用于磁共振系统的射频线缆检测回路及安全监控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于磁共振系统的射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控方法，所述射频线缆检测回路，包括接收机(3)、用于校正信号的信号源S、切换开关以及短路直连线(9)，所述接收机(3)与射频线缆(8)相连，所述射频线缆(8)通过切换开关与所述短路直连线(9)一端相连，所述信号源S和短路直连线(9)的另一端相连，所述信号源S、射频线缆(8)和接收机(3)形成闭合检测回路。本发明专利技术提供的射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控方法，根据场地实际情况实时测量射频线缆损耗，并利用实测的射频线缆损耗计算控制患者吸收的射频功率和特别吸收率，从而大大简化场地布线，并提高磁共振射频安全监控算法的准确性。

【技术实现步骤摘要】
本申请是于2013年11月08日提交中国专利局、申请号为201310553510.7、专利技术名称为“射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控系统及其控制方法”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种磁共振领域，尤其涉及一种用于磁共振系统的射频线缆检测回路及安全监控方法。
技术介绍
医学磁系统由静态磁场B0、梯度场和射频场b1共同作用下对患者待检部位进行成像，然而在射频场b1的照射下，患者会产生SAR(SpecificAbsorptionRate特别吸收率)，当前快速成像和高场磁共振要求发射的射频功率越来越大，导致患者要承受更多的电磁辐射，为了遵循IEC60601的要求保证患者的安全，磁共振系统需要设置一个SAR安全监控系统，实时监控患者身上吸收的SAR，该SAR监视器需要有十分高的精度，保证系统计算的SAR值是准确的。图1为磁共振射频安全监控系统框架结构示意图，请参见图1所示，磁共振系统一般分设备间、扫描间和操作间三个房间，其中操作间是医生操作系统的房间，扫描间是对患者进行扫描的房间，一般扫描间里面放置有磁体系统，梯度系统，射频发射/接收线圈等部件，为了监控从发射线圈6照射到患者身上的射频功率大小，发射线圈6前会放有功率耦合器5，把前向和反向的射频功率耦合一小部分出来，传输到系统接收机3进行采样，计算患者吸收的射频功率大小，系统根据患者吸收的功率的大小和患者的体重计算SAR，实时监控SAR不超过标准要求，保证患者安全。磁共振的设备间里一般放置有大功率部件，如射频功率放大器2，接收磁共振信号的接收机及相关的控制数据处理系统等。从功率耦合器5耦合出来的信号经过很长的射频线缆8传输到接收机3，为了配合各医院的场地布置，要求该线缆的长度可变，对于设备间和扫描间距离很近的场地，要求该线缆较短，而设备间和扫描间的距离较远时，该线缆需要较长。然而对于耦合到的射频信号经过不同长度的射频线缆8衰减后得到的值是不一样的，该衰减后的信号经过放大计算，还原射频功率的值，如果线缆的衰减值不对，则对计算结果有很大的影响。常规的做法是固定从功率耦合器5到接收机3的线缆长度不变，不管场地的大小和距离，始终使用较长的射频线缆8，这样做能保证功率检测的准确性，却牺牲了场地布置的灵活性，经常需要在场地把长的射频线缆8盘绕固定，一来提高了该线缆的成本，二来不方便场地布置，三是线缆过长可能引起电磁兼容问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控方法，能够简化场地布线，并提高磁共振射频安全监控的准确性。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于磁共振系统的射频线缆检测回路，包括接收机、用于校正信号的信号源S、切换开关以及短路直连线，所述接收机与射频线缆相连，所述射频线缆通过切换开关与所述短路直连线一端相连，所述信号源S和短路直连线的另一端相连，所述信号源S、射频线缆和接收机形成闭合检测回路。上述射频线缆检测回路中，所述信号源S设置于所述接收机(3)内部。上述射频线缆检测回路中，所述接收机(3)包括多路信号输入端，所述信号源S通过切换开关(S1)和其中一路信号输入端共同连接于同一根射频线缆(8)。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种上述磁共振射频安全监控系统的控制方法，包括如下步骤：a)通过控制切换开关，使得信号源S、射频线缆和接收机的信号输入端形成闭合检测回路；b)计算每根射频线缆的实际损耗Loss；c)通过控制切换开关，使所述接收机的信号输入端、功率耦合器的信号输出端相连，并获取前向耦合功率PF和反向耦合功率PR；d)根据射频线缆的实际损耗Loss、前向耦合功率PF和反向耦合功率PR，实时计算患者吸收的射频功率Power。上述的磁共振射频安全监控系统的控制方法，其中，所述射频功率Power计算如下：Power＝0.001*10^((PF+Loss+X)/10)-0.001*10^((PR+Loss+X)/10)-CoilPowerloss；所述患者的特别吸收率SAR计算如下：SAR＝Power/mass；其中，X为功率耦合器的耦合度，CoilPowerloss为发射线圈损耗，mass为患者体重。上述的磁共振射频安全监控系统的控制方法，其中，所述信号源S设置在接收机内，所述接收机设有多路信号输入端，每路信号输入端通过一根射频线缆和功率耦合器的信号输出端相连，所述信号源S通过切换开关S1和其中一路信号输入端共同连接在一根射频线缆上，每根射频线缆的实际损耗Loss计算如下：Loss＝(REF-PS-3*SwLoss)/2，其中，REF为校正信号时，所述接收机和切换开关S1相连的信号输入端接收到的功率电平，PS为信号源S的功率电平，SwLoss为切换开关的损耗。上述的磁共振射频安全监控系统的控制方法，其中，所述信号源S设置在功率耦合器内并通过短线缆或者PCB走线和短路直连线相连，每根射频线缆的实际损耗Loss计算如下：Loss＝(REF-PS-SwLoss)，其中，REF为校正信号时，所述接收机和切换开关相连的信号输入端接收到的功率电平，PS为信号源S的功率电平，SwLoss为切换开关的损耗。上述的磁共振射频安全监控系统的控制方法，其中，所述信号源S为低频振荡源，所述低频振荡源前设有门电路限幅电路，每根射频线缆在安全监控时的实际损耗Loss为校正测量得到损耗的1/K，K为在两个不同频率w0和w_cal下测得的衰减值比值，其中，w0为用于SAR计算的射频信号的频率，w_cal为用于校准的信号源S的频率。上述的磁共振射频安全监控系统的控制方法，其中，所述信号源S为直流电压恒流源，每根射频线缆的实际损耗Loss计算如下：Loss＝Loss0*(U/(I*R))，其中，I为电流强度，U为直流电压恒流源通过射频线缆后的电压降，R为射频线缆在直流电压恒流源下的单位损耗，Loss0为射频线缆在用于SAR计算的射频信号的频率下的单位损耗。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控系统及其控制方法，通过信号源S、切换开关以及短路直连线形成闭合检测回路，根据场地实际情况实时测量射频线缆损耗，并利用实测的射频线缆损耗计算控制患者吸收的射频功率和特别吸收率，从而大大简化场地布线，并提高磁共振射频安全监控算法的准确性。附图说明图1为磁共振射频安全监控系统框架结构示意图；图2为本专利技术的磁共振射频安全监控系统中校正信号源分布连接示意图；图3为本专利技术的磁共振射频安全监控系统中校正信号源另一种分布连接示意图。图中：1上位机2射频功率放大器3接收机4功分器5功率耦合器6发射线圈7接收线圈阵列8射频线缆9短路直连线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描述。图2为本专利技术的磁共振射频安全监控系统中校正信号源分布连接示意图。请参见图1和图2，本专利技术提供的射频线缆检测回路，包括用于校正的信号源S、切换开关以及短路直连线9，所述信号源S和短路直连线9的一端相连，所述短路直连线9的另一端通过切换开关和射频线缆8相连形成闭合检测回路。本专利技术提供的磁共振射频安全监控系统包括接收机3和发射线圈6，所述发射线圈6前设有功率耦合器5，所述接收机3通过射频线缆8和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁共振系统的射频线缆检测回路，其特征在于，包括接收机(3)、用于校正信号的信号源S、切换开关以及短路直连线(9)，所述接收机(3)与射频线缆(8)相连，所述射频线缆(8)通过切换开关与所述短路直连线(9)一端相连，所述信号源S和短路直连线(9)的另一端相连，所述信号源S、射频线缆(8)和接收机(3)形成闭合检测回路。

【技术特征摘要】
1.一种用于磁共振系统的射频线缆检测回路，其特征在于，包括接收机(3)、用于校正信号的信号源S、切换开关以及短路直连线(9)，所述接收机(3)与射频线缆(8)相连，所述射频线缆(8)通过切换开关与所述短路直连线(9)一端相连，所述信号源S和短路直连线(9)的另一端相连，所述信号源S、射频线缆(8)和接收机(3)形成闭合检测回路。2.根据权利要求1所述的检测回路，其特征在于，所述信号源S设置于所述接收机(3)内部。3.根据权利要求2所述的检测回路，其特征在于，所述接收机(3)包括多路信号输入端，所述信号源S通过切换开关(S1)和其中一路信号输入端共同连接于同一根射频线缆(8)。4.一种磁共振射频安全监控方法，其特征在于，包括如下步骤：a)通过控制切换开关，使得信号源S、射频线缆(8)和接收机(3)的信号输入端形成闭合检测回路；b)计算每根射频线缆(8)的实际损耗Loss；c)通过控制切换开关，使所述接收机(3)的信号输入端、功率耦合器(5)的信号输出端相连，并获取前向耦合功率PF和反向耦合功率PR；d)根据射频线缆(8)的实际损耗Loss、前向耦合功率PF和反向耦合功率PR，实时计算患者吸收的射频功率Power。5.如权利要求4所述的磁共振射频安全监控方法，其特征在于，所述射频功率Power计算如下：Power＝0.001*10^((PF+Loss+X)/10)-0.001*10^((PR+Loss+X)/10)-CoilPowerloss；所述患者的特别吸收率SAR计算如下：SAR＝Power/mass；其中，X为功率耦合器的耦合度，CoilPowerloss为发射线圈损耗，mass为患者体重。6.如权利要求4所述的磁共振射频安全监控方法，其特征在于，所述信号源S设置在接收机(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，
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