基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，其公開了一種基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，在滿足掃描需求的同時減少線圈單元的輸出通道，降低成本、節(jié)約空間。本發(fā)明采用切換對的連接方式，將任意臨床上不可能同時應(yīng)用的線圈單元共用一根系統(tǒng)線纜，通過系統(tǒng)控制單元的切換信號控制，在同一時刻只選擇掃描視野范圍內(nèi)的線圈單元工作，使與之對應(yīng)的掃面視野范圍外的切換線圈單元失諧，從而完成整個大范圍的陣列線圈掃描應(yīng)用，從而在滿足掃描需求的同時減少線圈單元的輸出通道，從而降低成本，也節(jié)約了空間；此外，由于線圈信號接收過程中不需要進行信號合成，不會造成圖像的信噪比的損失和成像速度的降低。本發(fā)明有利于全身成像技術(shù)的便利實現(xiàn)，適用于所有大覆蓋范圍的陣列線圈，特別是脊柱線圈、大血管線圈和大的腹部線圈的掃描成像。
【專利說明】基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，特別涉及一種基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著磁共振(MR)成像技術(shù)的飛速發(fā)展，在磁共振成像技術(shù)中必不可少的射頻線圈技術(shù)也獲得了很大的進步。作為接收線圈的相控陣表面線圈更是廣泛的用于人體各個部位的掃描，如腹部，脊柱等。對于某一特定線圈，在圖像掃描視野(FOV)—定的情況下，線圈單元的通道數(shù)越多，掃描時間也越短。隨著對圖像質(zhì)量要求的提高，以及全身成像的需求，相控陣表面線圈的單元數(shù)越來越多，這就要求射頻線圈的輸出線纜通道增加以及相應(yīng)的病床插座所含射頻通道也相應(yīng)增加，同時病床內(nèi)部的射頻信號傳輸線纜也必然增加。由于成本的限制以及病床內(nèi)空間的限制，這種要求往往很難達到。
[0003]目前，線圈接收到的信號到譜儀進行信號處理的過程有兩種方式:
[0004]第一種方式是:線圈接收到的信號經(jīng)過前置放大器放大后，經(jīng)過線圈線纜和病床內(nèi)部傳輸線纜進入系統(tǒng)控制單元后再進入譜儀進行信號的處理。
[0005]第二種方式是:由于線圈輸出和病床傳輸線纜總數(shù)目的限制和譜儀通道數(shù)的限制，將2個或2個以上的線圈單元接收到的信號合成一路信號之后，再輸出到病床內(nèi)部傳輸線纜和系統(tǒng)控制單元，最后進入譜儀進行信號的處理。
[0006]上述兩種對線圈信號的接收處理方式存在以下缺陷:
[0007]對于第一種方式，只適用于所有線圈的單元數(shù)小于或等于病床傳輸線纜的數(shù)目時，當使用的線圈單元數(shù)大于病床傳輸系統(tǒng)的線纜數(shù)目時，這種方式不能夠滿足掃描需求。
[0008]對于第二種方式，雖然解決了線圈單元數(shù)大于輸出通道和病床傳輸通道數(shù)問題，但是會使得在相同的成像范圍(FOV)內(nèi)，合成通道圖像的信噪比低于這幾個通道未合成時圖像的信噪比，并且 會造成并行成像速度的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提出一種基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，在滿足掃描需求的同時減少線圈單元的輸出通道，降低成本、節(jié)約空間。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的方案是:
[0011 ] 基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制單元、m個線圈單元、η個接收通道,所述m、n均為正整數(shù),且2n≥m > η ;所述m個線圈單元中至少有一部分線圈單元以切換對的方式通過接收通道輸出并連接至對應(yīng)系統(tǒng)控制單元；每個所述切換對占用兩個接收通道，其中，所述切換對包括:第一線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN二極管和失諧電路；第二線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第三線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第四線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；所述第一線圈單元和第三線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述兩個接收通道中的第一個通道；所述第二線圈單元和第四線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述兩個接收通道中的第二個通道；所述第一線圈單元對應(yīng)的失諧電路和第二線圈單元對應(yīng)的失諧電路均連接至所述兩個接收通道中的第一個通道；所述第二線圈單元對應(yīng)的失諧電路和第四線圈單元對應(yīng)的失諧電路均連接至所述兩個接收通道中的第二個通道。
[0012]具體的，所述m個線圈單元以行列矩陣形式分布，切換對的選擇方式為，當行數(shù)為偶數(shù)時:在行方向上將列的每兩個線圈單元與對應(yīng)列的兩個線圈單元選作切換對；當行數(shù)為奇數(shù)時，將其中一行的所有線圈單元通過獨立的接收通道輸出，針對其余的線圈單元，在行方向上將列的每兩個線圈單元與對應(yīng)列的兩個線圈單元選作切換對；對于在行方向上沒有參與切換的列的線圈單元通過獨立的接收通道輸出。
[0013]此外，本發(fā)明還提出了上述線圈單元切換技術(shù)的擴展技術(shù)，包括系統(tǒng)控制單元、m個線圈單元、η個接收通道,所述m、η均為正整數(shù),且2η≥m > η ;所述m個線圈單元中至少有一部分線圈單元以切換對的方式通過接收通道輸出并連接至對應(yīng)系統(tǒng)控制單元；每個所述切換對占用三個接收通道，其中，所述切換對包括:第一線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路、第二線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路、第三線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第四線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路、第五線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN二極管和失諧電路、第六線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；所述第一線圈單元和第四線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述三個接收通道中的第一個通道；所述第二線圈單元和第五線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述三個接收通道中的第二個通道；所述第三線圈單元和第六線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述三個接收道中的第三個通道；所述第一線圈單元對應(yīng)的失諧電路、第二線圈單元對應(yīng)的失諧電路及第三線圈單元對應(yīng)的失諧電路均連接至所述三個接收通道中的第一個通道；所述第四線圈單元對應(yīng)的失諧電路、第五線圈單元對應(yīng)的失諧電路及第六線圈對應(yīng)的失諧電路均連接至所述三個接收通道中的第三個通道。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:采用切換對的連接方式，將任意臨床上不可能同時應(yīng)用的線圈單元共用一根系統(tǒng)線纜，通過系統(tǒng)控制單元的切換信號來控制，在同一時刻只選擇位于掃描視野中的線圈單元工作，使與之對應(yīng)的切換線圈單元失諧，完成整個大范圍的陣列線圈的掃描應(yīng)用，從而在滿足掃描需求的同時減少線圈單元的輸出通道，降低成本，也節(jié)約了空間；此外，由于線圈信號接收過程中不需要進行信號合成，不會造成圖像的信噪比的損失和并行成像速度的降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中的陣列線圈示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例1的切換對示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實施例2的切換對示意圖。
【具體實施方式】[0018]本發(fā)明旨在提出一種基于相控陣表面陣列線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，在滿足掃描需求的同時減少線圈單元的輸出通道，降低成本、節(jié)約空間。其核心思想是:將任意兩個不可能同時應(yīng)用的線圈單元公用一個接收通道，通過系統(tǒng)控制單元提供控制信號來選擇某一個單元工作，讓對應(yīng)的另一個單元處于失諧狀態(tài)，從而可以使得線圈單元數(shù)量最大為輸出通道的2倍，并且不需要將線圈單元信號進行合成造成圖像的信噪比下降或者并行成像速度的降低。
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的方案進一步描述:
[0020]本發(fā)明中的基于相控陣表面陣列線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制單元、m個線圈單元、η個接收通道，所述m、η均為正整數(shù)，且2η≥m > η ;即本發(fā)明適用于線圈單元數(shù)量多于線纜通道數(shù)量，線圈單元不同時進入掃描視野(FOV)的情況，且線圈單元數(shù)最大可以為線纜通道數(shù)的兩倍；
[0021]為盡量減少線圈單元的輸出通道，本發(fā)明將任意不可能同時應(yīng)用的線圈單元共用一根系統(tǒng)線纜，通過系統(tǒng)控制單元的切換信號來控制，在同一時刻只選擇位于掃描視野內(nèi)的線圈單元工作，使與之對應(yīng)的位于掃描視野外的切換線圈單元失諧，從而完成整個大范圍的陣列線圈的掃描應(yīng)用；因此，本發(fā)明的重點在于切換對的選擇；
[0022]如圖1所示，本例中的線圈單元以行列矩陣的形式分布，矩陣中的行方向(X方向)上A1、B1、C1、D1所在的列與Ar、Bl’、Cl’、Dr所在的列互為構(gòu)成切換關(guān)系的對應(yīng)列；同理，A2、B2、C2、D2所在的列與A2’、B2’、C2’、D2’所在的列互為構(gòu)成切換關(guān)系的對應(yīng)列，……以此類推An、Bn、Cn、Dn所在的列與An’、Bn’、Cn’、Dn’所在的列互為構(gòu)成切換關(guān)系的對應(yīng)列；互為切換關(guān)系的對應(yīng)列中的線圈單元不能同時應(yīng)用；
[0023]在選擇切換對時，本發(fā)明給出以下兩種實施例:
[0024]實施例1:可以將某一列中的兩個線圈單元與對應(yīng)列的兩個線圈單元選作切換對(如An&Bn與An’ &Bn’為一個切換對，Cn&Dn與Cn’ &Dn’為一個切換對)。
[0025]在實際應(yīng)用時，線圈陣列的行數(shù)可能為偶數(shù)也可能為奇數(shù)，當為偶數(shù)時選擇切換對的方式如上所述，當行數(shù)為奇數(shù)時，可以根據(jù)情況將其中一行作為獨立的接收通道輸出輸出，對于其余的線圈單元仍然可以按照上述方式選擇切換對；
[0026]對于列方向(Z方向)上，由于列數(shù)也可能為奇數(shù),也就存在沒有參與切換對的線圈單元，可以將其中一列的線圈單元作為獨立的接收通道輸出；
[0027]—般情況，線圈陣列每一列的線圈數(shù)為3或者4,切換對的選擇方式如表一所不:
[0028]表一:每列線圈單元數(shù)為3或4時的切換對選擇表(針對實施例1)[0029]
【權(quán)利要求】
1.基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制單元、m個線圈單元、n個接收通道,所述m、n均為正整數(shù),且2n≥m > n ;其特征在于， 所述m個線圈單元中至少有一部分線圈單元以切換對的方式通過接收通道輸出并連接至對應(yīng)系統(tǒng)控制單元；每個所述切換對占用兩個接收通道，其中，所述切換對包括:第一線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第二線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第三線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第四線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；所述第一線圈單元和第三線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述兩個接收通道中的第一個通道；所述第二線圈單元和第四線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接到所述兩個接收通道中的第二個通道；所述第一線圈單元對應(yīng)的失諧電路和第二線圈單元對應(yīng)的失諧電路均連接至所述兩個接收通道中的第一個通道；所述第二線圈單元對應(yīng)的失諧電路和第四線圈單元對應(yīng)的失諧電路均連接至所述兩個接收通道中的第二個通道。
2.如權(quán)利要求1所述的信號接收系統(tǒng)，其特征在于， 所述m個線圈單元以行列矩陣形式分布，切換對的選擇方式為:當行數(shù)為偶數(shù)時，在行方向上將列的每兩個線圈單元與對應(yīng)列的兩個線圈單元選作切換對；當行數(shù)為奇數(shù)時，將其中一行的所有線圈單元通過獨立的接收通道輸出，針對其余的線圈單元，在行方向上將列的每兩個線圈單元與對應(yīng)列的兩個線圈單元選作切換對；對于在行方向上沒有參與切換的列的線圈單元通過獨立的接收通道輸出。
3.基于相控陣表面線圈內(nèi)部切換技術(shù)的信號接收系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制單元、m個線圈單元、n個接收通道,所述m、n均為正整數(shù),且2n≥m > n ;其特征在于， 所述m個線圈單元中至少有一部分線圈單元以切換對的方式通過接收通道輸出并連接至對應(yīng)系統(tǒng)控制單元；每個所述切換對占用三個接收通道，其中，所述切換對包括:第一線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第二線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第三線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第四線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第五線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；第六線圈單元及與之對應(yīng)的前置放大器、PIN 二極管和失諧電路；所述第一線圈單元和第四線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述三個接收通道中的第一個通道；所述第二線圈單元和第五線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述三個接收通道中的第二個通道；所述第三線圈單元和第六線圈單元分別通過各自對應(yīng)的前置放大器和PIN 二極管連接所述三個接收通道中的第三個通道；所述第一線圈單元對應(yīng)的失諧電路、第二線圈單元對應(yīng)的失諧電路及第三線圈單元對應(yīng)的失諧電路均連接至所述三個接收通道中的第一個通道；所述第四線圈單元對應(yīng)的失諧電路、第五線圈單元對應(yīng)的失諧電路及第六線圈對應(yīng)的失諧電路均連接至所述三個接收通道中的第三個通道。
【文檔編號】A61B5/055GK103750839SQ201410028607
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】M.伯爾, 王子溶, 李建中 申請人:奧泰醫(yī)療系統(tǒng)有限責任公司