多通道核磁共振成像谱仪系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及核磁共振技术领域，具体涉及一种多通道核磁共振成像谱仪系统。


背景技术：

[0002]
磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)是医学影像领域中一种无辐射损伤的安全扫描成像方式，核磁共振谱仪是核磁共振成像系统中的核心部件，其主要作用是实时控制脉冲序列的发射和磁共振信号的接收。
[0003]
采集通道数目的多少对谱仪的扫描速度和成像质量有着非常重要的影响。对于谱仪来说，采集通道的增加对信号处理能力、系统同步控制、信号传输等方面都提出了更高的要求，所以谱仪的设计在性能要求和灵活应用方面也存在一些矛盾。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的不足，本实用新型公开一种可以灵活扩展通道数目的多通道核磁共振成像谱仪系统，通过所述多通道核磁共振成像谱仪主机的扩展接口电路和所述多通道核磁共振成像谱仪从机的扩展接口电路，以机箱级联扩展的方式，把所述多通道核磁共振成像谱仪主机和至少1个所述多通道核磁共振成像谱仪从机进行连接，使多通道核磁共振成像谱仪系统的接收通道数目很灵活地扩展到满足各种应用场合需要的通道数目，从而解决现有谱仪在信号处理能力、系统同步控制、信号传输等方面的不足。
[0005]
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
[0006]
多通道核磁共振成像谱仪系统，其特征在于：包括
[0007]
上位机，用于操作员编写序列控制指令并下发给谱仪；
[0008]
多通道核磁共振成像谱仪主机，用于解析所述上位机下发的指令，采集数据进行信号处理后回传给所述上位机；
[0009]
至少1个多通道核磁共振成像谱仪从机，用于接收并执行所述多通道核磁共振成像谱仪主机传来的指令，进行信号处理后回传给所述多通道核磁共振成像谱仪主机。
[0010]
优选的技术方案，所述多通道核磁共振成像谱仪主机包括至少48个主机接收通道，所述多通道核磁共振成像谱仪从机包括至少64个从机接收通道。
[0011]
优选的技术方案，所述多通道核磁共振成像谱仪主机包括
[0012]
至少1个主机扩展接口电路，用于下发指令和接收来自所述多通道核磁共振成像谱仪从机回传的采集数据；
[0013]
至少1个主机同步信号电路，用于产生同步时钟信号和同步触发信号下发给所述多通道核磁共振成像谱仪从机。
[0014]
进一步优选的技术方案，所述多通道核磁共振成像谱仪主机还包括
[0015]
主机fpga，用于控制序列时序并处理数据；
[0016]
嵌入式处理单元，用于解析所述上位机下发的指令并转发至所述主机fpga，所述
嵌入式处理单元和所述主机fpga连接；
[0017]
射频信号发射外围模拟电路，用于接收所述主机fpga生成的发射数字波形信号；
[0018]
主机接收外围模拟电路，用于放大、滤波核磁共振模拟信号并转换为数字信号后转发至所述主机fpga，所述主机接收外围模拟电路和所述主机fpga连接；
[0019]
梯度外围模拟电路，用于接收所述主机fpga生成的梯度数字波形信号并转换生成模拟信号，所述梯度外围模拟电路和所述主机fpga连接。
[0020]
优选的技术方案，所述多通道核磁共振成像谱仪从机包括
[0021]
至少1个从机扩展接口电路，用于接收来自所述多通道核磁共振成像谱仪主机下发的指令，并回传所述多通道核磁共振成像谱仪从机的采集数据；
[0022]
至少1个从机同步信号电路，用于接收来自所述多通道核磁共振成像谱仪主机的同步时钟信号和同步触发信号。
[0023]
进一步优选的技术方案，所述多通道核磁共振成像谱仪从机还包括
[0024]
从机fpga，用于控制序列时序并处理数据；
[0025]
从机接收外围模拟电路，用于放大、滤波核磁共振模拟信号并转换为数字信号后转发至所述从机fpga，所述从机接收外围模拟电路和所述从机fpga连接。
[0026]
本实用新型公开一种多通道核磁共振成像谱仪系统，具有以下优点：
[0027]
通过级联方式连接谱仪，能够灵活构成不同采集通道数目的谱仪以应对各种场合的不同需要。
[0028]
采用了主从级联扩展的方式，可以通过级联多个扩展从机，将有限采集通道数的谱仪主机，灵活扩展成为任意所需个采集多通道的谱仪采集应用系统。
[0029]
避免了单个多通道谱仪的结构设计复杂，也满足了不同种应用场合的需求。实现了2通道的发射通道，4通道的梯度发射，多个接收采集通道的功能。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0031]
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]
图1是本实用新型实施例240通道的扩展级联方案图；
[0033]
图2是本实用新型实施例中多通道核磁共振成像谱仪主机的示意图；
[0034]
图3是本实用新型实施例中多通道核磁共振成像谱仪从机的示意图。
具体实施方式
[0035]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0036]
基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0037]
如图1至图3所示，本实用新型实施例所述一种多通道核磁共振成像谱仪系统，包
括多通道核磁共振成像谱仪主机，用于发射射频波形，梯度波形，接收存储，以及和解析上位机下发的命令，并回传采集信号；多通道核磁共振成像谱仪从机，用于灵活扩展的多通道核磁共振成像谱仪的扩展单元。
[0038]
上位机，用于操作员编写序列控制所述多通道核磁共振成像谱仪主机和所述多通道核磁共振成像谱仪从机1到所述多通道核磁共振成像谱仪从机n，并接收从所述多通道核磁共振成像谱仪主机和所述多通道核磁共振成像谱仪从机1到所述多通道核磁共振成像谱仪从机n采集处理过的信号，完成图像重建。
[0039]
多通道核磁共振成像谱仪主机，用于解析接收来自所述上位机的指令，对整个发射接收的控制和信号处理，包括tx_ch1和tx_ch2共两个发射通道，包括x、y、z、b0共4个梯度发射通道，并有多个扩展机箱连接电路和控制信号传输线路。
[0040]
多通道核磁共振成像谱仪从机1，用于第一级级联扩展通道的多通道核磁共振成像谱仪，可以增加所述多通道核磁共振成像谱仪主机中采集通道数一倍数目的采集通道，所述多通道核磁共振成像谱仪从机1和所述多通道核磁共振成像谱仪主机连接。
[0041]
为了所述多通道核磁共振成像谱仪系统中的所述多通道核磁共振成像谱仪主机和所述多通道核磁共振成像谱仪从机都受同一个嵌入式控制单元，所述多通道核磁共振成像谱仪主机需要通过扩展接口电路n(n≥1)把解析的指令传送给各个所述多通道核磁共振成像谱仪从机。
[0042]
多通道核磁共振成像谱仪从机n，用于第n(n≥1)级级联扩展通道的多通道核磁共振成像谱仪，可以增加所述多通道核磁共振成像谱仪主机中采集通道数一倍数目的采集通道，所述多通道核磁共振成像谱仪从机n和所述多通道核磁共振成像谱仪主机连接。
[0043]
所述多通道核磁共振成像谱仪从机通过扩展接口电路接收到所述多通道核磁共振成像谱仪主机传送过来的指令后执行采集信号并处理信号，然后通过扩展接口电路把采集数据回传到所述多通道核磁共振成像谱仪主机。
[0044]
为了实现所述多通道核磁共振成像谱仪主机和所述多通道核磁共振成像谱仪从机之间保持同步控制，所述核磁共振成像谱仪主机需给所述多通道核磁共振成像谱仪从机提供包括同步时钟信号和同步触发信号，所述多通道核磁共振成像谱仪在该两个同步信号下工作。
[0045]
为了用更少的扩展单元实现更多的通道数，所述多通道核磁共振成像谱仪从机在结构上比所述多通道核磁共振成像谱仪主机要简单，所述多通道核磁共振成像谱仪从机不需要包括多通道核磁共振成像谱仪主机中含有的射频发射电路，梯度波形发射电路，以及存储单元电路等，可以把资源尽可能多地给接收通道电路。所以多通道核磁共振成像谱仪主机中包括48个主机接收通道，如图2中所示rx_hc1
……
rx_hc48，而每个所述多通道核磁共振成像谱仪从机中包括64个从机接收通道，如图3中所示rx_hc1
……
rx_hc64。
[0046]
包括所述多通道核磁共振成像谱仪主机就有48个接受采集通道，不含其他的所述多通道核磁共振成像谱仪从机，这个方案构成的多通道核磁共振成像谱仪系统就可以完全可以满足核磁共振成像谱仪的日常应用。
[0047]
为了方便所述可灵活扩展多通道核磁共振成像谱仪系统中所有的接收通道采集的数据回传给上位机，所述多通道核磁共振成像谱仪从机的数据都回传给所述多通道核磁共振成像谱仪主机中的存储单元进行存储，然后通过嵌入式处理单元回传给上位机。
[0048]
包含1个所述多通道核磁共振成像谱仪主机，包含1个所述多通道核磁共振成像谱仪从机，构成的多通道核磁共振成像谱仪系统共有112个数据采集通道，这个方案已经超过了核磁共振成像谱仪的绝大部分应用。
[0049]
包含1个所述多通道核磁共振成像谱仪主机，包含3个所述多通道核磁共振成像谱仪从机，这种方案构成的多通道核磁共振成像谱仪系统，共有240个数据采集通道，已经覆盖了当前几乎所有的实际应用所需的通道数。
[0050]
应当理解的是，图1中提供的方案中共有240个数据采集通道的多通道核磁共振成像谱仪，并不是本应用新型所能组成的多通道数目的极限，按照本应用新型的设计思路，是可以通过级联方式灵活实现扩展的多通道核磁共振成像谱仪系统。
[0051]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0052]
而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0053]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。