[發明專利]用于提高磁共振成像(MRI)系統中的數據通信鏈路的效率和魯棒性的方法和裝置

有效

• 申請號: 201780073136.7
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN110023776B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: P·F·雷德;A·賴高斯基;F·范利埃
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G01R33/36
• 分類號: G01R33/36;H03M13/35
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄;王英

在MRI系統中，對于在發生數據鏈路錯誤的情況下對最終重建的MRI圖像的質量將產生較大影響的采集的MR信號，在通過數據通信鏈路發送這種MR信號之前，利用較高或較為魯棒的編碼級別對這種MR信號進行編碼。相反，對于在發生數據鏈路錯誤的情況下對最終重建的MRI圖像的質量將產生較小影響的采集的MR信號，在通過所述數據通信鏈路發送這種MR信號之前，利用較低或較不魯棒的編碼級別對這種MR信號進行編碼。總體結果是提高了用于通過數據鏈路發送的數據的所述數據鏈路的魯棒性和效率。

背景技術

MRI是一種成像技術，其允許以前所未有的組織對比度對目標(例如，在人體中發現的目標)進行橫截面觀察。MRI基于核磁共振(NMR)的原理，即，具有非零自旋的原子核具有磁矩。在醫學成像中，原子核通常是氫原子的核，其在人體中的濃度很高。射頻(RF)波被引導到外部強磁場中的核處，引起質子的激發和質子的弛豫。質子的弛豫會引起由核發出的RF信號，該RF信號能夠被檢測到并且能夠被處理以形成圖像。

MRI系統的RF接收線圈檢測由核發出的RF信號。RF接收線圈被定位在被掃描的人體上或者被定位為非常靠近被掃描的人體。通常被定位在RF線圈處或者被定位為非常靠近RF線圈的RF接收器接收由RF線圈檢測到的RF信號并將接收到的RF信號轉換為模擬電信號。RF接收器通常包括模數轉換器(ADC)，ADC對模擬電信號進行采樣并將其轉換為數字樣本。然后將數字樣本進行編碼(即，數據壓縮和糾錯編碼)，從電域轉換到光域，并且通過光纖數據通信鏈路發送到被定位在與患者所在的檢查室物理分開的技術室中的遠程儀器。遠程儀器將通過鏈路發送的信息從光域轉換到電域并對電域信息進行解碼(即，反轉編碼過程)以恢復圖像數據。遠程儀器的重建計算機執行重建算法，該重建算法處理圖像數據以重建圖像。美國專利US?8575935(下文稱為“'935專利”)公開了這樣的裝置，通過引用將其整體并入本文。

在一些MRI系統中，RF信號的數字化由遠程儀器的ADC而不是由RF接收器的ADC來執行。例如，在一些情況下，數據通信鏈路不是光纖數據通信鏈路，而是同軸線纜，RF信號通過該同軸線纜從RF接收器被傳送到遠程儀器。在遠程儀器的網絡集線器中，ADC對RF信號進行采樣以執行數字化。遠程儀器的重建計算機執行重建算法，該重建算法處理圖像數據以重建圖像。'935專利也公開了這種替代裝置。

現代MRI系統使用多個RF線圈來獲得人體的高分辨率圖像。在這樣的系統中，支持高分辨率成像所需的數據速率能夠超過1吉比特(Gbp)/秒。壓縮和糾錯編碼技術用于在通過光纖通信鏈路發送數據之前對數據進行編碼，以便減少數據有效載荷并提高鏈路的魯棒性。當前用于現代MRI系統的編碼方法對控制數據應用一個固定編碼級別，而對圖像數據應用另一個固定編碼級別。對于具有較低數據速率要求的控制數據，應用較高編碼級別，從而得到具有低誤碼率(BER)的魯棒數據鏈路。然而，較高編碼級別會因要使用較大位數來編碼數據而導致數據鏈路效率較低。對于具有高數據速率要求的圖像數據，應用較低編碼級別，這會引起因要使用較少位數來編碼數據而使得數據鏈路更有效，但是也會較不魯棒(即，較高的BER)。因此，利用當前的方法，在鏈路效率與鏈路魯棒性之間存在折衷。

期望提供用于以同時提高數據鏈路效率和數據鏈路魯棒性的方式對MRI系統中的數據進行編碼來消除折衷的方法和裝置。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述中可以最好地理解代表性實施例。需要強調的是，各種特征不一定是按比例繪制的。實際上，為了清楚討論，可以任意增大或減小尺寸。只要適用且實用，相同的附圖標記表示相同的元件。

圖1圖示了根據代表性實施例的MRI系統100的電氣部件、電磁部件、磁性部件和光學部件的框圖。

圖2圖示了根據代表性實施例的具有圖1所示的集成數字轉換器的接收線圈元件的采樣和編碼電路的框圖。

圖3圖示了根據代表性實施例的用于在通過圖1所示的MRI系統的數據通信鏈路發送數據之前對數據進行采樣和編碼的方法的流程圖。