一种磁共振电子电气系统技术方案

本发明专利技术提供一种磁共振电子电气系统，包括：射频发射子模块，用于生成射频信号；设备间管理子模块，连接所述射频发射子模块；射频功放子模块，连接设备间管理子模块；射频线圈通道路由子模块，用于对接多路射频线圈通道信号；射频接收子模块，连接射频线圈通道路由子模块；其中，所述设备间管理子模块从所述射频发射子模块接收所述射频信号并发送至对应型号的射频功放子模块；所述射频功放子模块将所述射频信号进行信号放大后传至射频线圈；所述射频线圈通道路由子模块选择需要成像的射频线圈通道信号并传输至所述射频接收子模块。本发明专利技术的系统能与不同型号的射频功放、梯度功放、射频接收线圈和高阶梯度匀场电源驱动器适配，便于产品升级的问题。便于产品升级的问题。便于产品升级的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振电子电气系统


[0001]本专利技术涉及磁共振
，特别是涉及一种磁共振电子电气系统。

技术介绍

[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是利用核磁共振原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。用来磁共振成像的机器称为磁共振成像谱仪，磁共振成像谱仪虽已是现有技术，但仍存在各种问题，具体如下所述：
[0003]专利CN212646963U《多通道核磁共振成像谱仪系统》公开了一种谱仪架构，射频发射子模块和梯度发射子模块在主机，射频接收子模块在从机实现。但是，该专利没有涉及到跟射频功放、梯度功放和射频接收线圈之间的衔接和功能扩展设计，也没有涉及到谱仪适配不同场强的磁共振应用的功能扩展设计。
[0004]专利CN105607021B《一种磁共振谱仪》公开了一种类分布式的谱仪架构和实现方案，在谱仪的主要组成部件之间通过高速光纤互联通信。多模态发射单元的射频发射子模块和梯度发射子模块分别尽量靠近射频功放和梯度功放，射频接收子模块放在磁体侧面，位于接收线圈附近。该专利带来的有益效果是：减少了模拟信号的传输距离，提高了磁共振谱仪关键信号传输的保真度。该专利同时还提出，通过磁体电子单元监控磁共振设备间和磁体间主要电子电气部件的状态，同时控制这些部件的工作，还驱动各类射频线圈，以及搜集人体的生理门控信息等。但是，该专利没有考虑到谱仪功能的扩展性，比如更换射频功放或者梯度功放的型号，这些功放的接口也可能发生相应的变换，此时就需要重新设计谱仪射频发射子模块和梯度发射子模块，以适配更换后的射频功放或者梯度功放的接口。类似的，高阶梯度匀场电源驱动器直接跟多模态发射单元连接，当高阶梯度匀场电源驱动器型号发生变化，则多模态发射单元与高阶梯度匀场电源驱动器之间的接口和通信协议也将发生变化，此时也需要重新设计多模态发射单元，以适应跟新的高阶梯度匀场电源驱动器。该架构还有一个弊端：磁体电子单元担负着监控射频功放、梯度功放和高阶梯度匀场驱动器的功能，因此磁体电子单元需要跟这些部件进行互连和通信，因此，射频功放、梯度功放或者高阶梯度匀场驱动器既需要跟多模态发射单元互连，同时也需要跟磁体电子单元互连，造成磁共振电子电气系统架构复杂，控制和维护起来也不够方便。
[0005]专利CN209356660U《一种应用于核磁共振成像系统的谱仪》公开了一种便于维护的谱仪架构，当谱仪的组成部件发生故障时，谱仪的每个组成部件都便于拆卸。但是，该专利的局限性：没有从磁共振电子电气部件升级和功能扩展的角度进行谱仪架构的设计。
[0006]专利CN 207949803U《模块化多通道核磁共振谱仪》公开了一种模块化多通道核磁共振谱仪，包括：背板以及与背板相连的主控板、射频和梯度发射板、多个射频接收板；其中，主控板通过至少三条独立的电路分别与射频和梯度发射板及每个射频接收板实现通讯连接，其中，电路一用于传输同步信号，电路二用于传输时钟信号，电路三用于传输数据信
号。本案通过对现有谱仪结构的改进，将整个谱仪按照功能划分为3块板卡：主控板、射频和梯度发射板、射频接收板，通过插入不同数目的射频接收板，可以实现4
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16通道的核磁共振信号接收，另外，可以根据需要灵活设计不同的射频和梯度发射板来实现对不同场强情景的运用。但是，该专利的局限性：没有涉及到射频发射子模块和梯度产生子模块的功能扩展问题，对射频接收子模块只是提及接收通道数量的扩展，而没有涉及到跟射频线圈的接口相关功能的扩展和适配。
[0007]专利CN 106950521 B《磁共振谱仪及其扫描方法、射频发射和接收》提供了一种磁共振谱仪及其扫描方法、射频发射和接收方法，磁共振谱仪包括路由器、计算机单元和硬件执行单元，所述计算机单元包括若干个计算机模块，所述硬件执行单元包括若干个硬件执行模块，所述路由器配置有若干个第一光口，所述若干个第一光口分别与所述计算机模块或所述硬件执行模块一一对应光纤连接；所述路由器接收计算机模块发送的数据包并转发至硬件执行单元或其他计算机模块，路由器接收硬件执行单元发送的数据包并转发至计算机单元。该专利通过路由器将计算机单元、硬件执行单元连接起来组成光纤通信的拓扑网络，提升了磁共振谱仪的系统工作效率，提高了系统可靠性，加快了整体扫描速度。该专利公开了一种全光纤网络的分布式谱仪架构和实现方式，但是没有涉及谱仪到跟射频功放、梯度功放和射频接收线圈之间的衔接和功能扩展设计，也没有涉及到谱仪适配不同场强的磁共振应用的功能扩展设计。
[0008]专利CN1361418A《一种数字化核磁共振控制台装置》本专利技术公开了一种数字化核磁共振控制台装置,该装置主要由脉冲程序控制器、射频通道和采样系统组成,采用总线式控制,使得控制模块能放置在系统总线背板的任意位置,可自动查询附加模块的标志,并检测其类型,使用了多模式可变采样频率的中频直接采样技术,本专利技术适用于核磁共振成像仪以及核磁共振波谱仪,使用方便、可靠性高、可扩展性强、能直接应用于高场的核磁共振仪器。该专利技术使得组成单元可以放置系统总线上任意位置，体现了谱仪内部组成单元的扩展性，但是没有提出谱仪跟周边其他电气部件(射频功放、梯度功放和射频接收线圈)的衔接和扩展性设计。
[0009]专利CN212646963U《多通道核磁共振成像谱仪系统》没有涉及到跟射频功放、梯度功放和射频接收线圈之间的衔接和功能扩展设计，也没有涉及到谱仪适配不同场强的磁共振应用的功能扩展设计。
[0010]专利CN105607021B《一种磁共振谱仪》没有考虑到谱仪功能的扩展性，比如更换射频功放或者梯度功放型号，这些功放的接口也可能发生相应的变换，此时需要重新设计谱仪射频发射子模块和梯度发射子模块跟射频功放或者梯度功放的接口，以适应更新后的射频功放和梯度功放接口。类似的，高阶梯度匀场驱动器直接跟多模态发射单元连接，当高阶梯度匀场驱动器型号发生变化，则对应接口和通信协议也将发生变化，此时也需要重新设计多模态发射单元，以适应跟更新后的高阶梯度匀场电源驱动器进行通信和互连。该架构还有一个弊端：磁体电子单元同时担负着监控射频功放、梯度功放和高阶梯度匀场驱动器的功能，因此磁体电子单元需要跟这些部件进行互连和通信，因此，射频功放、梯度功放或高阶梯度匀场电源驱动器既需要跟多模态发射单元互连，同时也需要跟磁体电子单元互连，造成磁共振电子电气系统架构复杂，控制和维护起来也不够方便。
[0011]专利CN209356660U《一种应用于核磁共振成像系统的谱仪》没有从磁共振电子电
气部件升级和功能扩展的角度进行谱仪架构的设计。
[0012]专利CN 207949803 U《模块化多通道核磁共振谱仪》没有涉及到射频发射子模块和梯度产生子模块的功能进行扩展问题，对射频接收子模块只是提及接收通道数量的扩展，而没有涉及到跟射频线圈的接口相关功能的扩展和适配。
[0013]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁共振电子电气系统，其特征在于，包括：射频发射子模块，用于生成射频信号；设备间管理子模块，连接所述射频发射子模块；射频功放子模块，连接所述设备间管理子模块；射频线圈通道路由子模块，用于对接多路射频线圈通道信号；射频接收子模块，连接所述射频线圈通道路由子模块；其中，所述设备间管理子模块从所述射频发射子模块接收所述射频信号并发送至对应型号的射频功放子模块；所述射频功放子模块将所述射频信号进行信号放大后传至射频线圈；所述射频线圈通道路由子模块选择需要成像的射频线圈通道信号并传输至所述射频接收子模块。2.根据权利要求1所述的磁共振电子电气系统，其特征在于，所述设备间管理子模块监控所述射频功放子模块的状态，并在判断所述射频功放子模块处于正常工作状态时，向其发送所述射频信号。3.根据权利要求1或2所述的磁共振电子电气系统，其特征在于，所述射频信号包括射频脉冲信号和射频门控信号；其中，所述射频脉冲信号用于磁共振成像，所述射频门控信号为使能信号，用于控制所述射频发射子模块是否向外发出所述射频脉冲信号。4.根据权利要求1所述的磁共振电子电气系统，其特征在于，所述射频发射子模块包括：可控数字本振单元，用于产生本振频率；所述本振频率与脉冲波形数据相结合形成数字混频信号；数模转换单元，连接所述可控数字本振单元，用于接收所述数字混频信号并进行数模转换后输出对应的模拟信号；锁相环单元，连接所述数模转换单元，用于输出模拟本振频率；所述模拟本振频率与所述模拟信号形成所述射频脉冲信号。5.根据权利要求3所述的磁共振电子电气系统，其特征在于，所述设备间管理子模块向所述射频功放子模块输出的信号接口支持如下：将所述射频门控信号与射频脉冲信号放于同一组接口中进传输；和/或，将所述射频门控信号与射频脉冲信号通过分离的接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林，张涛，邱胜顺，王燕燕，
申请(专利权)人：上海电气集团总公司智惠医疗装备分公司，
类型：发明
国别省市：