用于MRI线圈的基于混沌编码的通信的制作方法

磁共振成像(mri)系统使用放置在对象(患者)上或周围的局部射频线圈来接收对象的信号，并且将所接收的信号的数据传输至mri系统以进行处理和分析。局部射频线圈可以经由例如同轴线缆或光纤传输数据。

如果要将磁共振成像系统和局部射频线圈修改为经由无线传输进行通信，则无线传输需要既可靠又安全，并且不应导致不必要的处理延迟。例如，由无线传输产生的数据中的不可检测的错误可能影响由磁共振成像系统成像的对象的诊断或处置。此外，不应该简单地因为使用无线传输而不必要地损害数据的安全性。此外，局部射频线圈(或移动台(mst))与磁共振成像系统(或基站(bst))之间的链路延迟应当保持尽可能小，即使这对传输-接收(tx-rx)路径能够容许的信号处理的量施加了显著的限制。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述最好地理解范例实施例。要强调的是，各种特征不一定按比例绘制。实际上，为了清楚讨论，可以任意增加或减小尺寸。只要适用且实用，相似的附图标记指代相似的元件。

图1是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的加密/解密系统的视图。

图2是根据代表性实施例的包括用于mri线圈的基于混沌编码的通信的传输和接收部分两者的通信系统的视图。

图3是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的通信系统的另一视图。

图4是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的传输过程的视图。

图5是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的接收过程的视图。

图6是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的mri系统的视图。

图7是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的mri系统的另一视图。

图8是根据代表性实施例的示范性通用计算机系统的视图，其包括用于mri线圈的基于混沌编码的通信的一组指令。

具体实施方式

在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的代表性实施例，以便提供对根据本教导的实施例的透彻理解。可以省略对已知系统、设备、材料、操作方法和制造方法的描述，以避免模糊对代表性实施例的描述。尽管如此，在本领域普通技术人员的知识范围内的系统、设备、材料和方法也在本教导的范围内，并且可以根据代表性实施例使用。应注意，本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不旨在为限制。所定义的术语是如在本教导的技术领域中通常理解和接受的所定义的术语的技术和科学含义的补充。

将理解，尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或部件，但是这些元件或部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件或部件与另一个元件或部件。因此，在不脱离本发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件或部件可以被称为第二元件或部件。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在是限制性的。如说明书和权利要求中所使用的，单数形式的术语“一”、“一个”和“所述”旨在包括单数和复数形式两者，除非上下文另有明确规定。此外，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”和/或类似术语指定陈述的特征、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其他特征、元件、部件和/或其组的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

除非另行指示，否则当元件或部件被认为“连接到”、“耦合到”或“邻近于”另一元件或部件时，将理解所述元件或部件可以直接连接或耦合到其他元件或部件，或者可以存在中间元件或部件。也就是说，这些和类似术语涵盖可以采用一个或多个中间元件或部件来连接两个元件或部件的情况。然而，当元件或部件被认为“直接连接”到另一元件或部件时，这仅涵盖两个元件或部件彼此连接而没有任何中间或中介元件或部件的情况

鉴于前述内容，因此本公开通过其各个方面、实施例和/或特定特征或子部件中的一个或多个旨在呈出如下具体指出的优点中的一个或多个。出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的范例实施例，以便提供对根据本教导的实施例的透彻理解。然而，与本公开一致的脱离本文公开的具体细节的其他实施例仍在权利要求的范围内。此外，可以省略对公知装置和方法的描述，以免模糊对范例实施例的描述。这样的方法和设备在本公开的范围内。

如本文所述，用于mri线圈的基于混沌编码的通信包括各种组合特征，以确保无线通信的准确性和安全性，同时仍提供快速处理能力。一般而言，本文通过设置经由混沌/混沌映射所映射的初始条件来使用混沌编码，以生成/输出加密密钥。初始条件基于来自mri系统的操作参数，使得加密密钥将针对mri系统的每个不同操作而变化。因此，设置初始条件和实际加密可以被认为是如本文所述的独立的过程。

混沌编码采用已知为混沌理论的数学分支。混沌理论涉及对初始条件极其敏感的动力系统的行为。即，在动力系统中，初始条件的小差异与广泛发散的结果相关，即使未来的行为(结果)完全由初始条件决定。混沌编码中涉及的映射是将初始条件输入到动态系统的模型(“混沌映射”)以产生结果的过程。这种映射也可称为逻辑映射。如本文所述，模型的输出(混沌映射)是用于输入到模型的每个不同初始条件的不同的加密密钥。

从混沌映射输出的加密密钥能够用于加密无线通信，包括例如调制符号，诸如正交幅度调制(qam)信号。在qam通信中，根据表示被传输的数字数据的符号来修改载波信号。因此，qam信号由符号实现，符号继而表示下层数字数据。qam信号的实i和虚q分量是通过与上述用于混沌编码的不同的映射形式获得的。即，qam信号的实i和虚q分量是在已知为星座映射的过程中获得的。因此，根据本公开，能够使用混沌映射来基于初始条件获得加密密钥，并且能够使用星座映射来获得然后能够使用加密密钥进行加密qam信号的实i和虚q分量。为清楚起见，qam仅是能够根据本文的教导使用的调制形式的范例。

图1是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的加密/解密系统的视图。在图1中，加密由加密系统100执行，并且解密由解密系统150执行。对于加密系统100，第一初始条件c0被输入到混沌序列a映射115。第二初始条件c'0被输入到混沌序列b映射116。混沌序列a映射115和混沌序列b映射116均用于生成加密密钥作为输出。混沌序列a映射115的输出示出为密钥a，并且混沌序列b映射116的输出示出为密钥b。换言之，加密序列密钥(密钥a和密钥b)由混沌编码序列组成。在图1中，假设第一初始条件c0和第二初始条件c'0作为加密系统100和解密系统150的输入。设置第一初始条件c0和第二初始条件c'0的过程从图2开始描述。然而，为了描述图1中的加密的目的，第一初始条件c0和第二初始条件c'0能够针对mri系统的每个操作进行变化，使得加密方法针对每次传输进行变化，使得mri序列不是固定的，而混沌序列保持其性质。

此外，混沌序列a映射115和混沌序列b映射116可以使用存储在存储器中并由处理器执行的软件程序来实施。即，将混沌序列a映射115和混沌序列b映射116应用于初始条件c0和c'0的过程可以通过使用处理器执行软件指令来执行以生成所得到的加密序列密钥(密钥a和密钥b)。

在图1中，标记“i”指代用于承载磁共振成像信息的调制符号(例如，qam符号)的实分量。标记“q”表示用于承载磁共振成像信息的调制符号(例如，qam符号)的虚分量。从其中导出i和q的磁共振成像信息在图1中被标记为输入。加密机制从产生i和q值的星座映射开始。输入i和q能够从调制器(例如，qam调制器)导出，如稍后针对图2所示出的，但是这种星座映射能够扩展到任何i和/或q映射编码。分别用密钥a和密钥b(a(i)和b(i))对独立的实i和虚q进行加密。实分量i由加密引擎120使用密钥a加密。虚分量q由加密引擎125使用密钥b加密。加密引擎120的输出被标记“加密i”，加密引擎125的输出被标记“加密q”。

本文描述的加密过程能够通过将符号的i和q部分分别乘以一对加密密钥密钥a和密钥b(序列a(i)，b(i))来执行。这能够表示为：

x＝re{w}*a(i)+jim{w}b(i)(1)

其中，re{.}和im{.}分别指示实部和虚部值，w表示被传输的当前符号，并且a(i)、b(i)∈{1,-1}是两个不同序列的元素。即，通过将初始条件应用于混沌映射和混沌映射来生成a(i)和b(i)。作为范例，下面的经修正的混沌映射[2]示出了由以下迭代公式定义的混沌模型：

cn+1＝f(cn)＝1-μc²n,μ∈{1.40015,2},cn∈(-1,1)(2)

sn＝sgn(cn)(3)

其中，sgn(.)指代符号函数，并且sn是所生成的混沌序列的第n个元素。cn是等式(2)的第n个状态值，并且c0是由mri系统/序列提供的-1和1之间的任意值，并且μ是分叉参数。如在[1]中，该方案将初始值c0、分叉参数μ和迭代步骤n作为安全密钥。在以步骤n迭代之后，公式落入完全混沌域，并且序列能够通过(3)来获得。

对于解密系统150，由加密引擎120输出的加密i被输入到解密引擎170。由加密引擎125输出的加密q被输入到解密引擎175。第一初始条件c0被输入到对应于加密系统100中的混沌序列a映射115的混沌序列映射165。第二初始条件c'0被输入到对应于加密系统100中的混沌序列b映射116的混沌序列b映射166。混沌序列a映射165和混沌序列b映射166均用于生成解密密钥作为输出。混沌序列a映射165的输出示出为密钥a(a(i))，并且混沌序列b映射166的输出示出为密钥b(b(i))。

在图1中，当输入密钥a(i)以解密加密i时，原始符号的实分量i从解密引擎170导出。当输入密钥b(i)以解密加密q时，原始符号的虚分量q从解密引擎175导出。

在图1中所示的接收器侧(rx)，解密过程类似于加密过程发生。描述解密过程的公式能够解释为

w’＝re{x’}*a(i)+jim{x’}b(i)(4)

其中，x'是收到的符号。

图1中，加密系统100能够在附接到射频线圈、并入射频线圈中或以其他方式与射频线圈集成的通信链路的phy水平上提供。由于各种原因，这种射频线圈(或移动台(mst))与整个mri系统(或基站(bst))之间的链路等待时间应当保持尽可能小。只要还能够在phy水平上提供错误检测和校正，在phy水平上提供加密系统100提供较低水平的信号处理。

在phy水平上的错误检测和校正方面，前向错误校正(fec)代码能够与循环冗余代码(crc)一起使用。由于前向错误校正代码和循环冗余代码已经能够在phy层上实施，因此也在phy层上实施的加密系统100能够产生效率和处理增益。本文使用phy层描述的布置还允许mri通信系统满足等待时间要求。phy层中的安全传递还降低了本文所描述的用于处理所需的信号处理能力。

上述加密基于混沌序列，通过所述混沌序列，所传输的调制符号(例如，qam符号)实(i)和复(q)部被单独加密。能够在嘈杂的环境下由已授权的接收器检测混沌序列，因此增加了安全性并且不会受到损害。用于加密和解密的加密和解密密钥序列使用混沌映射来生成，并且混沌映射具有性质(例如，遍历性)，其允许对初始条件的高灵敏度和使实施方式复杂度低的控制参数。另外，在本文描述的系统和方法中，能够加密完整的无线mri数据传输(即，数据、数据报头和控制信号)，从而提供高水平的安全性。

图2是根据代表性实施例的包括用于mri线圈的基于混沌编码的通信的传输和接收部分的通信系统的视图。在图2中，mri系统200被示为用于输入到通信链路201和299的源，尽管此处的mri系统200应当被认为还包括局部线圈。通信链路201包括加密子系统，例如图1中所示的加密系统100。通信链路299包括解密子系统，例如图1中所示的解密系统150。

在图2中，mri系统200连同局部线圈是磁共振成像信息的来源。稍后将参考图6和7更详细地解释mri系统200的整体操作，因为现在进行简要描述应该足够了。mri系统200使用发射级中的可变序列来经由射频(rf)线圈选择性地将b1场递送到对象。在接收级，由b1场激发的氢原子返回到原始位置(即，b1场的选择性递送之前的位置)并发出微弱的射频信号，所述射频信号能够由局部线圈(在对象身体上或附近的局部射频线圈)拾取并用于产生图像。磁共振成像信息包括来自微弱射频信号的信息，所述微弱射频信号由专门被放置为从人体的氢原子拾取微弱射频信号的局部线圈检测。由局部线圈接收、生成、识别等的磁共振成像信息也是如本文所述的被无线传递的信息的至少一部分。

能够使用唯一的mri参数生成或由唯一的mri参数确定关于图1和2描述的混沌编码序列。唯一的mri参数可以是mri传输(tx)序列的各种参数，包括序列本身和/或对象(患者)接收(rx)信号的各种参数。因此，加密方法能够针对每次传输而变化。除了mri序列参数之外，初始条件还能够基于例如环境或对象(患者)信息而变化，使得每次数据传输具有不同且唯一的加密密钥。本文描述的加密具有非常低的受到损坏的可能性，因为初始条件仅是系统先验已知的，并且唯一密钥不在空中传输，因为其是已知的并且由mri系统200的参数生成或确定。

在图2中，通信链路201接收初始条件c0和c'0以及磁共振成像信息的输入数据。调制器(例如，qam调制器)210(映射器)将输入磁共振成像信息映射为调制符号(例如，qam符号)。调制符号然后被分成实分量i和虚分量q，它们接下来分别由加密引擎220和225独立进行加密。

第一初始条件c0由混沌序列a映射215使用，以生成加密密钥a。加密密钥a继而用于加密调制符号(例如，qam符号)的实分量i。第二初始条件c'0由混沌序列b映射216使用，以生成加密密钥b。加密密钥b继而用于加密调制符号(例如，qam符号)的虚分量q。加密i和加密q然后被组合，例如经由并行到串行转换，或者经由例如在发射器240中的逆快速傅里叶变换(ifft)处理并放到通信线路299上，通信线路299可以是包括一个或多个无线信道的无线通信系统。当然，包括诸如ifft的线性变换的任何线性操作能够用于组合加密i和加密q。

通信链路299执行基本上与通信链路201的处理相反的过程。通信链路299从mri系统200接收初始条件c0和c'0，并从通信链路299接收组合的加密i和加密q。初始条件c0和c'0分别通过混沌序列a映射265和混沌序列b映射266放置，以获得解密密钥a(i)和b(i)。解密引擎270和275使用解密密钥a(i)和b(i)来获得承载原始磁共振成像信息的原始调制符号的实分量i和虚分量q。解调器290(例如，qam解调器)解调实分量i和虚分量q，以输出先前输入到通信链路201的相同磁共振成像信息。

作为对图2中的通信链路201和299的背景的解释，这些通信链路201、299可以在同一房间中或在同一建筑物中。例如，通信链路201可以附接到或者甚至内置在接收来自对象身体的微弱射频信号的局部线圈之一中。通信链路299可以附接到包括mri系统200的房间的墙壁，并且然后将磁共振成像信息馈送到计算机以进行处理。因此，通信链路201、299可以避免在局部线圈和mri系统200之间的布线的任何需要，使得局部线圈能够制成便携式、可更换的、可互换的等。

图3是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的通信系统的另一视图。图3图示了获得和传送初始条件c0和c'0的过程。如关于图1和2所解释的，初始条件c0和c'0通过混沌序列a映射115/215和混沌序列b映射116/216来处理，以分别生成密钥a和密钥b。在图3中，来自mri射频序列的信息被输入到互相关器305，以产生初始条件c0和c'0。mri射频信息可以是序列的图案(类似于莫尔斯码图案)、序列的开始和结束时间、序列的持续时间、序列的信号特征等。每个不同的mri射频序列将导致从互相关器305输出的不同组的初始条件c0和c'0。初始条件分别进入混沌序列a映射315和混沌序列b映射316，以分别生成加密密钥a和加密密钥b作为输出。顺便提及，互相关是将两个系列的相似性确定为两者之间的差异的函数的已知量度。根据本公开，能够将互相关应用于多个不同系列的不同参数，以识别最佳相关。应当清楚，能够使用存储在存储器中并由处理器执行的软件指令来执行互相关。

如上所述，初始条件值c0和c'0是经由用于对特定对象执行mri扫描的mri序列的互相关函数生成的，如图3所示。c0和c'0值分别是相关性因子α和α'以及时间戳t0和t1的函数。

如前所述，生成初始条件c0和c'0的过程可以被认为是与实际加密过程分开的过程。尽管本文描述的加密过程通常由与局部线圈集成的通信链路执行，但是初始条件的生成可以在通信链路上完全地、部分地执行或根本不执行。即，初始条件c0和c'0可以从mri系统200(图2中)直接提供，例如，在发射之前确认mri序列的时间。初始条件c0和c'0也可以在包括加密系统100的通信链路处生成，或者部分在mri系统200处、部分在包括加密系统100的通信链路处生成。只要加密密钥密钥a和密钥b在从mri系统200发射之前生成，这些密钥a和b就与信道条件不相关。因此，一旦发射mri序列，就不会暴露统计性质。总之，将基于特定时间戳处的mri序列建立初始条件，使得归一化的相关性因子提供如上面的等式(2)中指示的初始条件值c0和c'0。图3中的互相关器305因此可以在通信链路处，或在mri系统200处(在图2中)提供。

图4是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的传输过程的视图。在图4中，所示的过程是部分并行的，因为一个或多个特征不一定由诸如通信链路201的通信单元执行。在s401处，由诸如mri系统200的系统发射mri射频序列。在s410处，通过例如通信链路201检测(一个或多个)mri射频序列参数。在s415处，应用时间戳来标记(一个或多个)mri射频序列参数被检测的时间。

在s411处，接收来自mri局部线圈的信号。来自mri局部线圈的信号是来自mri会话的对象的信息。在s416处，应用时间戳来标记从mri局部线圈接收信号的时间。在s415和s416处的时间戳可以彼此相关，诸如以识别任何偏移。

在s420处，mri射频序列参数被互相关，以识别多个参数中间的峰值(即，最佳)匹配。互相关的mri射频序列参数中间的峰值匹配用于确定初始条件c0和c'0。s420的输出是初始条件c0和c'0。

在s430处，将从mri局部线圈接收的信号数字化，并且在s431处，对数字化的接收信号进行打包。在s432处，已打包的所接收的信号经受映射(例如，qam映射)，并且被分离和分流为用于加密的复(i+jq)信息组。s432的输出是分离的实(i)和虚(q)信号s(t)i和s(t)q的分流。

在s440处，使用分别从混沌序列a映射和混沌序列b映射导出的密钥单独加密实信号s(t)i和s(t)q的分流。在s441处发送单独的加密分流s(t+c0)i，并且在s442处发送单独的加密分流s(t+c'0)q。在s450处，对两个单独的加密分流s(t+c0)i和s(t+c'0)q进行逆快速傅里叶变换，并且在s460处无线传输所得到的分流。如前所述，包括线性变换的任何线性操作能够用于组合加密分流s(t+c0)i和s(t+c'0)q。在s499处，过程移动到下一个射频序列并从s410和s411开始重复。

当然，当在使用本文所述的用于mri线圈的基于混沌编码的通信进行通信的系统中使用未授权的局部线圈时，图4的方法将提供防止这种使用的安全性。即，利用将遵循特定加密系统的预期进行无线通信的mri系统将不允许与未装备为实施加密的局部线圈进行这种通信。另外，图4的方法还能够用于阻止黑客、改善无线线圈的干扰性能等。

图5是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的接收过程的视图。在图5中，在s501处例如通过通信链路299接收在s460处无线传输的加密分流。在s510处，执行离散傅立叶变换(dft)。图5中的dft是示范性的，因为在s510处的实际处理是在s450处执行的线性过程的逆过程，并且在s450处执行的线性过程不是必须是变换，更不用说ifft。在s550处，所述分流例如通过解复用在被分离之后被解密。解密的结果是分离的实(i)和虚(q)信号s(t)i和s(t)q的分流。信号s(t)i和s(t)q随后在s560处解调。在s590处获得具有来自mri局部线圈的磁共振成像信息的原始信号。因此，来自mri局部线圈的磁共振成像信息能够在本地环境中安全地传输并由计算机使用以用于处理。

图6是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的mri系统的视图。在图6中，磁共振成像系统600包括(一个或多个)外磁体605、(一个或多个)体线圈606、(一个或多个)场梯度线圈610和(一个或多个)射频线圈607。(一个或多个)rf表面线圈620提供在成像区608中，即在对象的身体上或周围。rf表面线圈620是局部线圈，诸如通信链路201的通信单元被附接、嵌入、集成等至所述局部线圈。通信单元。

提供(一个或多个)射频表面线圈620来拾取从被成像的对象中的氢原子发出的射频信号。为此原因，射频表面线圈620在成像区608中示出为低，应当理解(一个或多个)射频表面线圈620将被放置在被成像的对象上或附近。

图7是根据代表性实施例的用于mri线圈的基于混沌编码的通信的mri系统的另一视图。在图7中，磁体壳体705以阴影图案指出为磁共振成像系统700的外部结构。体线圈壳体706紧接在磁体壳体705的内部。场梯度线圈壳体710紧接在体线圈壳体706的内部。射频(rf)线圈壳体707紧接在场梯度线圈外壳710的内部。控制壳体720提供在磁体壳体705上，以例如容纳诸如收发器的外部电路。控制壳体720可以例如容纳诸如通信链路299的通信单元。

在图7中，射频线圈720是放置在经受磁共振成像扫描的对象(患者)的身体上的体线圈。射频信号从磁共振成像系统700发射，以激发氢原子，氢原子放射微弱射频信号。

在图7中，磁共振成像系统700包括的两台计算机包括重建器计算机790和主计算机780。主计算机780与磁共振成像系统700的操作者交互以控制磁共振成像系统700并收集图像。重建器计算机790是“后台”计算机，其充当数据流的网守。重建器计算机790不与操作者交互。尽管未在图7中示出，但是数据也可以离线取得，使得可以使用能够是磁共振成像系统700的制造商专有的软件在例如台式计算机上执行分析。图8示出了可以部分或全部用于实施重建器计算机790和主计算机780的通用计算机系统，以及执行本文描述的方法的部分或全部的任何其他计算机或计算设备。

图8是根据本公开的代表性实施例的包括用于mri线圈的基于混沌编码的通信的一组指令的示范性通用计算机系统的视图。图8是一般计算机系统的说明性实施例，其上可以实施用于mri线圈的基于混沌编码的通信的方法，并且其被示出并被指定为800。计算机系统800可以包括一组指令，其可以被执行以使计算机系统800执行本文公开的任何一种或多种方法或基于计算机的功能。计算机系统800可以作为独立设备操作，或者可以例如使用网络801连接到其他计算机系统或外围设备。

在联网部署中，计算机系统800可以在服务器-客户端用户网络环境中以服务器的容量或作为客户端用户计算机操作，或者作为端对端(或者分布式)网络环境中的对等计算机系统操作。计算机系统800还可以实施为各种设备或并入各种设备中，例如固定计算机、移动计算机、通信链路、重建器计算机、主计算机或能够执行指定要由该机器采取的动作的一组指令(顺序或以其他方式)的任何其他机器。计算机系统800可以并入为设备或者在设备中，所述设备继而在包括额外的设备的集成系统中。此外，尽管图示了单个计算机系统800，但术语“系统”还应被采取为包括个体或联合执行一组或多组指令以执行一个或多个计算机功能的系统或子系统的任何集合。

如图8图示的，计算机系统800包括处理器810。用于计算机系统800的处理器是有形的和非瞬态的。如本文所使用的，术语“非瞬态”不应被解释为状态的永恒特性，而是被解释为将在时段内持续的状态的特性。术语“非瞬态”明确地否定了稍纵即逝的特性，例如载波或信号的特性或在任何时间仅在任何地方瞬态存在的其他形式。处理器是制品和/或机器部件。用于计算机系统800的处理器被配置为执行软件指令以执行如本文的各种实施例中描述的功能。用于计算机系统800的处理器可以是通用处理器，或者可以是专用集成电路(asic)的一部分。用于计算机系统800的处理器还可以是微处理器、微计算机、处理器芯片、控制器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、状态机或可编程逻辑器件。用于计算机系统800的处理器也可以是逻辑电路，包括诸如现场可编程门阵列(fpga)的可编程门阵列(pga)，或包括离散门和/或晶体管逻辑的另一类型的电路。用于计算机系统800的处理器可以是中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)或两者。此外，本文描述的任何处理器可包括多个处理器、并行处理器或两者。多个处理器可以包括在单个设备或多个设备中，或者耦合到单个设备或多个设备。

此外，计算机系统800包括主存储器820和静态存储器830，其可以经由总线808彼此通信。本文描述的存储器是可以存储数据和可执行指令的有形存储介质，并且在指令存储在其中的时间期间是非瞬态的。如本文所使用的，术语“非瞬态”不应被解释为状态的永恒特性，而是被解释为将在时段内持续的状态的特性。术语“非瞬态”明确地否定了稍纵即逝的特性，例如特定载波或信号的特性或在任何时间仅在任何地方瞬态存在的其他形式。本文描述的存储器是制品和/或机器部件。本文描述的存储器是计算机可读介质，计算机可以从其读取数据和可执行指令。本文描述的存储器可以是随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦可编程只读存储器(eeprom)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、磁带、光盘只读存储器(cd-rom)、数字通用磁盘(dvd)、软盘、蓝光光盘或本领域已知的任何其他形式的存储介质。存储器可以是易失性的或非易失性的、安全的和/或加密的、不安全的和/或未加密的。

如图所示，计算机系统800还可以包括视频显示单元850，例如液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)、平板显示器、固态显示器或阴极射线管(crt)。此外，计算机系统800可以包括输入设备860，诸如键盘/虚拟键盘或触敏输入屏幕或具有语音识别的语音输入，以及光标控制设备870，诸如鼠标或触敏输入屏幕或垫。计算机系统800还可以包括磁盘驱动器单元880、信号生成设备890、例如扬声器或遥控器，以及网络接口设备840。

在实施例中，如图8中所描绘的，磁盘驱动单元880可以包括计算机可读介质882，其中，可以嵌入一组或多组指令884，例如，软件。可以从计算机可读介质882读取指令组884。此外，指令884在由处理器执行时可以用于执行如本文所描述的方法和过程中的一个或多个。在实施例中，指令884可在由计算机系统800执行期间完全或至少部分地驻留在主存储器820、静态存储器830和/或处理器810内。

在备选实施例中，可以构造专用硬件实施方式，诸如专用集成电路(asic)、可编程逻辑阵列和其他硬件组件，以实施本文描述的方法中的一个或多个。本文描述的一个或多个实施例可以使用两个或更多个特定互连硬件模块或设备利用可以在模块之间和通过模块通信的相关控制和数据信号来实施功能。因此，本公开涵盖软件、固件和硬件实施方式。本申请中的任何内容都不应被解释为仅仅利用软件而不利用诸如有形非瞬态处理器和/或存储器的硬件实施或可实施。

根据本公开的各种实施例，可以使用执行软件程序的硬件计算机系统来实施本文描述的方法。此外，在示范性的非限制性实施例中，实施方式可以包括分布式处理、部件/对象分布式处理和并行处理。可以构造虚拟计算机系统处理以实施如本文描述的方法或功能中的一个或多个，并且本文描述的处理器可以用于支持虚拟处理环境。

本公开预期一种计算机可读介质882，其包括指令884或响应于传播的信号而接收和执行指令884；使得连接到网络801的设备可以通过网络801传递语音、视频或数据。此外，可以经由网络接口设备840通过网络801发送或接收指令884。

值得注意的是，在磁共振成像系统200的紧接附近中或周围的计算机可以与典型的计算机不同，以确保它们不会干扰磁共振成像系统200的操作。例如，计算机系统800可以被修改以确保它不发出或发出可忽略不计的磁的或无线电频率传输。

因此，用于mri线圈的基于混沌编码的通信使得能够实现错误校正和预防、安全无线通信以及用于安全无线通信的适当处理。用于mri线圈的基于混沌编码的通信能够在phyosi层处实施，而不是在诸如媒体访问控制(mac)层的更高水平处实施，以保护传输防止信息窃取。

由于在phy层水平处实施基于混沌编码的iq加密，因此不需要在更高层(即mac)处进行加密。这减少了信号处理时间额外负担(overhead)并简化了整个通信系统架构。

此外，如上所述，用于mri线圈的基于混沌编码的通信提供了安全性和可靠性，并且能够使用例如前向错误校正(fec)和也满足等待时间要求的加密块的组合。因此，用于mri线圈的基于混沌编码的通信提供了仍满足(任何)延迟要求的安全系统。加密的安全性能够用于未授权的线圈的检测和防止两者，以及mri数据的传送免于黑客和噪声的保护。phy层中的安全传送降低了执行此类任务的信号处理能力，同时仍满足等待时间要求。

尽管已经参考若干示范性实施例描述了用于mri线圈的基于混沌编码的通信，但是应当理解，已经使用的词语是描述和说明的词语，而不是限制性的词语。可以在所附权利要求的范围内进行改变，如目前陈述和修改的，而在其各个方面中不脱离用于mri线圈的基于混沌编码的通信的范围和精神。尽管已经参考具体模块、材料和实施例描述了用于mri线圈的基于混沌编码的通信，但是用于mri线圈的基于混沌编码的通信并不旨在限于所公开的细节；而是用于mri线圈的基于混沌编码的通信扩展到所有功能上等同的结构、方法和用途，例如在所附权利要求的范围内的。

本文描述的实施例的图示旨在提供对各种实施例的结构的总体理解。这些图示并非旨在作为本文描述的公开的所有元件和特征的完整描述。在查看本公开后，许多其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。可以利用其他实施例并从本公开中得出其他实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑替换和改变。另外，图示仅仅是代表性的，并且可以不按比例绘制。图示中的某些比例可能被夸大，而其他比例可能被最小化。因此，本公开和附图应被视为说明性的而非限制性的。

本文仅仅出于方便通过术语“发明”个体地和/或共同地在本文中提及本公开的一个或多个实施例，而不旨在将本申请的范围自愿地限制于任何特定发明或发明构思。此外，尽管本文已说明和描述了特定实施例，但应意识到，经设计以实现相同或类似目的的任何后续布置可替代所示的特定实施例。本公开旨在覆盖各种实施例的任何和所有后续修改或变化。在查看本说明书之后，上述实施例以及本文未具体描述的其他实施例的组合对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

根据本公开的一个方面，一种用于无线传递磁共振成像信息的方法包括检测磁共振成像系统发射序列。所述方法还包括识别磁共振成像系统发射序列的至少一个参数。所述方法还可以包括将所识别的至少一个参数进行互相关。所述方法还可以包括基于至少一个参数确定用于第一混沌编码序列的第一初始条件和用于第二混沌编码序列的第二初始条件。所述方法还可以包括从被映射到响应于磁共振成像系统发射序列在局部线圈处生成的磁共振成像信息的调制符号(例如，qam符号)获得符号的实分量和符号的虚分量。符号的实分量基于第一初始条件加密。符号的虚分量基于第二初始条件加密。无线传输用于传递磁共振成像信息的符号的加密的实分量和虚分量。

在所述方法中，检测可以在接收来自对象的微弱射频信号的局部线圈处发生，但是也可以在物理附接到、连接到局部线圈或以其他方式与局部线圈集成的通信链路的接收器处发生。根据本公开的另一方面，加密在这种通信链路的phy层处执行，所述通信链路专用于局部线圈的，并且用于无线地传输用于传递磁共振成像信息的符号的加密的实分量和虚分量。

根据本公开的又一方面，存在至少一个参数，其包括磁共振成像发射序列的序列。

根据本公开的又一方面，用于加密实分量的第一加密密钥由第一混沌编码序列组成。用于加密虚分量的第二加密密钥由第二混沌编码序列组成。

根据本公开的另一方面，存在包括传输参数的磁共振成像系统发射序列的至少一个参数。

根据本公开的又一方面，存在包括在局部线圈处接收并用于生成磁共振成像信息的信号的接收参数的磁共振成像系统发射序列的至少一个参数。

根据本公开的又一方面，加密针对由磁共振成像系统发射的每个磁共振成像系统发射序列而变化。

根据本公开的另一方面，加密实分量包括通过映射来映射第一初始条件以产生由第一混沌编码序列组成的第一加密密钥序列。加密虚分量包括通过映射来映射第二初始条件以产生由第二混沌编码序列组成的第二加密密钥序列。

根据本公开的又一方面，加密实分量包括将实分量与第一加密密钥序列相乘，并且加密虚分量包括将虚分量与第二加密密钥序列相乘。

根据本公开的又一方面，经由星座映射将调制符号映射到磁共振成像信息。

根据本公开的另一方面，所述方法包括分离符号的实分量和虚分量。

根据本公开的又一方面，第一初始条件被确定为第一时间戳和从互相关生成的第一相关性因子的函数。第二初始条件被确定为第二时间戳和从互相关生成的第二相关性因子的函数。

根据本公开的又一方面，所述方法还包括使用通信系统检测未授权的线圈不能传递磁共振成像数据。

根据本公开的另一方面，所述方法包括在通信链路的phy层处执行错误校正。

根据本公开的又一方面，第一混沌编码序列和第二混沌编码序列由磁共振成像系统定义，使得用于编码的加密密钥针对磁共振成像系统的多个会话中的每个会话而变化。

根据本公开的一方面，一种用于无线传递磁共振成像信息的通信装置包括接收器、加密子系统和发射器。接收器检测并接收被检测的检测到的磁共振成像系统发射序列。加密子系统识别磁共振成像系统发射序列的至少一个参数；互相关所识别的至少一个参数；基于所述至少一个参数来确定用于第一混沌编码序列的第一初始条件和用于第二混沌编码序列的第二初始条件；从映射到响应于磁共振成像系统发射序列而在局部线圈处生成的磁共振成像信息的调制符号(例如，qam符号)获得符号的实分量和符号的虚分量；基于第一初始条件加密符号的实分量；并且基于第二初始条件加密符号的虚分量。发射器无线传输用于传递磁共振成像信息的符号的加密的实分量和虚分量。

根据本公开的另一方面，加密子系统包括存储器和处理器。存储器存储指令。处理器执行指令。当由处理器执行时，指令使处理器执行包括以下的操作：识别磁共振成像系统发射序列的至少一个参数，互相关所识别的至少一个参数，基于所述至少一个参数确定用于第一混沌编码序列的第一初始条件和用于第二混沌编码序列的第二初始条件，基于第一初始条件加密用于传递磁共振成像信息的符号的实分量，并且基于第二初始条件加密用于传递磁共振成像信息的符号的虚分量。

根据本公开的又一方面，通过加密子系统的加密在通信装置的phy层处执行，并且通信装置专用于局部线圈并用于无线传输用于传递磁共振成像信息的符号的加密的实分量和虚分量。

根据本公开的又一方面，在通信装置的phy层处执行错误校正。

根据本公开的一个方面，一种有形非瞬态计算机可读存储介质存储计算机程序。当由处理器执行时，计算机程序使用于传递磁共振成像信息的通信装置执行过程。所述过程包括检测磁共振成像系统发射序列，以及识别磁共振成像系统发射序列的至少一个参数。所述过程还包括将所识别的至少一个参数进行互相关，并基于至少一个参数确定用于第一混沌编码序列的第一初始条件和用于第二混沌编码序列的第二初始条件。所述过程还可以包括从映射到响应于磁共振成像系统发射序列而在局部线圈处生成的磁共振成像信息的调制符号(例如，qam符号)获得符号的实分量和符号的虚分量。用于传递磁共振成像信息的符号的实分量基于第一初始条件加密。用于传递磁共振成像信息的符号的虚分量基于第二初始条件加密。无线传输用于传递磁共振成像信息的符号的加密的实分量和虚分量。

如上所述，安全系统还能够满足延迟(等待时间)要求。使用本文描述的系统和方法，能够检测和防止未授权的线圈的使用，并且能够保护mri数据免受黑客以及可能否则导致数据损坏的嘈杂环境的影响。

本公开的摘要被提供为符合37c.f.r.§1.72(b)并且被提交有以下理解，即其不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前面的具体实施方式中，各种特征可以组合在一起或在单个实施例中描述，以用于简单化本公开的目的。本公开内容不应被解释为反映所要求保护的实施例需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。而是，如以下权利要求所反映的，发明主题可以涉及少于任何所公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求被并入具体实施方式中，每个权利要求自身作为定义单独要求保护的主题。

所公开的实施例的先前描述被提供为使本领域的技术人员能够实践本公开中所描述的概念。这样一来，以上公开的主题要被认为是说明性的而非限制性的，并且权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有这样的修改、增强和其他实施例。因此，在法律允许的最大范围内，本公开的范围要由权利要求及其等价方案的最宽泛的可允许解释来确定，并且不应受前述详细描述的约束或限制。