一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，包括电源控制箱

【技术实现步骤摘要】
一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统及其方法


[0001]本专利技术涉及磁共振成像
，特别是涉及一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统及其方法
。

技术介绍

[0002]磁共振成像（
MRI
）或是一种广泛应用在医学成像上的技术，用于显示人体体内结构或生物组织结构，具有图像分辨率高
、
软组织对比度高
、
任意多方位成像
、
成像参数丰富和无电离辐射等优点
。
[0003]MRI
技术的发展已经从传统的氢核成像扩展到对人体组织中的
13C, 19F, 23Na
等其他核素进行可视化，以对某些特定疾病或某些器官的特定功能进行定量或者定性分析，同时也进一步促进了药物研发
。
一般来说，氢核成像用于得到人体器官或者组织的结构像，而功能像则依赖于对其余核素进行成像
。
[0004]现有的磁共振系统基本用于氢核成像，若要完成多核成像，除了要解决线圈的切换问题，其余所涉及到的接口盒，发射
、
接收链路等一系列部件也需要进行相应的切换以完成磁共振多核成像
。
此外，为了有效捕捉到生理信号，系统的切换效率也至关重要，对多核系统的性能也是一个重要考验
。
[0005]现有的磁共振系统大多为单核成像系统，服务于人体软组织氢核成像；随着科技发展以及相关科研需求的增长，多核成像逐渐进入大众视野
。
宽带谱仪虽然可以在一定频段内发射多个频率的脉冲信号，但是在射频系统只能支持单核素成像的情况下，仍然无法满足多核成像的需求
。
[0006]少部分能够支持多核成像的系统则只配备了单一的射频链路，即一次扫描只能完成一种核素信号的采集，并且不同核素的激发间隙需要更换不同核素的线圈接口盒才能完成多核成像
。
在延长了成像时间的同时，也无法保证多次扫描时被试的生理状况与位置是否改变，并且为后期功能像与结构像的配准增加了难度
。
[0007]还存在一种在系统链路中额外添加多路复用器的方案，线圈通道选择射频多路复用器与低噪声前置放大器电相连，用于供选择射频线圈通道
。
滤波通道选择射频多路复用器，其输入端与线圈选择射频多路复用器相连，其输出端与射频带通滤波器相连，用于供选择滤波通道
。
该种方案会将采集不同的核素的信号集成在一条链路上，针对频率相近的核素，如元素1H
和
19
F
，在磁场强度为
1.5T
时对应的谐振频率分别为
63.8Mhz
以及
60Mhz
，当利用该系统采集这两个核素的信号，集成后的信号通过中心频率为
63.8Mhz
带通滤波器时，因为要尽可能保留氟元素的信号且滤波器的带宽有一定限制，无法去除在采集氢核信号（
60Mhz
）时耦合进入系统的噪声
。
[0008]因此亟需提供一种新型的用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统及其方法来解决上述问题
。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统及其方法，能够高效率地在不同核素工作链路之间进行切换，搭配不同种类的线圈，无需进行接口盒的更换就能够完成多个核素同时成像，保证功能像和结构像的精准叠加，减少成像时间，提高成像质量
。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，包括：谱仪，是核磁共振系统的控制台，控制整个系统的射频脉冲激发
、
信号采集
、
数据运算；多核主控盒，用于分配谱仪发送的指令至各个选择开关，协调系统各个链路的有序工作，保证系统的正常运行；线圈接口盒，包括多核线圈接口盒，用于接收射频功放模块发送的各核发射信号，并传送至对应发射线圈以及发送收发一体线圈的接收信号至二级放大器；选择开关，包括连接多核主控盒与各个核素链路的射频功放的发射选择开关
、
连接多核主控盒与各个核素链路的二级放大器的接收选择开关
、
正交驱动选择开关
、
线圈驱动选择开关，正交驱动选择开关
、
线圈驱动选择开关的输入端接收谱仪由多核主控盒发送的多核主控信号
、
输出端连接各个核素线圈接口盒；射频功放模块，用于接收发射选择开关发射的各核发射信号，并将各核发射信号进行放大后发送至各核的线圈接口盒；还包括置于接收线圈与接收选择开关之间的前置低噪声放大器以及二级放大器
。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，所述系统还包括电源控制箱
、
计算机；电源控制箱，用于为谱仪
、
各核二级放大器提供电源；计算机，与谱仪连接，用于接收谱仪发送的数字信号处理生成图像，并发送控制命令至谱仪
。
[0012]在本专利技术一个较佳实施例中，针对收发一体线圈的系统，所述正交驱动选择开关接收来自多核主控盒的多核主控信号后，发送至对应线圈接口盒，使收发一体线圈切换至发射模式或者接收模式，若需要切换至发射模式，线圈接口盒将传送来自射频功放的发射信号至对应线圈
。
[0013]在本专利技术一个较佳实施例中，针对同时具备发射线圈与接收线圈的系统，所述线圈接口盒传送发射信号到发射线圈之外，在接收线圈工作时，所述线圈驱动选择开关会发送指令至线圈接口盒，使线圈接口盒发送失谐信号至发射线圈，保证接收线圈的正常工作状态
。
[0014]在本专利技术一个较佳实施例中，所述发射选择开关接收到多核主控盒的命令后，选择特定链路的射频功放模块传输来自谱仪的发射信号，使对应的发射线圈开始工作，产生射频场
。
[0015]在本专利技术一个较佳实施例中，所述接收选择开关接收到多核主控盒的命令后，选择接收特定核素接收线圈捕捉到的信号，并发送至谱仪
。
[0016]在本专利技术一个较佳实施例中，所述线圈接口盒
、
前置低噪声放大器
、
二级放大器均由无磁部件组成
。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换方法，采用如上所述的用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，包括以下步骤：所述系统包括单发射链路
、
单接收链路
、
收发一体线圈链路；在单发射链路中，扫描人员在控制系统中选定特定的核素后，即可选择相应线圈开始扫描，此时所述多核主控盒将选择线圈的多核切换控制信号发送至发射选择开关，同时谱仪将多核发射信号经发射选择开关发送至对应的射频功放，经线圈接口盒激发特定的发射线圈产生射频场；在单接收链路中，被激发的生理信号被接收线圈采集后，将先后经过前置低噪声放大器
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，其特征在于，包括：谱仪，是核磁共振系统的控制台，控制整个系统的射频脉冲激发
、
信号采集
、
数据运算；多核主控盒，用于分配谱仪发送的指令至各个选择开关，协调系统各个链路的有序工作，保证系统的正常运行；线圈接口盒，包括多核线圈接口盒，用于接收射频功放模块发送的各核发射信号，并传送至对应发射线圈以及发送收发一体线圈的接收信号至二级放大器；选择开关，包括连接多核主控盒与各个核素链路的射频功放的发射选择开关
、
连接多核主控盒与各个核素链路的二级放大器的接收选择开关
、
正交驱动选择开关
、
线圈驱动选择开关，正交驱动选择开关
、
线圈驱动选择开关的输入端接收谱仪由多核主控盒发送的多核主控信号
、
输出端连接各个核素线圈接口盒；射频功放模块，用于接收发射选择开关发射的各核发射信号，并将各核发射信号进行放大后发送至各核的线圈接口盒；还包括置于接收线圈与接收选择开关之间的前置低噪声放大器以及二级放大器
。2.
根据权利要求1所述的用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，其特征在于，所述系统还包括电源控制箱
、
计算机；电源控制箱，用于为谱仪
、
各核二级放大器提供电源；计算机，与谱仪连接，用于接收谱仪发送的数字信号处理生成图像，并发送控制命令至谱仪
。3.
根据权利要求1所述的用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，其特征在于，针对收发一体线圈的系统，所述正交驱动选择开关接收来自多核主控盒的多核主控信号后，发送至对应线圈接口盒，使收发一体线圈切换至发射模式或者接收模式，若需要切换至发射模式，线圈接口盒将传送来自射频功放的发射信号至对应线圈
。4.
根据权利要求1所述的用于磁共振多核成像的自适应射频切换系统，其特征在于，针对同时具备发射线圈与接收线圈的系统，所述线圈接口盒传送发射信号到发射线圈之外，在接收线圈工作时，所述线圈驱动选择开关会发送指令至线圈接口盒，使线圈接口盒发送失谐信号至发射线圈，保证接收线圈的正常工作状态
。5.
根据权利要求1所述的用于磁共振多...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈俊，晏历尔，杜汇雨，周玉福，张晴，
申请(专利权)人：安徽福晴医疗装备有限公司，
类型：发明
国别省市：