[發明專利]全數字化多通道單板MRI譜儀

無效

• 申請號: 201310066850.7
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103197269A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 潘文宇;朱劍鋒;李璟
• 申請（專利權）人: 寧波鑫高益磁材有限公司
• 主分類號: G01R33/44
• 分類號: G01R33/44
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;鄧青玲

技術領域

本發明涉及一種全數字化多通道單板MRI譜儀。

背景技術

磁共振成像（Magnetic?Resonance?Imaging，MRI）是醫學影像領域中的一種高新技術，它利用特定的射頻脈沖和經過空間編碼的磁場，使生物體內的氫核共振產生信號，經計算機處理而成像。自20世紀70年代問世以來，MRI技術發展迅速，由于其具有對比度高、成像參數多、可任意層面斷層成像、無骨偽影干擾、無電離輻射等特點，目前已經成為影像學檢查中最先進的工具之一，廣泛應用于人體各部位的臨床檢查。MRI系統可以根據主磁場的強度進行分類：磁場強度低于0.5T的是低場永磁型磁共振，而磁場強度高于1.0T的稱為高場磁共振，主磁場由超導線圈產生。根據拉莫爾定理：

B₀為主磁場強度，為旋磁比，對于MRI使用的氫核旋磁比為42.58MHz/T，f₀就是共振頻率。可見，磁場強度越大，共振頻率越高，對系統信號處理能力的要求就越高。

MRI系統包括主計算機、譜儀、功率放大器、主磁體、射頻線圈和梯度線圈等組成部分。譜儀作為成像掃描的控制平臺，是整個MRI系統的核心部件，控制著MRI系統的工作時序及各種信號的產生、發射、接收和處理，其功能的完善程度決定了成像掃描的多樣性和便利性，其性能的優劣直接影響到磁共振圖像的質量。

傳統的MRI譜儀在射頻信號的發射、接收和梯度信號的控制上采用模擬電路處理，電路元件多、精度較低、通用性差，隨著數字技術的發展和IC芯片制造的進步，模擬譜儀正逐步被市場所淘汰?，F有的數字化譜儀主要應用在低場MRI系統中，而面對高場的應用需求，通常都需要在數字射頻模塊的基礎上引入模擬混頻單元，沒有實現全數字化的處理。另外，常規的MRI譜儀均由多塊板卡組成，采用總線方式連接，通常還需要運行操作系統，資源消耗大、結構復雜、體積大、價格昂貴，在市場應用中有一定的局限性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種結構精簡、精度高、體積小、成本低的全數字化多通道單板MRI譜儀。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該全數字化多通道單板MRI譜儀，其特征在于：包括系統主控模塊、射頻發射模塊、射頻接收模塊和梯度模塊，系統主控模塊向上與用戶操作的主計算機相連，實現數據和指令的交互；射頻發射模塊、射頻接收模塊和梯度模塊向上均與系統主控模塊相連，射頻發射模塊、射頻接收模塊和梯度模塊向下均與功率放大系統連接，功率放大系統實現發射/接收信號的增強；系統主控模塊設置有多個用于監測MRI系統中各種參數和輸出輔助控制信號的I/O接口；主控模塊、射頻發射模塊、射頻接收模塊和梯度模塊均集成于一塊電路板上，相互之間直接采用電路布線相連。

所述系統主控模塊包括FPGA芯片、千兆以太網控制芯片、PSRAM模塊、多路ADC和DAC轉換器，其中，千兆以太網控制芯片、PSRAM模塊、多路ADC和DAC轉換器均與FPGA芯片相連。

所述射頻發射模塊包括DUC模塊、DAC模塊和第一接口電路，DUC模塊的輸入端與FPGA芯片相連，DUC模塊的輸出端與DAC模塊的輸入端相連，DAC模塊的輸出端與第一接口電路相連。

所述射頻接收模塊包括ADC模塊、DDC模塊和第二接口電路，ADC模塊的輸入端與第二接口電路相連，ADC模塊的輸出端與DDC模塊的輸入端相連，DDC模塊的輸出端與FPGA芯片相連。

所述梯度模塊包括DSP模塊、DAC模塊和第三接口電路，DSP模塊與FPGA芯片相連，DAC模塊的輸入端與FPGA模塊相連，DAC模塊的輸出端與第三接口電路相連。

與現有技術相比，本發明的優點在于：所有的功能模塊集成在單塊電路板上，去除了復雜的總線控制，同時可以兼容低場和高場MRI系統，并且在信號的處理上實現了全數字化，擺脫了對模擬混頻單元的依賴，該譜儀具有結構精簡、精度高、體積小、成本低等特點，既可以用于醫學臨床檢查，也可以方便地用于科研單位的磁共振成像研究。

附圖說明

圖1為本發明實施例中全數字化多通道單板MRI譜儀的功能模塊連接框圖；

圖2為本發明實施例中全數字化多通道單板MRI譜儀的電路連接框圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。