[發明專利]一種多通道磁共振射頻發射方法和裝置

有效

• 申請號: 201610045127.4
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN106997033B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 王為民;何剛;姜佳岐
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01R33/32
• 分類號: G01R33/32
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 蘇愛華

本發明公布了一種多通道磁共振射頻發射方法和裝置，首先采用FPGA實現直接數字式頻率合成器(DDS)功能和射頻波形信號的調制，然后經過獨立高性能的數字模擬轉換器(DAC)芯片并行輸出多路相位、頻率、幅度可獨立調節的射頻脈沖信號。本發明基于現場可編程門陣列FPGA和數字模擬轉換器DAC芯片，由FPGA實現多路信號的直接數字式頻率合成(DDS)功能和射頻信號的調制，然后經過高性能DAC并行輸出多路相位、頻率、幅度獨立可調的射頻脈沖信號，提供均勻的射頻場，進而改善高場磁共振信號的質量。本發明能夠有效解決現有技術方案無法實現各通道信號的獨立調節難題，同時降低了復雜度和成本。

技術領域

本發明涉及磁共振成像技術領域，尤其涉及一種多通道磁共振射頻發射方法和裝置。

背景技術

射頻信號發射裝置是核磁共振成像譜儀的重要組成部分之一，它產生頻率、相位和幅度可快速調整的射頻信號，信號經過放大處理后激發靜磁場中原子的核磁共振，從而獲得可用于成像的磁共振信號。隨著我國核磁共振成像系統的普及，高場超導磁共振系統越來越重要，因為更高場強意味著更好的圖像質量和更準確的檢查結果，特別是在神經、骨關節和血管成像方面，高場磁共振具有獨特的優勢。

高場磁共振成像設備具有掃描速度更快、分辨率更佳、信噪比更高的優勢，它是磁共振技術的重要發展方向。但是高場磁共振設備也有其固有的技術難題，主要表現為：(一)射頻場的不均勻性會帶來抗電偽影，造成難以克服的圖像偽影；(二)高場磁共振檢查中熱效應明顯增大。多通道射頻發射方法實現了輸出多路相位、頻率、幅度獨立可調節的射頻信號的功能，可根據患者實際情況智能調整各自的發射功率和波形，獲得均勻的射頻場，從而明顯降低高場中固有的抗電效應和熱效應問題，有效解決上述的高場磁共振成像中的技術難題。

目前，多通道射頻發射方法主要有以下兩種實現方法：一種是采用單路射頻信號擴展為多路射頻信號的實現方法，如圖1所示，該方案采用功分器將單個射頻發射源分為多路射頻信號，然后使用移相器和衰減器來調整每路信號的相位和幅度，但是該方案不能實現各通道調制信號的獨立調節，所有輸出信號的調制方式都相同，僅存在相位和幅度的差別。另一種采用多路獨立的DDS電路分別獲得多路射頻信號的實現方法，如圖2所示，這種方案采用多個并行的DDS芯片和信號調制電路實現射頻信號的產生和調制，由于各路信號單獨使用一個專用DDS芯片和信號調制電路，所以可以實現對每一路信號的獨立調制，但是該方案設計復雜度高，實現難度和成本均較高。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種多通道磁共振射頻發射方法和裝置，基于現場可編程門陣列(FPGA,Field－Programmable Gate Array)和數字模擬轉換器(DAC,Digital to analog converter)芯片，由FPGA實現多路信號的直接數字式頻率合成(DDS,Direct Digital Synthesizer)功能和射頻信號的調制，然后經過高性能DAC并行輸出多路相位、頻率、幅度獨立可調的射頻脈沖信號，提供均勻的射頻場，進而改善高場磁共振信號的質量。

本發明提供的技術方案是：

一種多通道磁共振射頻發射方法，首先采用FPGA實現直接數字式頻率合成器(DDS，Direct Digital Synthesizer)功能和射頻波形信號的調制，然后經過獨立高性能的數字模擬轉換器(DAC，Digital to analog converter)芯片并行輸出多路相位、頻率、幅度可獨立調節的射頻脈沖信號；包括如下步驟：

1)數字信號處理(DSP，Digital Signal Processing)芯片將載波信號的頻率、幅度、相位等參數寫入雙端口隨機存儲器(DPRAM，Dual Port Random Access Memory)；DSP將調制波形文件存入DPRAM；