用于磁共振系统中的核激励的RF信号的生成技术方案

本发明专利技术提供了一种用于经由磁共振系统(100)中的射频RF激励线圈(114)生成用于激励原子核的RF激励信号的系统(200)。所述系统包括：功率生成单元(203‑206)，每个功率生成单元包括合成器(211‑214)、RF放大器(231‑234)以及第一反馈回路(251‑254)单元，所述第一反馈回路单元适于将所述合成器配置为生成RF信号，所述RF信号在被所述RF放大器放大之后具有预定义的第一信号特性；以及组合器(261)，其适于组合由所述RF放大器所放大的所述RF信号，以用于获得所述RF激励信号。

Generation of RF signals for Nuclear Excitation in magnetic resonance system

The invention provides a system (200) for generating a RF excitation signal for stimulating an atomic nucleus through a radio frequency RF excitation coil (114) in a magnetic resonance system (100). The system includes: a power generation unit (203), each power generation unit including a synthesizer (211, 214), a RF amplifier (231 234), and a first feedback loop (251 254) unit, the first feedback loop unit adapted to configure the synthesizer as a RF signal, and the RF signal is amplified by the RF amplifier. With a predefined first signal characteristic, and a combiner (261), it is adapted to combine the RF signal amplified by the RF amplifier for obtaining the RF excitation signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁共振系统中的核激励的RF信号的生成
本专利技术涉及射频(RF)信号的生成，具体涉及磁共振系统中的RF激励信号的生成。
技术介绍
各种磁共振(MR)系统使用还被称为B0场的大的静态磁场来对准原子的核自旋，作为用于采集磁共振数据的流程的部分。例如，磁共振成像(MRI)系统中所生成的B0场被用于对准患者身体中的原子的核自旋，作为用于获得患者身体的图像的流程的部分。核磁共振(NMR)波谱仪中所生成的B0场被用于对准材料中的原子的核自旋，作为用于探索材料的结构、定位材料中的晶格或分子中的原子和/或探索其反应状态等的流程的部分。用于采集MR数据的另一重要单元是RF激励信号的RF发射器，其被耦合到一个或多个发射器线圈。由发射器生成的RF激励信号激励一个或多个发射器线圈，这继而引起对局部磁场的扰动。对局部磁场的扰动引起对核自旋的激励。被激励的核自旋的弛豫造成由一个或多个发射器线圈和/或一个或多个接收器线圈所接收到的RF信号的发射。这些接收到的RF信号被用于重建MR数据(例如，MR图像)。尤其是在MRI中的RF激励信号能够具有高功率(例如，在数毫秒(ms)的持续时间内保持10kW)并且/或者包括具有各种幅度和/或形状的一系列RF脉冲(例如，使得能够选择性地激励患者身体中的不同化合物的二项RF脉冲序列)。前文所提及的模块是几乎任何磁共振系统的最为关键的元件之一。开发这些系统的持续性问题是改善这些系统的性能的稳定性和/或紧凑实施方式。美国专利申请US2005/0046476公开了一种用于生成磁共振激励信号的生成设备。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了用于生成用于经由MR系统中的RF激励线圈来激励原子核的RF激励信号的系统、方法以及计算机程序产品。本专利技术还在另外的独立权利要求中提供了装备有用于RF激励信号的系统的MRI系统。在从属权利要求中给出了实施例。本领域技术人员将意识到，本专利技术的各方面可以被实施为装置、方法、或计算机程序产品。因此，本专利技术的各方面可以采用以下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或者在本文中全部被通称为“电路”、“模块”或“系统”的组合了软件方面和硬件方面的实施例。此外，本专利技术的各方面可以采用被实施在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有被实施在其上的计算机可执行代码。可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。如在本文中所使用的‘计算机可读存储介质’涵盖可以存储能由计算设备的处理器执行的指令的任何有形存储介质。计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。计算机可读存储介质也可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可能能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储媒介的范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字多用盘(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也指代能够由计算机设备经由网络或通信链路进行存取的各种类型的记录媒介。例如，可以通过调制解调器、通过互联网或者通过局域网来检索数据。可以使用任何适当的介质来传送在计算机可读介质上实施的计算机可执行代码，所述任何适当的介质包括，但不限于：无线、有线、光纤线缆、RF等，或者前述项的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或者作为载波的部分的、在其中实施计算机可执行代码的传播的数据信号。这样的经传播的信号可以采用各种形式中的任何形式，包括，但不限于：电磁、光学、或者其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是这样的任何计算机可读介质：所述计算机可读介质不是计算机可读存储介质并且能够传递、传播或传输用于由指令执行系统、装置或设备使用的程序或者与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。‘计算机存储器’或‘存储器’是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是能由处理器直接访问的任何存储器。‘计算机存储设备’或‘存储设备’是计算机可读存储介质的另外的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。在本文中所使用的‘处理器’涵盖能够运行程序或机器可执行指令或计算机可运行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为可能包含多于一个处理器或处理核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指代在单个计算机系统之内的或者被分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语计算设备也应当被解读为可能指代计算设备的集合或网络，所述计算设备中的每个计算设备包括一个或多个处理器。计算机可运行代码可以由可以在相同的计算设备之内或者甚至可以被分布在多个计算设备上的多个处理器来运行。计算机可运行代码可以包括使处理器执行本专利技术的一方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本专利技术的各方面的操作的计算机可运行代码可以被写成一种或多种编程语言的任何组合，包括面向对象的编程语言(诸如Java、Smalltalk、C++等)和常规程序编程语言(诸如C编程语言或类似的编程语言)，并且被编译成机器可执行指令。在一些实例中，计算机可运行代码可以是高级语言的形式或者是预编译的形式，并且可以与解读器协同使用，所述解读器在运行中生成机器可执行指令。计算机可运行代码可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上、作为独立软件包、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上、或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后一种场景中，远程计算机可以通过任何类型的网络被连接到用户的计算机，所述网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。参考根据本专利技术的实施例的流程图图示和/或方法、装置(系统)以及计算机程序产品的框图描述了本专利技术的各方面。应当理解，在适当时能够由计算机可执行代码形式的计算机程序指令来实施流程图、图示和/或框图的框中的每个框或部分。还应当理解，当不相互排斥时，可以对不同流程图、图示和/或框图中的框进行组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或者其他可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得经由计算机或者其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的单元。这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够指导计算机、其他可编程数据处理装置或者其他设备来以特定方式起作用，使得被存储在计算机可读介质中的指令产生制造品，所述制造品包括实施在流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的指令。计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以引起一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或者其他设备上执行，以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令提供用于实施在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于经由磁共振MR系统(100)中的射频RF激励线圈(114)生成用于激励原子核的RF激励信号的系统(200)，所述系统包括：功率生成单元(203‑206)，每个功率生成单元包括合成器(211‑214)、RF放大器(231‑234)以及第一反馈回路单元(251‑254)，所述第一反馈回路单元适于：包括用于记录所述RF放大器的输出部处的RF信号属性的传感器，将所记录的RF信号属性与目标RF信号属性进行比较，并且将所述合成器配置为生成RF信号，所述RF信号在被所述RF放大器放大之后具有预定义的第一信号特性；组合器(261)，其适于组合由所述RF放大器所放大的所述RF信号以用于获得所述RF激励信号，并且所述系统包括第二反馈回路单元(271)，所述第二反馈回路单元适于：包括用于记录所述组合器的输出部处的RF信号特性，将所记录的信号特性与目标信号特性进行比较，并且控制所述合成器以提供所述RF信号，使得所述RF激励信号具有预定义的第二信号特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.21 EP 15181933.11.一种用于经由磁共振MR系统(100)中的射频RF激励线圈(114)生成用于激励原子核的RF激励信号的系统(200)，所述系统包括：功率生成单元(203-206)，每个功率生成单元包括合成器(211-214)、RF放大器(231-234)以及第一反馈回路单元(251-254)，所述第一反馈回路单元适于：包括用于记录所述RF放大器的输出部处的RF信号属性的传感器，将所记录的RF信号属性与目标RF信号属性进行比较，并且将所述合成器配置为生成RF信号，所述RF信号在被所述RF放大器放大之后具有预定义的第一信号特性；组合器(261)，其适于组合由所述RF放大器所放大的所述RF信号以用于获得所述RF激励信号，并且所述系统包括第二反馈回路单元(271)，所述第二反馈回路单元适于：包括用于记录所述组合器的输出部处的RF信号特性，将所记录的信号特性与目标信号特性进行比较，并且控制所述合成器以提供所述RF信号，使得所述RF激励信号具有预定义的第二信号特性。2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：存储器(203)，其存储机器可执行指令，处理器(202)，其用于控制所述系统，其中，由所述处理器运行所述机器可执行指令使所述系统：接收用于生成指定的RF激励信号(300)的请求，将所述指定的RF激励信号分成所述RF信号(301)的信号分量，针对所述功率生成单元中的每个功率生成单元来确定表示所述信号分量(303)中的一个信号分量的各自的预定义的第一信号特性，并且使用所述第一信号特性(305)来生成所述指定的RF信号。3.根据权利要求2所述的系统，所述信号分量中的一个信号分量比其他信号分量具有更高的峰值幅度。4.根据前述权利要求2或3中的任一项所述的系统，所述信号分量中的一个信号分量被分配在与其他信号分量不同的时间-频率域中。5.根据前述权利要求2-4中的任一项所述的系统，所述MR系统是磁共振成像系统，所述指定的RF激励信号包括复合RF信号，其中，所述复合RF信号的RF脉冲中的至少一个RF脉冲是由不同信号分量的片段构成的。6.根据前述权利要求2-5中的任一项所述的系统，所述系统还包括：其中，由所述处理器运行所述机器可执行指令使所述系统：确定所述预定义的第二信号特性以获得所述指定的RF激励信号(304)。7.根据前述权利要求2-6中的任一项所述的系统，每个功率生成单元还包括：所述RF放大器(241-244)的电源，以及第三反馈回路，其适于将所述电源配置用于向所述RF放大器供应具有预定义的电功率特性的电功率，其中，针对所述功率生成单元中的每个功率生成单元来确定所述各自的预定义的第一信号特性包括：针对所述功率生成单元中的每个功率生成单元来确定各自的预定义的电功率特性，所述各自的预定义的电功率特性确保了所述RF信号在所述放大之后具有各自的第一信号特性(302)。8.根据权利要求7所述的系统，每个RF放大器包括被配置用于对所述RF信号的所述放大的场效应晶体管FET(235)，所述预定义的电功率特性包括以下中的至少一项：在所述FET的栅极处的电压，以及流动通过所述FET的通道的电流。9.根据权利要求8所述的系统，所述电源是开关电源，每个开关电源包括电容器组(256)和铁氧体扼流圈(255)，所述电容器组和所述铁氧体扼流圈两者以电流方式被连接到各自的FET的漏极，所述电容器组被配置用于并入到所述MR系统的主磁体组件(280、281’)中，所述铁氧体扼流圈被配置用于被定位为远离所述MR...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·洛斯勒，P·韦尔尼科尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL