CN103549955B - 一种磁共振成像多路信号传输的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁共振成像多路信号传输的方法及系统，其方法是采用一根数据线与一根时钟线这两根线来传送所有接收通道的增益，实现数字增益的发送与接收；本发明的系统包括：通过一根数据线与一根时钟线相互连接的谱仪控制单元和可控增益前置放大器；所述谱仪控制单元包括：相互连接的增益数据合并并串转换电路和总线驱动电路；所述可控增益前置放大器包括：相互连接的整形电路和串并转换增益数据拆分电路；本发明的优点是：极大地减少了谱仪线缆的数量和谱仪的体积；降低了谱仪的安装难度，大大提高了增益传输的可靠性与抗干扰能力；消除了增益改变过程中的不稳定的状态；本发明应用范围广泛；具有较强的实用价值和现实意义。

Description

一种磁共振成像多路信号传输的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种磁共振成像多路信号传输的方法及系统,属于磁共振成像技术领域。

背景技术

目前，在传统的磁共振成像的谱仪中，一般有多个接收通道，每个接收通道由一个可控增益前置放大器、模拟正交检测电路（或数字正交检测电路）、模数转换器等电路组成，为了保证放大后的信号处于模数转换器的合适的动态范围内，需要控制前置放大器的增益。

当前，多数可控增益前置放大器中包含数控衰减器，其增益的变化是通过改变数控衰减器的若干控制位来实现，因此，传统的磁共振成像的谱仪的控制单元向可控增益前置放大器发送若干比特位的数字信号以控制其增益。

目前，英国Oxford公司的MaranDRXHF是当前使用比较普遍的一种磁共振成像谱仪，它最多有四个接收通道，包括4个可控增益前置放大器，每一个前置放大器需要两根线以传输其增益信号（5个比特位），这样四个前置放大器就需要8根线。但是，这种英国Oxford公司的磁共振成像谱仪更改增益是一个位接着一个位变化，这样就存在一个过渡时间段增益是不稳定的缺陷。

当前，中国的万东医疗的谱仪PKSPEC与英国Oxford公司的MaranDRXⅡ类似，其拥有4个可控增益前置放大器，每一个前置放大器需要两根线以传输其增益信号，但是中国的万东医疗的谱仪PKSPEC存在同样的缺陷，即在改变增益的时候存在一个不稳定的过渡时间段。

目前，现有技术中的磁共振成像谱仪拥有多个接收通道，并且有数目越来越多的趋势，尽管少数谱仪采用了各自独立的可控增益前置放大器，但一般是多个接收通道的可控增益前置放大器集成在一块电路板上，如4个或8个，甚至有16个。因此，现有技术中的磁共振成像谱仪存在的问题如下：增益控制线随着通道数的增多而线性增加，如果是4通道，则需要8根线；如果是32通道，则需要64根线，这样会使线缆的数量体积庞大并大大增加了设备安装的难度，使系统可靠性下降；另外，当改变增益时，现有技术中的磁共振成像谱仪都存在一个不稳定的过渡时间段。

因此，综上所述，目前传统的磁共振成像的谱仪都存在着增益控制线的数量多、改变增益时有一个不稳定的过渡时间段、结构复杂、增益传输的可靠性与抗干扰能力较差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的磁共振成像多路信号传输的方法及系统。

本发明的一种磁共振成像多路信号传输的方法的步骤是：采用一根数据线与一根时钟线这两根线来传送所有接收通道的增益，用于实现磁共振成像多路接收通道的增益控制；谱仪控制单元对多路的增益数据进行合成，完成并串转换，输出增益数据与时钟；在接收端，以时钟为节拍对数据进行串并转换，完成增益数据拆分，输出增益到各个可控增益前置放大器，实现数字增益的发送与接收。

本发明的一种磁共振成像多路信号传输的系统包括：通过一根数据线与一根时钟线相互连接的谱仪控制单元和可控增益前置放大器；所述谱仪控制单元包括：相互连接的增益数据合并并串转换电路和总线驱动电路；所述可控增益前置放大器包括：相互连接的整形电路和串并转换增益数据拆分电路。

本发明的优点是：仅仅采用了两根线传输多个接收通道的增益，明显减少了增益控制线的数量；使谱仪线缆的数量不随接收通道数目的变化而改变，极大地减少了谱仪线缆的数量和谱仪的体积；降低了谱仪的安装难度，大大提高了增益传输的可靠性与抗干扰能力；当改变增益时没有不稳定的过渡段，消除了增益改变过程中的不稳定的状态；本发明适用于所有的可控增益前置放大器集成于一块电路板上的情况，应用范围广泛；具有较强的实用价值和现实意义。

附图说明

图1是本发明所述一种磁共振成像多路信号传输系统的整体结构示意图；

图2是本发明所述一种磁共振成像多路信号传输系统的增益数据合并并串转换电路的结构图；

图3是本发明所述一种磁共振成像多路信号传输系统的串并转换增益数据拆分电路的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。本发明的一种磁共振成像多路信号传输的方法的步骤是：采用一根数据线与一根时钟线这两根线来传送所有接收通道的增益，用于实现磁共振成像多路接收通道的增益控制；谱仪控制单元对多路的增益数据进行合成，完成并串转换，输出增益数据与时钟；在接收端，以时钟为节拍对数据进行串并转换，完成增益数据拆分，输出增益到各个可控增益前置放大器，实现数字增益的发送与接收。

如图1所示，本发明的一种磁共振成像多路信号传输的系统包括：通过一根数据线与一根时钟线相互连接的谱仪控制单元和可控增益前置放大器；所述谱仪控制单元包括：相互连接的增益数据合并并串转换电路和总线驱动电路；所述可控增益前置放大器包括：相互连接的整形电路和串并转换增益数据拆分电路。

所述时钟线与数据线均经过总线驱动电路驱动，所述时钟线与数据线均分别串联50Ω的电阻连接到可控增益前置放大器。

所述时钟线与数据线均封装了屏蔽线，所述时钟线与数据线所封装的屏蔽线的特征阻抗为50Ω。

如图2所示，本发明的所述谱仪控制单元用于实现增益数据合并与并串转换；当需要发出增益时，谱仪控制单元的处理器（或脉冲控制器）将各接收通道的增益值（例如，若数控衰减器的控制位为5，则增益值为无符号整型，范围0～31）依顺序并行写入增益1寄存器至增益N寄存器中，此时内部时钟（10MHz）从0开始进行计数，移位使能为高电平，本地时钟经过与逻辑后输出到时钟线上，增益1寄存器到增益N寄存器的数据通过移位寄存器以时钟为节拍串行输出到数据线上，每一个比特位的宽度为100ns。当计数到N×M（M为数控衰减器的比特位宽度）时，表明全部数据串行输出完毕，移位使能变为低电平，时钟与数据均不再输出。所述时钟线与数据线均经过总线驱动电路驱动，本发明实施例中总线驱动电路采用74HCT245芯片。

如图3所示，多路接收通道的可控增益前置放大器需要做在一块电路板上，输入的增益时钟与数据信号经过施密特反相器整形，再输出到串并转换增益数据拆分电路。一个100MHz的本地时钟，控制D触发器，对输入的数据线与时钟线进行采样，以消除信道上的尖刺（glich）干扰，防止误操作。经采样的增益数据送到寄存器REG1、寄存器REG2直至寄存器REGN中，作为寄存器REG1、寄存器REG2直至寄存器REGN的输入数据，增益时钟也连接到寄存器REG1、寄存器REG2直至寄存器REGN，作为寄存器REG1、寄存器REG2直至寄存器REGN的时钟，通过特定设计以实现增益数据的串并转换，各个通道的增益，即增益1至增益N，分别寄存于寄存器REG1、寄存器REG2直至寄存器REGN中，但暂时不输出信号。同时，增益时钟进行计数，当计数到N×M（M为数控衰减器的比特位宽度）时，表明数据全部转换完毕，此时产生输出使能信号，寄存器REG1、寄存器REG2直至寄存器REGN中的值分别输出到增益1、增益2直至增益N，此时增益同时输出，控制各数控衰减器的衰减（也就是电路的增益），因而增益的变化没有不稳定的过渡时间段，能够保护电路中的元器件。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种磁共振成像多路信号传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用一根数据线与一根时钟线这两根线来传送所有接收通道的增益，用于实现磁共振成像多路接收通道的增益控制；谱仪控制单元对多路的增益数据进行合成，完成并串转换，输出增益数据与时钟；在接收端，以时钟为节拍对数据进行串并转换，完成增益数据拆分，输出增益到各个可控增益前置放大器，实现数字增益的发送与接收。

2.一种磁共振成像多路信号传输的系统，其特征在于，包括：通过一根数据线与一根时钟线相互连接的谱仪控制单元和可控增益前置放大器；所述谱仪控制单元包括：相互连接的增益数据合并并串转换电路和总线驱动电路；所述可控增益前置放大器包括：相互连接的整形电路和串并转换增益数据拆分电路。

3.根据权利要求2所述的一种磁共振成像多路信号传输的系统，其特征在于，所述时钟线与数据线均经过总线驱动电路驱动，所述时钟线与数据线均分别串联50Ω的电阻连接到可控增益前置放大器。

4.根据权利要求2所述的一种磁共振成像多路信号传输的系统，其特征在于，所述时钟线与数据线均封装了屏蔽线。