一种磁共振射频接收线圈系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种磁共振射频接收线圈系统。该磁共振射频接收线圈系统包括：至少一个线圈单元和控制单元；所述控制单元，与所述线圈单元相连，用于根据预设的控制状态向所述线圈单元发送对应控制指令；所述线圈单元，设置有用于接收调谐控制电压的调谐接收端和用于接收失谐控制电流的失谐接收端，所述调谐接收端之间相互并联，所述失谐接收端之间相互串联；所述线圈单元用于根据接收的控制指令选择失谐控制电流或者调谐控制电压作用在线圈单元的电路中，使得线圈单元对应处于失谐状态或者调谐状态。本实施例提供的技术方案可以简化系统互连线，有利于系统整合集成，并且显著降低了驱动电路的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及磁共振技术，尤其涉及一种磁共振射频接收线圈系统。
技术介绍
在磁共振系统中，射频接收线圈实际是一个接收阵列，内含有多个接收天线，每个接收天线作为接收阵列的一个组成单元负责独立的接收来自人体负载的射频回波信号，同时也需要能够进行调谐和失谐的控制。磁共振射频大功率发射期间要求所有接收线圈单元处于失谐状态，人体发出回波信号时要求选定的部分接收线圈单元处于调谐状态，未被选中的接收线圈单元处于失谐状态，选中的线圈单元一般是位置上距离成像片层最近的，因此我们注意到，磁共振系统中有对接收阵列中的每个单元都单独进行控制的需求。现有技术对线圈单元的控制是采用所有线圈全并行控制的方式，比如，一个含有24个线圈单元的接收阵列，就需要24根调谐失谐控制信号，每一根调失谐控制信号单独控制一线圈单元。而现有技术仍存在如下缺陷：全并行控制的方式在失谐状态时会产生大量功耗，举例说明，一般失谐的控制是通过二极管的恒流导通控制的，而恒流源电流一般在100mA左右，由一个15V的源电压来驱动，若有15个单元没被选通处于常失谐状态，全并行控制时功率就会出现15*0.1*15＝22.5W的总功耗。其中线圈被分担了一少部分，大部分功耗被产生调谐失谐信号的控制驱动电路消耗。对于发热敏感的线圈，就必须要将线圈控制驱动电路布置到离线圈尽量远的地方，因此无法整合集成，同时也会让系统走线变的拖沓。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种磁共振射频接收线圈系统，以实现简化系统互连线，降低驱动电路的功耗的目的。本专利技术实施例提供了一种磁共振射频接收线圈系统，包括：至少一个线圈单元和控制单元；所述控制单元，与所述线圈单元相连，用于根据预设的控制状态向所述线圈单元发送对应控制指令；所述线圈单元，设置有用于接收调谐控制电压的调谐接收端和用于接收失谐控制电流的失谐接收端，所述调谐接收端之间相互并联，所述失谐接收端之间相互串联；所述线圈单元用于根据接收的控制指令选择失谐控制电流或者调谐控制电压作用在线圈单元的电路中，使得线圈单元对应处于失谐状态或者调谐状态。本专利技术实施例通过在线圈单元上设置用于接收调谐控制电压的调谐接收端和用于接收失谐控制电流的失谐接收端，且调谐接收端之间相互并联呈现星状拓扑结构，失谐接收端之间相互串联呈现类菊花链型结构，这种串并联结合的控制构架使得不论有多少个线圈单元，都只需要驱动电路提供两根信号线就可以满足所有线圈单元的需求，极大的减少了系统互联信号线数量，有利于系统整合集成，并且显著降低了驱动电路的功耗。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种磁共振射频接收线圈系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例二提供的一种磁共振射频接收线圈系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例三提供的一种磁共振射频接收线圈系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例四提供的一种磁共振射频接收线圈系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例五提供的一种磁共振射频接收线圈系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种磁共振射频接收线圈系统的结构示意图，本实施例可适用于利用射频接收线圈来接收人体射频回波信号的情况，如图1所示，该磁共振射频接收线圈系统的具体结构包括：至少一个线圈单元2和控制单元1；所述控制单元1，与所述线圈单元2相连，用于根据预设的控制状态向所述线圈单元2发送对应控制指令；所述线圈单元2，设置有用于接收调谐控制电压的调谐接收端Tune和用于接收失谐控制电流的失谐接收端Detune，所述调谐接收端Tune之间相互并联，所述失谐接收端Detune之间相互串联；所述线圈单元2用于根据接收的控制指令选择失谐控制电流或者调谐控制电压作用在线圈单元2的电路中，使得线圈单元2对应处于失谐状态或者调谐状态。其中，线圈单元2相当于一个接收天线，在人体的共振频率下线圈单元2是调谐状态的就可以接收到人体负载的射频回波信号，射频回波信号可为后续图像重建系统使用，线圈单元2是失谐状态的则无法接受信号。通常会选择距离成像区较近的线圈单元2处于调谐状态，因为信号直接来自人体被扫描的部位，距离越近，接收的信号越强，信噪比也越高；距离成像区较远的线圈单元2，接收到的射频回波信号非常微弱接近噪声，因此各线圈单元2接收到的信号在合成后会恶化整体的信噪比，且距离成像区较远的线圈单元2还会与其他线圈单元2相互耦合而导致其他线圈单元2偏离最近接收状态，因此对于距离成像区较远的线圈单元2通常会将其失谐掉，从而不会加入到图像的合成算法中，也不会影响其他用于成像的线圈单元2，因此在实际应用时，根据其成像区位置的不同或者成像要求的不同，对每一线圈单元2处于调失谐状态的要求也不同。其中，控制单元1可以是集成有可编程逻辑器件，如FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)的控制电路板，所有可能的控制状态都预先存储在可编程逻辑器件内置的ROM或者控制电路内的独立ROM器件中，线圈单元2都可以是调谐状态或者失谐状态两种可控状态，当有N个线圈单元2时，最多可以有2的N次方种控制状态。其中，预设的控制状态规定了每一线圈单元2的调失谐状态，控制单元1向需要处于调谐状态的线圈单元2发送调谐指令，向需要处于失谐状态的线圈单元2发送失谐指令。在一般的临床应用场景中，预设的控制状态通常由具体的扫描协议来设定，当选择不同的扫描协议时，其规定的处于调谐状态的线圈单元2是不同的，相应的，处于失谐状态的线圈单元2也是不同的，例如，扫描头部的协议中规定了头部线圈单元2处于调谐状态，非头部线圈单元2处于失谐状态；扫描颈椎的协议中规定了脊柱线圈单元2处于调谐状态，非脊柱线圈单元2处于失谐状态。可选择的，该预设的控制状态也可以由人为设定，使用者可以根据实际需要规定每一线圈单元2的调失谐状态。其中，控制单元1通过控制总线来输出控制指令，控制总线可以是单线的1-wire总线、双线的I2C总线或者三线的SPI总线，优选控制总线为1-wire总线以节省线缆。如图1所示，控制单元1通过控制总线向第1个线圈单元2、第2个线圈单元2……第N个线圈单元2对应输出的控制指令依次为Ctrl_1、Ctrl_2……Ctrl_N。其中，可以通过驱动电路来同时提供调谐控制电压和失谐控制电流，因此接收阵列中的所有线圈单元2由一对调谐控制电压信号和失谐控制电流信号共同控制，线圈单元2也可以是多个线圈在一起构成的一个线圈群组，同一群组内的每个线圈在调谐时公用调谐控制电压，在失谐时均分失谐控制电流。进一步，调谐控制电压可以是反向电压V_T，失谐控制电流可以是正向电流I_D。进一步，调谐接收端Tune之间相互并联使得调谐控制电压并联接入每一线圈单元2中，失谐接收端Detune之间相互串联使得失谐控制电流串联接入每一线圈单元2中，因此不论有多少个线圈单元2，驱动电路都只需要两根信号线即可满足所有线圈单元2的需求，如此大大简化了系统互连信号线的数量，且由于失谐控制电流贯穿所有的线圈单元2，因此大大减少了驱动电路的功耗。本实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振射频接收线圈系统，其特征在于，包括：至少一个线圈单元和控制单元；所述控制单元，与所述线圈单元相连，用于根据预设的控制状态向所述线圈单元发送对应控制指令；所述线圈单元，设置有用于接收调谐控制电压的调谐接收端和用于接收失谐控制电流的失谐接收端，所述调谐接收端之间相互并联，所述失谐接收端之间相互串联；所述线圈单元用于根据接收的控制指令选择失谐控制电流或者调谐控制电压作用在线圈单元的电路中，使得线圈单元对应处于失谐状态或者调谐状态。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振射频接收线圈系统，其特征在于，包括：至少一个线圈单元和控制单元；所述控制单元，与所述线圈单元相连，用于根据预设的控制状态向所述线圈单元发送对应控制指令；所述线圈单元，设置有用于接收调谐控制电压的调谐接收端和用于接收失谐控制电流的失谐接收端，所述调谐接收端之间相互并联，所述失谐接收端之间相互串联；所述线圈单元用于根据接收的控制指令选择失谐控制电流或者调谐控制电压作用在线圈单元的电路中，使得线圈单元对应处于失谐状态或者调谐状态。2.根据权利要求1所述的磁共振射频接收线圈系统，其特征在于，所述线圈单元包括：开关子单元，用于接收控制指令，并根据接收的控制指令控制开关的状态；切换子单元，用于根据开关的状态将失谐接收端或者调谐接收端接入切换子单元的电路中，使得线圈单元对应处于失谐状态或者调谐状态。3.根据权利要求2所述的磁共振射频接收线圈系统，其特征在于，所述开关子单元包括第一开关、第二开关和第三开关；所述第一开关一端与切换子单元相连，另一端根据接收的控制指令选择接地或者接入下一线圈单元的失谐接收端；所述第二开关一端与切换子单元相连，另一端根据接收的控制指令连接失谐接收端或者调谐接收端；所述第三开关设置在失谐接收端与下一线圈单元的失谐接收端的连接线路上，并根据接收的控制指令选择断开或者闭合。4.根据权利要求3所述的磁共振射频接收线圈系统，其特征在于，所述切换子单元包括第一电感、调失谐二极管和含有第一电容的接收线圈；所述第一电感一端与第一电容相连，另一端分别与调失谐二极管正极和第二开关相连，并根据第二开关的状态与失谐接收端或者调谐接收端相连；所述调失谐二极管负极分别与第一电容和第一开关相连。5.根据权利要求4所述的磁共振射频接收线圈系统，其特征在于，所述接收线圈包...

【专利技术属性】
技术研发人员：关晓磊，秦晓华，张同超，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31