字解調(diào)器23進行數(shù)字信號解調(diào),再經(jīng)過解碼器(未圖示),恢復(fù)出模數(shù)轉(zhuǎn)換后的磁共振信號。所述發(fā)送裝置10端包括線圈11,與線圈11相連的前置放大器12,緊接著的第一帶通濾波器13,模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置14,在模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出端相連的擴頻裝置(包括第一偽碼發(fā)生器15)和編碼裝置(未圖示),與編碼裝置相連的調(diào)制器(包括本振L02)以及天線發(fā)送模塊;所述接收裝置20端包括與接收天線模塊依次相連的解擴裝置(包括第二偽碼發(fā)生器21和本振L03)、第二帶通濾波器22、混頻器以及本振L01、解調(diào)器23以及解碼器(未圖示)。所述磁共振設(shè)備包括如上所述的發(fā)送裝置10端和接收裝置20端組成的信號傳輸裝置。
實施例4如圖7所示,對于多線圈單元的磁共振信號傳輸方法與實施例2不同的是,在發(fā)送裝置10端,省略了本振L01,混頻器以及混頻的步驟;這以后的步驟與實施例3相同;如圖5所示,在接收裝置20端,用本振LOl對中頻信號S7進行混頻處理,得到另一中頻信號S8。所述發(fā)送裝置10端包括多路線圈11,與線圈11相連的多個前置放大器12,連接著多個前置放大器12輸出端的射頻開關(guān)16,緊接著的第一帶通濾波器13,模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置14,在模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出端相連的擴頻裝置(包括第一偽碼發(fā)生器15)和編碼裝置(未圖示),與編碼裝置相連的調(diào)制器(包括本振L02)以及天線發(fā)送模塊;所述接收裝置20端包括與接收天線模塊依次相連的解擴裝置(包括第二偽碼發(fā)生器21和本振L03)、第二帶通濾波器22、混頻器,本振L01、解調(diào)器23以及解碼器(未圖示)。
所述磁共振設(shè)備包括如上所述的發(fā)送裝置10端和接收裝置20端組成的信號傳輸
>J-U ρ α裝直。通過以上4種較佳實施例的描述,本發(fā)明提供的技術(shù)方案不僅有效的解決了有線傳輸情況下線纜占用空間,天線效應(yīng)導(dǎo)致病人不適的問題;而且很好的解決了無線技術(shù)帶來的多徑干擾的問題。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精 神及實質(zhì)內(nèi),做出的各種相應(yīng)的改變與變形均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟: 步驟1、將線圈接收到的磁共振信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,并編碼后形成磁共振信號傳輸?shù)男畔⒋a元; 步驟2、對所述信息碼元用偽隨機碼序列進行擴頻; 步驟3、將擴頻后的信息對載波(L02)進行調(diào)制,將調(diào)制后的信號經(jīng)過天線裝置發(fā)射出去; 步驟4、在接收端,用偽隨機碼對接收到的信息進行解擴; 步驟5、將解擴后的信號進行數(shù)字信號解調(diào),恢復(fù)出模數(shù)轉(zhuǎn)換后的磁共振信號。
2.如權(quán)利要求1所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述步驟I中的磁共振信號在模數(shù)轉(zhuǎn)化前,先經(jīng)前置放大器進行信號放大。
3.如權(quán)利要求2所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,對于多線圈的磁共振信號,經(jīng)所述前置放大器放大后的信號由射頻開關(guān)控制;所述射頻開關(guān)由系統(tǒng)發(fā)出的控制信號控制。
4.如權(quán)利要求2或3所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述信號是被放大的信號本身,或者是被放大信號與本振(LOl)進行混頻、并經(jīng)帶通濾波器濾除和頻信號及帶外噪聲后形成的差頻信號。
5.如權(quán)利要求1所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述步驟2中的信息碼元與偽隨機碼的碼元進行一模二加運算,形成傳輸?shù)拇a元。
6.如權(quán)利要求5所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述信息碼兀的寬度為所述偽隨機碼碼元寬度的整數(shù)倍。
7.如權(quán)利要求1所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述步驟3中的調(diào)制方法為振幅鍵控調(diào)制、移頻鍵控調(diào)制、移相鍵控調(diào)制或差分移相鍵控調(diào)制方法中的任一種。
8.如權(quán)利要求5所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,在所述步驟4中的接收端,把接收到的信息與本地偽碼做乘積處理,處理后形成中頻信號。
9.如權(quán)利要求8所述的磁共振信號傳輸方法,其特征在于,所述本地偽碼和線圈端的偽隨機碼周期相同,碼位同步。
10.一種磁共振信號傳輸裝置,包括線圈端的發(fā)送裝置以及接收裝置,其特征在于, 所述發(fā)送裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置,與模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出端相連的編碼器;與編碼器相連的擴頻器;與擴頻器相連的調(diào)制器;以及天線發(fā)送模塊; 所述接收裝置包括與接收天線相連的解擴器;用于解調(diào)解擴后信號解調(diào)的解調(diào)器。
11.如權(quán)利要求10所述的磁共振信號傳輸裝置,其特征在于,所述發(fā)送裝置還包括一前置放大器。
12.如權(quán)利要求11所述的磁共振信號傳輸裝置,其特征在于,所述發(fā)送裝置還包括一射頻開關(guān)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的磁共振信號傳輸裝置,其特征在于,所述發(fā)送裝置還包括一混頻器和與混頻器相連的帶通濾波器。
14.如權(quán)利要求13所述的磁共振信號傳輸裝置,其特征在于,所述發(fā)送裝置還包括一模二加法器。
15.—種磁共振設(shè)備,其特征在于,所述磁共振設(shè)備包括如權(quán)利要求10 14中任一項所述的信號傳 輸裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁共振信號傳輸方法,包括以下步驟在線圈端,將線圈接收到的磁共振信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼形成信息碼元;對信息碼元用偽隨機碼序列進行擴頻形成傳輸碼元;用傳輸碼元對載波進行調(diào)制,將調(diào)制后的信號經(jīng)過天線裝置發(fā)射出去;在接收端,用偽隨機碼對接收到的信息進行解擴;然后解調(diào),恢復(fù)出模數(shù)轉(zhuǎn)換后的磁共振信號。本發(fā)明還提供了實施該傳輸方法的傳輸裝置;以及包含該傳輸裝置的磁共振設(shè)備。所述傳輸方法采用無線傳輸方法,不僅成本降低,而且解決了無線傳輸中的多徑問題。
文檔編號H04B5/02GK103166682SQ20111040763
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者張強 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司