CN106716165A - 具有内置接收相位噪声指示器的数字接收器线圈 - Google Patents

具有内置接收相位噪声指示器的数字接收器线圈 Download PDF

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Abstract

一种系统和方法将磁共振成像(MRI)设备的数字化器时钟与成像设备的系统时钟同步。在第一方法中，原始参考信号被分裂为第一参考信号和第二参考信号，其中，第二参考信号被相位移位以生成正交参考信号。图像数据的可靠性可以基于第一参考信号与正交参考信号之间的乘积来确定。在第二方法中，参考信号从所述成像设备被发送到所述MRI设备，并且返回信号从所述MRI设备被接收到所述成像设备。数字化器时钟与系统时钟之间的差异可以基于包括可变时间延迟的返回信号来确定。

Description

具有内置接收相位噪声指示器的数字接收器线圈
背景技术
磁共振成像(MRI)设备被用于将身体的内部结构可视化。具体地，MRI利用核磁共振(NMR)的性质对身体内的原子的核进行成像。常规MRI设备包括患者搁置于其中的可缩回的患者台。患者在MRI设备内移动，使得大型的强大的磁体生成被用于将身体中的一些原子核的磁化对齐的磁场，并且射频磁场被应用于系统地更改该磁化的对齐。这令核产生可由扫描器检测的旋转磁场。记录该信息以构建身体的扫描区域的图像。
MRI设备已经具有其操作中的改变以改进在执行扫描时的效率。具体地，MRI设备可以包括移除针对线缆连接的需要的无线线圈。无线线圈实现显著的工作流程益处，因为连接和断开线缆的需要被消除。无线线圈的使用通常不要求MRI设备的膛尺寸的任何降低，使得增加的线圈密度还可以被实现为高于常规规范。然而，以与任何无线系统基本上类似的方式，信号传播可能经历各种偶然的效应，诸如可以根本上改变针对扫描被执行的计算的相位误差。在一个范例中，MRI设备的时钟可以未适当地与计算基于其的系统时钟同步。
因此，确定和/或同步MRI设备的数字化器时钟以更准确地执行MRI扫描是期望的。因此，存在对提供针对要执行的扫描的指示或固定信号的系统的需要。
发明内容
示范性实施例涉及一种系统和方法[要插入的]。所述方法包括[要插入的]。
附图说明
图1示出了根据示范性实施例的用于扫描室的系统；
图2示出了根据示范性实施例的成像设备；
图3示出了根据示范性实施例的MRI设备；
图4示出了根据示范性实施例的用于生成MRI设备的数字化器时钟中的差异的指示的指示器设备；
图5示出了根据示范性实施例的用于调节MRI设备的数字化器时钟的同步流程；
图6示出了根据示范性实施例的指示MRI设备的数字化器时钟中的差异的方法；
图7示出了根据示范性实施例的调节MRI设备的数字化器时钟的方法；并且
图8示出了根据示范性实施例的用于调节MRI设备的数字化器时钟的特定同步流程。
具体实施方式
示范性实施例还可以参考示范性实施例的以下描述和相关附图得以理解，其中，相似的元件被提供有相同的附图标记。示范性实施例涉及使用包括无线线圈的MRI设备执行MRI扫描的系统和方法，其中，MRI设备的数字化器时钟首先基于系统时钟被分析。具体地，在第一机制中，数字化器时钟可以被分析以提供关于将基于数字化器时钟的当前状况得到的MRI扫描的可靠性的指示。在第二机制中，数字化器时钟可以被分析以提供固定信号来将数字化器时钟与系统时钟同步。下面将更详细地解释MRI流程、MRI设备、无线性能、数字化器和系统时钟、指示、同步和相关方法。
图1示出了根据示范性实施例的用于扫描室100的系统。扫描室100被用于需要执行成像的患者。例如，患者可能需要在特定身体部分上执行MRI。扫描室100包括：MRI设备105，其具有患者台110、控制面板115和MRI部件120；以及操作者室125，其包括成像设备130。
根据示范性实施例，MRI设备105可以对搁置于患者台110上的患者执行扫描。具体地，MRI设备105可以利用MRI部件120来执行扫描。患者可以经由在控制面板115上所接收的输入而在MRI设备105的膛内被移动。控制面板115可以允许操作者移动患者台110以用于要执行的对齐，其中，患者台110被移动到等中心(中心辐射射束要穿过的空间中的点)。
MRI部件120可以包括各种部件，诸如磁体、梯度线圈、射频(RF)线圈和RF检测器。磁体产生针对成像流程要成像的区域周围的强磁场。该磁场允许核(例如，水分子的氢核)与其方向对齐。梯度线圈可以被设置在磁体内以产生各个方向(例如，X、Y和Z)上的磁场中的梯度。RF线圈可以被设置在梯度线圈内以产生通过由脉冲序列所选择的各种角度(例如，90°、180°等)来旋转自旋所必要的另外的磁场。因此，可以使用来自应用在适当的谐振频率处的振荡磁场的能量来检测由身体中的激发的氢原子所发射的射频信号。可以通过使用梯度线圈改变由磁体所产生的磁场来控制图像的取向，并且通过激发的核在其处返回到均衡状态的速率确定组织之间的对比。具体地，RF检测器可以接收这些能量测量结果并且将数据提供到成像设备130以用于处理，从而最终地生成扫描的图像。
常规MRI设备将线缆连接用于梯度和RF线圈，其当使用时被连接或重新连接。相反，示范性实施例涉及利用在其中使用无线线圈的MRI设备105。具体地，针对梯度和RF线圈的线缆可以利用无线链路替换。这样的无线链路的范例可以是单频率多输入多输出(MIMO)微波链路。MRI设备105的MRI部件120可以包括用于每个线圈的频率上转换器(up-converter)和MRI设备105的膛中的收发器的阵列。具体地，MRI部件120可以被配置，使得收发器被连接到集成到膛中的天线的阵列。MRI部件120可以包括局部振荡器，所述局部振荡器生成可以馈送天线阵列以照射线圈电子器件的收发器中的信号。来自局部振荡器的信号还可以将从线圈所接收的微波信号转换到原始选择的磁共振频率。这可以被封装为要由成像设备130接收的数据，以用于处理从而根据扫描生成图像。
鉴于由MRI设备105所使用的该无线机制，被发送以生成成像设备130将针对图像生成的处理基于的数据经历各种干扰和更改数据的可靠性的其他效应。例如，当在任何数字接收器系统中时，MRI设备105的数字化器时钟上的相位噪声可以转化为经重建的图像的降低的质量和/或降低的可靠性。尤其关于MRI设备105中的无线线圈，数字化器时钟在无线信道上同步，具有将损伤添加到时钟信号的风险。本领域的技术人员将理解，数字化器时钟提供基线，其中，信号传播，使得当数字化器时钟与系统时钟不同步时，得到的数据可能变得更不可靠，因为在数字化器与系统时钟之间存在更高的差异。因此，示范性实施例提供通过包括硬件和/或软件部件到数字接收器线圈而确保服务的质量的机制，其实现下面更详细地讨论的参考信号或接收相位噪声指示器(RPNI)的测量结果。如下面将变得更明显地，尽管更多被定义并且特异于无线MRI设备105，但是参考信号和RPNI在功能上可以与无线系统中的接收信号强度指示器类似。
如本领域的技术人员将认识到，MRI是将质子(例如，水分子中的氢核)的频率和相位编码用于图像重建的成像方法。在其中数字化器时钟的同步可以高度相关的特定范例中，数字化器时钟上的相位噪声可以引起由于编码方法的性质的图像伪影(具体地，在长采集/扫描期间)。因此，具有将数字化信号上的均方根(RMS)相位误差最小化的数字化时钟可以是重要的。例如，如果图像原始数据中的数字化时钟诱导的RMS相位误差要被设置为小于1度，则RMS时间抖动应当优选地在64MHz处保持低于44皮秒(ps)并且在128MHz处低于22ps。如上文所讨论的，常规MRI设备可以使用利用接线或光纤与高度稳定的系统时钟同步的数字化器时钟。然而，利用无线MRI设备105，无线地执行数字化器时钟同步，这提出尤其是关于信号纯度和后续可靠性的以上问题。
更具体地，可以通过将载波作为导频音从成像设备130发送到MRI设备105来同步数字化器时钟。例如，导频音可以是参考信号或RPNI。MRI设备105可以包括MRI部件120内的电路，其放大导频音，所述导频音然后被滤波并且被用于同步锁相环(PLL)电路。所恢复的时钟信号的相位噪声Φr(t)可以是所接收的导频信号的相位噪声Φp(t)和由PLL所生成的相位噪声的组合。信道或时钟恢复电路(例如，PLL)中的任何损伤可以将相位噪声添加到恢复的时钟。可以通过患者运动(例如，干扰)或无线导频音信道的失真引起这些损伤中的一些。其他损伤可以由于时钟恢复单元中的硬件故障。关于数字化器时钟同步的这些问题中的任何可能导致欠佳且不可靠的图像质量和潜在的服务请求/扫描器停机时间。欠佳的相位噪声性能的早期检测可能导致早期预防和校正动作以改进MRI设备105的顾客满意度。例如，扫描器人员/操作者可以被建议为监测患者运动，或者可以关于在图像退化之前的恶化的RPNI通知现场服务。
根据示范性实施例，成像设备130可以生成RPNI并且将其发送到MRI设备105以同步数字化时钟。以第一方式，MRI设备105可以包括利用参考信号以通过执行计算来确定数字化时钟的准确度的机构。参考信号可以是基于形成针对同步的基础的系统时钟的信号。该计算的结果可以是指示由MRI设备105提供给成像设备130的数据对于图像生成而言是否可靠的差异。可以存在针对差异的预定阈值，使得当超过这些阈值之一时，可以防止MRI设备105在图像退化将是太高并且不可接受的时执行扫描。因此，该第一方式可以涉及相对短期的机制。以第二方式，MRI设备105可以包括通过计算将补偿由于例如无线信道中的可变时间延迟的相位误差的时钟信号的相位移位来利用RPNI的机构。参考信号可以首先被转换、发送和返回为经历可变时间延迟的返回信号，所述返回信号被处理以生成RPNI。成像设备130可以随后计算将适当地同步数字化时钟的时钟相位移位。因此，该第二方式可以涉及系统时钟与接收器时钟之间的长期相位稳定性。
图2示出了根据示范性实施例的图1的成像设备130。如上文所讨论的，成像设备130可以被配置为无线地与MRI设备105通信。因此，成像设备130可以包括接收器225和发送器230。然而，应当注意，成像设备130可以包括组合的收发器以提供接收器225和发送器230的功能。接收器225和发送器230可以用于短距离无线通信，因为成像设备130常常非常接近于MRI设备105(例如，两者在扫描室100内)。然而，如以下范例中将描述的，接收器225和发送器230还可以被配置用于诸如利用网络的长距离无线通信。
还如上文所讨论的，成像设备130可以被配置为提供由MRI设备105使用以同步数字化器时钟的RPNI。成像设备130包括处理器205和存储器布置210。处理器205可以运行系统时钟应用235，所述系统时钟应用维持形成数字化器时钟同步在其上的基础的系统时钟。以第一方式，系统时钟应用235可以被配置为仅仅以稳定的方式维持系统时钟。以第二方式，系统时钟应用235可以被配置为利用接收器225和发送器230，其能够进行无线通信以请求时钟的同步。以任一方式，系统时钟可以被维持并且被用于同步功能。
处理器205还可以运行同步应用240。同步应用240可以包括基于系统时钟应用235生成RPNI的功能。RPNI可以由同步应用240生成并且经由发送器230发送到MRI设备105。如下面将更详细地描述的，同步应用240还可以生成表示系统时钟与接收器时钟之间的长期相位漂移的固定RPNI。固定RPNI可以基于参考信号和根据在参考信号的处理后由MRI设备105所提供的返回信号所确定的信息。存储器布置210可以包括同步参数库245。同步参数库245可以包括参考信号要被固定在其上以生成RPNI的预先计算的参数。例如，同步参数库245可以是数据表，根据其，所确定的信息提供必要的操作以生成RPNI。同步参数库245可以被预编程到成像设备130中。
成像设备130还可以包括显示设备215和输入设备220。例如，处理器205还可以运行图像生成应用，所述图像生成应用利用从MRI设备所接收的数据(经由接收器225)以生成扫描的图像。这些图像可以被示出在显示设备215上。输入设备220可以从操作者接收输入以控制MRI部件120的操作来选择针对要生成的图像的要扫描的切片。
图3示出了根据示范性实施例的图1的MRI设备105。如上文所讨论的，MRI设备105可以被配置为无线地与成像设备130通信。因此，MRI设备105可以包括接收器325和发送器330。应当再次注意，MRI设备105还可以包括提供接收器325和发送器330的功能的组合的收发器。接收器325和发送器330可以用于与成像设备130的短距离无线通信。尽管不可能需要长距离通信，但是接收器325和发送器330还可以被配置用于该目的。
还如上文所讨论的，MRI设备105可以被配置为从成像设备130接收RPNI以补偿数字化器时钟与系统时钟之间的相位移位。MRI设备105包括处理器305和存储器布置310。处理器305可以运行数字化器时钟应用335，所述数字化器时钟应用维持数字化器时钟并且因此形成在其上在无线梯度和RF线圈中控制信号和振荡的基础。因此，当MRI设备105接收RPNI时，数字化器时钟应用335可以应用其信息以校正数字化器时钟与系统时钟之间的相位误差。数字化器时钟应用335还可以根据处理参考信号提供返回信号，使得可以接收RPNI。
处理器305还可以运行指示器应用345。指示器应用345可以结合指示器设备340来操作。如下面将更详细地描述的，指示器设备340可以接收参考信号以确定数字化器时钟与系统时钟之间的差异。取决于来自指示器设备340的结果，指示器应用345可以根据执行扫描以在成像设备130上生成图像而提供关于数据的可靠性的对应的指示。
MRI设备105还可以包括MRI部件120、显示设备315和输入设备320。例如，当将患者台110上的患者移动到MRI设备105的膛中时，控制面板115可以包括显示设备315和输入设备320，以用于与等中心的适当的对齐。
如上文所讨论的，利用参考信号的第一方式针对相对短期的机制。具体地，指示器设备340可以接收参考信号以将差异信息提供给指示器应用345。应当注意，指示器设备340仅是示范性的，并且MRI设备105可以包括用于提供下面所描述的指示的软件和硬件的任何组合。图4示出了根据示范性实施例的用于生成MRI设备的数字化器时钟中的差异的指示的MRI设备105的指示器设备340。
本领域的技术人员将理解，存在用于检测相位噪声的许多方式。当测量被设计用于非常大的频率范围上的最高相位噪声敏感度的无线系统中的相位噪声时，可以在相位噪声测试装备中实施高度敏感并且准确的方法。如上文所讨论的，当涉及MRI设备105中的无线线圈时，存在无线系统与无线MRI设备(诸如MRI设备105)的信号之间的若干差别。例如，在MRI设备105的无线线圈的情况下，单个正弦信号的相位噪声是感兴趣的。该信号甚至不被要求是实际的模拟数字转换器(ADC)时钟信号自身，而是也可以是频率的倍数。即，当倍增频率时，相位噪声随着乘积线性地增加。例如，如果具有1度抖动的50MHz信号乘以10的因子，则得到具有10度抖动的500MHz信号。因此，本领域的技术人员将认识到，测量由于增加的敏感度的时钟频率的倍数处的相位噪声是有利的。
指示器设备340可以包括被配置用于该目的的部件。具体地，指示器设备340可以通过将信号与自身的正交信号相乘来检测差异或相位。尽管数字化器时钟可以被设计为相等地跟随系统时钟，但是存在尤其是在大时间段和/或随着干扰(例如，患者移动)产生的一些差异。当数字化器时钟与系统时钟完全同步时(其中，不存在抖动)，正交信号与原始信号的乘积结果为指示没有差异的零。例如，利用振荡，呈现纯正弦波，使得正交信号是其中两个波彼此取消的纯余弦波。然而，当差异存在时，更改正弦波，使得正弦信号导致特定非零值。
为了完成这，指示器设备340包括接收参考信号的频率倍增器405。应当注意，频率倍增器405仅是示范性的而不是要求的。上文讨论了包括频率倍增器的原因。随后，信号被传送到分裂器410，其生成被传送到乘法器420的第一信号和被传送到相位移位器415的第二相同信号。为了实现正交信号，相位移位器415可以将相位移位90度。相位移位器415将正交信号传送到乘法器420。在相乘之后，结果被传送到低通(LP)滤波器425，使得相乘的频率信号针对检测器430被衰减以输出差异值。再次，如果信号和正交信号是真实正交的(即，没有抖动)，那么乘积是零。然而，如果在参考信号上存在任何抖动，那么其引起指示所接收的相位噪声的残余信号。
MRI设备105的指示器应用345可以从指示器设备340接收残余信号。参考指示器参数库，指示器应用345可以确定从执行扫描所获得的数据的可靠性。指示器参数库可以根据残余信号定义在其中差异符合的多个范围。在从零到第一值的第一范围中，残余信号可以足够地忽略使得数据的可靠性对于图像生成而言是满意的。在从第一值到第二值的第二范围中，残余信号可以足够大以影响图像生成。在这样的情形下，指示器应用345可以在显示设备215和/或315上提供数据与当残余信号在第一范围内时相比较可能不可靠的指示。在从第二值到最大值的第三范围中，残余信号可以足够地不利，使得图像生成是不可靠的。在这样的情形下，指示器应用345可以在显示设备215和/或315上提供数据可能不可靠的指示。指示器应用345还可以执行其他功能。例如，指示器应用345可以发送停用MRI设备105的信号。在另一范例中，指示器应用345可以向解决差异的技术人员发送通知。
应当注意，可以以各种方式利用第一方式的相对短期机制。例如，该方式提供确定相位噪声的成本高效的方式。指示器设备340和/或指示器应用345可以被并入在MRI设备105内或者可以是模块化的并且分离地连接到MRI设备105。因此，第一方式可以使用尚不具有无线同步功能的无线线圈而被容易地并入到MRI设备中。通过第一方式，当残余信号指示对于数字化器时钟的同步的需要时，可以随后利用有线连接。在另一范例中，这可以结合下面所描述的第二方式使用。
如上文所讨论的，利用RPNI的第二方式针对相对长期的机制。具体地，同步应用240可以发送参考信号以从MRI设备105接收返回信号，从而确定将MRI设备105的数字化器时钟与成像设备130的系统时钟同步的RPNI。应当注意，成像设备130仅是示范性的，并且该部件或任何其他部件可以被用于提供下文所描述的功能。图5示出了根据示范性实施例的用于调节MRI设备105的数字化器时钟的同步流程500。还应当注意，同步流程500也仅是示范性的，并且可以使用确定针对的参考信号的固定以生成RPNI的任何操作。例如，下面将关于图8描述针对同步流程的更特定的实施例。
同步流程500利用往返相位误差校正。作为往返，跨成像设备130与MRI设备105之间的信道505的任何可变相位误差在参考信号的往返期间出现两次。因此，成像设备130处的往返信号的相位漂移的测量结果和将其平分提供关于MRI设备105处的相位漂移的信息。该信息随后可以使用在生成RPNI中以校正由于MRI设备105的数字化器时钟未与系统时钟同步的任何相位误差。
成像设备130的系统时钟应用235可以包括频率转换功能，然而MRI设备105的数字化器时钟应用335可以包括相反频率转换功能。如上文所讨论的，MRI设备105可以包括PLL，其利用参考信号以生成还可以向下划分的该频率的倍数。因此，频率转换功能可以包括首先将参考信号与第一值相乘以获得第一结果信号，并且其次将第一结果与第二值相除以获得第二结果信号。该第二结果信号可以经由成像设备130的发送器230来输出和发送。第二结果信号可以行进通过信道505，其中，可变时间延迟变为被并入到输出中以获得更改的第二结果信号。可变时间延迟可以包括各种分量。例如，可变时间延迟可以包括由信道505所添加的延迟、添加到信号的漂移误差、其组合等。
当尝试将数字化器时钟同步时，MRI设备105可以对所接收的更改的第二结果信号执行相反频率转换功能。因此，相反频率转换功能可以包括首先将更改的第二结果信号乘以第二值以获得第三结果信号，并且将第三结果信号除以第一值以获得第四结果信号。第四结果信号可以由数字化器时钟应用用于同步数字化器时钟。
然而，示范性实施例可以提供更改的第二结果信号，以另外的频率转换操作在其上执行。具体地，更改的第二结果信号乘以第三值以获得第五结果信号，并且除以第四值以获得第六结果信号。第六结果信号可以行进通过信道505，其中，可变时间延迟再次变为被并入到输出中以获得更改的第六结果信号。以这种方式，可变时间延迟在往返中已经被添加两次。
成像设备130可以处理更改的第六结果信号以确定要应用到RPNI的固定，以用于要与系统时钟同步的数字化器时钟。即，固定可以消除任何抖动、相位误差等。具体地，平分所得的可变时间延迟将必要的信息提供给同步应用240以确定固定。当有线连接是可用的时，原始地发送的RPNI可以是足够的。然而，利用可变时间延迟的引入，同步应用240可以生成考虑可变时间延迟的RPNI，使得甚至在信道505中经历可变时间延迟之后，数字化器时钟应用335可以利用RNNI将数字化器时钟与系统时钟同步。
在特定实施例中，参考信号sin(ω0·t)可以经历频率转换以通过成像设备130得到输出信号在行进通过信道505之后，MRI设备105可以被提供所接收的信号其中，可变时间延迟包括信道延迟tc和漂移误差Δt。MRI设备105可以在所接收的信号上执行另外的频率转换操作以通过MRI设备105生成另外的输出信号在行进通过信道505之后，成像设备130可以被提供具有相同可变时间延迟的另外的所接收的信号在由MRI设备105所执行的另外的频率转换操作上执行相反频率转换之后，可以获得输出信号该输出信号可以提供用于确定要被应用到RPNI信号以生成被发送到MRI设备105的RPNI信号的固定的基础。如上文所描述的，RPNI信号可以令相反频率转换操作在其上执行以确定在其中将数字化器时钟与系统时钟同步的方式。
如上文所讨论的，图8是针对同步滤波器和伴随部件的特定实施例。具体地，图8示出了示范性实施例的用于调节MRI设备105的数字化器时钟的特定同步流程800。以与图5的同步流程500基本上类似的方式，同步流程800涉及往返相位误差校正。亦即，可以从成像设备130生成信号，其由MRI设备105所接收，其中，MRI设备105“处理”所述信号以生成返回信号。返回信号可以由成像设备130使用以确定要被应用于从成像设备130发送到MRI设备105的任何信号的相位校正。具体地，可以关于同步流程800再次利用关于同步流程500所描述的以上机制。
如所图示的，同步流程800可以再次包括成像设备130和MRI设备105。尽管上文描述了成像设备130和MRI设备150和对应的部件，但是同步流程800再次但是关于本文中的特定实施例描述了这些部件。因此，成像设备130可以包括振荡器(OSC)805、带通滤波器810、收发器815、带阻滤波器820、科斯塔斯环825、相位比较器830和得到的相位校正值835。MRI设备105可以包括收发器840、带通滤波器845、科斯塔斯环850、数值控制振荡器(NCO)855、数模转换器(DAC)860和带阻滤波器865。
本领域技术人员将理解与成像设备130和MRI设备105的部件相关联的功能。例如，带通滤波器可以是通过预定范围内的频率并且拒绝其他频率的设备，而带阻滤波器提供基本上相反的功能。在另一范例中，科斯塔斯环可以是被用于来自抑制载波调制信号的载波相位恢复的特定基于PLL的电路。在另外的范例中，NCO可以是创建波形(例如，正弦)的同步、离散时间、离散值表示的数字信号生成器。
如图示的，OSC 805可以被预定义以生成在指定频率(诸如10MHz)处的信号。初始地，该10MHz信号可以在由收发器815发送到成像设备105之前被馈送到带通滤波器810。因此，MRI设备105的收发器840可以接收10MHz处的来自成像设备130的信号。所接收的10MHz信号可以在科斯塔斯环850处的处理之前通过带通滤波器845。一旦被处理，信号就可以被馈送到NCO 855。NCO 855可以输出受影响的信号，诸如可以在进入的10MHz信号以上和以下±1MHz的一个。即，DAC 860可以接收9MHz和11MHz信号。这些信号可以在由收发器840发送回到成像设备130之前被提供到带阻滤波器865。这样，从收发器815到收发器840以及反之从收发器840到收发器815传播通过信道的信号两者居中在10MHz上，并且因此两者信号将经历对应于针对该频率的可变信道性质的相同信道延迟。
当成像设备130经由收发器815从MRI设备105接收9MHz和11MHz处的返回信号时，这些信号可以在科斯塔斯环825处的处理之前初始地通过带阻滤波器820。相位比较器830可以接收来自科斯塔斯环825的输出以及接收来自振荡器805的原始信号，其可以用作确定相位校正值835的参考。以这种方式，可以确定相位校正值835，其可以被用于将数字化器时钟与系统时钟同步。
图6示出了根据示范性实施例的指示MRI设备105的数字化器时钟中的差异的方法600。方法600涉及第一方式，其中，相对短期的机制被提供以生成从基于存在于数字化器时钟上的当前状况执行扫描所获得的数据的可靠性的指示。将关于MRI设备105、指示器设备340和指示器应用345描述方法600。
在步骤605中，MRI设备105接收参考信号。具体地，经由接收器325，指示器设备340的频率倍增器405接收参考信号。在步骤610中，频率倍增的参考信号被分裂为两个相同的信号，第一个被传送到乘法器420。在步骤615中，第二分裂信号被传送到相位移位器415，使得相位被移位为正交于原始信号。如上文所讨论的，相位移位器415可以具有各种值，诸如Π/2+N*Π，其中N是正整数，其中，较大的值N导致两个信号之间的较长的时间延迟。以这种方式，可以测试相位噪声谱的不同的部分。然而，应当注意，生成两个分裂信号之间的显著地长的相位延迟可能是困难的，尤其地，在长时间段(例如，几秒到几分钟)上发生的相位漂移能够需要不同的机制。这样的不同的机制可以是长期相位漂移，针对其的方法在下面更详细地讨论为往返相位误差补偿。在步骤620中，正交信号还被传送到乘法器，使得原始信号和正交信号相乘。随后，输出可以被传送到LP滤波器425和检测器430。
在步骤625中，指示器应用345接收乘积并且确定是否存在残余信号。如上文所讨论的，如果数字化器时钟适当地与系统时钟同步(其中不存在抖动)，则乘积结果为零。因此，当不存在残余信号时，指示器应用345继续方法600到步骤630，其中，没有相位噪声的指示被提供，例如在显示设备215和/或315上。这样的指示可以指示被用于生成图像的数据是非常可靠的。
返回到步骤625，如果指示器应用345确定存在残余信号，则其继续方法600到步骤635。在步骤635中，指示器应用345确定残余信号是否高于可以存储在指示器参数库350中的预定阈值。如果残余信号存在但是低于预定阈值，则指示器应用345继续方法600到步骤640。在步骤640中，指示器应用345提供存在相位噪声但是在可接受的范围内的指示，其中，被用于生成图像的数据仍然可靠。然而，如果残余信号存在并且高于预定阈值，则指示器应用345继续方法600到步骤645。在步骤645中，指示器应用345提供存在使得被用于生成图像的数据不可靠的足够的相位噪声的指示。
应当注意，方法600可以包括另外的步骤。例如，如上文所讨论的，当残余信号中的相位噪声的指示高于预定阈值时，指示器应用345可以执行各种后续的动作，诸如停用MRI设备105、接触技术人员等。在上文所讨论的另一范例中，能够存在针对残余信号的多个阈值。
图7示出了根据示范性实施例的调节MRI设备105的数字化器时钟的方法700。方法700涉及第二方式，其中，相对长期的机制被提供以生成将数字化器时钟与系统时钟同步的固定RPNI信号，使得从执行扫描所获得的数据在生成图像中是可靠。将关于MRI设备105和成像设备130描述方法700。
在步骤705中，成像设备130基于由系统时钟应用235所维持的系统时钟来生成参考信号。具体地，同步应用240可以生成参考信号。在步骤710中，同步应用240转换参考信号的频率。如上文所讨论的，频率转换操作可能需要首先乘以第一因子并且然后除以第二因子，如利用PLL所完成的。在步骤715中，成像设备130经由发送器230将经转换的参考信号发送到MRI设备105。
在发送期间，经转换的参考信号可以经历信道505中的可变时间延迟。如上文所讨论的，这样的可变时间延迟可以包括信道延迟、漂移误差等。因此，经转换的参考信号可能已经以第一方式被发送但是以第二方式被接收。因此，在步骤720中，MRI设备105经由接收器325接收经历可变时间延迟的经转换的参考信号。在步骤725中，MRI设备105的数字化器时钟应用335对经延迟的经转换的参考信号进行转换。如上文所讨论的，另外的频率转换操作能够需要首先乘以第三因子并且然后除以第四因子。在步骤730中，MRI设备105经由发送器330将经重新转换的参考信号发送到成像设备130。
在发送期间，经重新转换的参考信号可以再次经历信道505中的可变时间延迟。因此，经重新转换的参考信号可能已经以第一方式被发送但是以第二方式被接收。因此，在步骤735中，成像设备130经由接收器225接收经历可变时间延迟的经重新转换的参考信号。具体地，可变时间延迟已经被应用两次。在步骤740中，成像设备130执行针对所有转换的相反频率转换。
在步骤745中，成像设备130确定与在环上发送的参考信号的差异。具体地，差异可以基于应用在所接收的返回信号中的总可变时间延迟的一半。在步骤750中，成像设备130确定要被应用在参考信号上的固定，使得可变时间延迟在被发送到MRI设备105时被取消。即，同步应用240生成RPNI。在步骤755中，成像设备130将RPNI发送到MRI设备105。在步骤760中，MRI设备105接收经历信道505中的可变时间延迟的RPNI。应当注意，当MRI数据从MRI设备105被发送到成像设备130时，成像设备可以备选地使用RPNI并且校正实际的MRI数据的相位偏移。然而，RPNI被配置用于该可变时间延迟。因此，在步骤765中，MRI设备105的数字化器时钟应用335将数字化器时钟与系统时钟同步。
根据示范性实施例，示范性实施例的系统和方法提供利用无线线圈来处理来自成像设备的参考信号的MRI设备中的机制。MRI设备可以处理参考信号以确定系统时钟与数字化器时钟之间的差异，诸如抖动的包括。差异可以用作生成从执行用于生成图像的扫描所获得的数据的可靠性的指示的基础。MRI设备还可以通过频率转换处理参考信号并且将返回信号提供到成像设备。使用往返回路并且从首先行进通过从成像设备到MRI设备的信道并且然后再次行进通过从MRI设备到成像设备的信道经历可变时间延迟两次，成像设备可以基于所确定的延迟生成所接收的相位噪声指示器信号，使得数字化器时钟可以与系统时钟适当地同步并且相位对齐。以这种方式，从执行扫描所获得的数据在生成图像中可以是更可靠的。
本领域的技术人员将理解，以上所描述的示范性实施例可以以任何数量的方式来实施，包括作为分离的软件模块、作为硬件和软件的组合等。例如，患者的模型的生成可以是包含代码行的程序，其在被编译时可以在处理器上运行。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中做出各种修改。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变化，只要其在权利要求书和其等价方案的范围内。

Claims (20)

1.一种方法(600)，包括：
由磁共振成像(MRI)设备(105)接收(605)来自成像设备(130)的原始参考信号，所述MRI设备(105)利用基于数字化器时钟来传播图像信号的无线线圈来获得由所述成像设备(130)使用以生成MRI图像的图像数据，所述原始参考信号是基于系统时钟生成的，所述图像信号期望通过所述系统时钟来传播；
由所述MRI设备(105)将所述原始参考信号分裂(610)为第一参考信号和第二参考信号；
由所述MRI设备(105)将所述第二参考信号相位移位(615)以生成正交参考信号；
由所述MRI设备(105)确定(620)所述第一参考信号与所述正交参考信号之间的乘积；并且
由所述MRI设备(105)基于所述乘积来确定(625)指示所述图像数据的可靠性的指示。
2.根据权利要求1所述的方法(600)，其中，所述乘积是零，并且所述指示针对第一可靠性值，所述第一可靠性值指示所述MRI图像基于所述图像数据而被准确地生成。
3.根据权利要求2所述的方法(600)，其中，所述乘积大于零但是低于预定阈值，并且所述指示针对第二可靠性值，所述第二可靠性值低于所述第一可靠性值。
4.根据权利要求3所述的方法(600)，其中，所述乘积大于所述预定阈值并且所述指示针对第三可靠性值，所述第三可靠性值低于所述第二可靠性值。
5.根据权利要求1所述的方法(600)，其中，所述参考信号通过信道(505)来接收，在所述信道中，所述参考信号以第一形式从所述成像设备(130)被发送并且以第二形式由所述MRI设备(105)接收。
6.根据权利要求5所述的方法(600)，其中，所述信道(505)的损伤基于所述MRI设备(105)的膛中的患者的运动。
7.根据权利要求5所述的方法(600)，其中，所述信道(505)的损伤基于所述信道(505)的失真。
8.根据权利要求1所述的方法(600)，还包括：
在所述分裂(610)之前，
由所述MRI设备(105)对所述参考信号的频率进行倍增，以增加对所述指示的所述确定(625)中的敏感度。
9.根据权利要求8所述的方法(600)，还包括：
在对所述乘积的所述确定(620)之前，
由所述MRI设备(105)对经倍增的频率进行低通滤波以将所述参考信号衰减。
10.一种方法(700)，包括：
由成像设备(130)生成(705)针对磁共振成像(MRI)设备(105)的参考信号，所述MRI设备(105)利用基于数字化器时钟传播图像信号的无线线圈来获得由所述成像设备(130)使用以生成MRI图像的图像数据，所述参考信号是基于系统时钟生成的，所述图像信号期望通过所述系统时钟来传播；
由所述成像设备(130)经由信道(505)将所述参考信号发送(715)到所述MRI设备(105)，所述信道(505)包括可变时间延迟；
由所述成像设备(130)经由所述信道(505)接收(735)来自所述MRI设备(105)的返回信号，所述返回信号包括所述可变时间延迟的两倍；
由所述成像设备(130)基于所述返回信号来确定(745)所述数字化器时钟与所述系统时钟之间的差异。
11.根据权利要求10所述的方法(700)，还包括：
由所述成像设备(130)确定(750)要被应用在所述参考信号上的固定，所述固定将所述信道(505)的所述可变时间延迟并入；并且
由所述成像设备(130)生成包括所述固定的接收相位噪声指示器(RPNI)信号，所述RPNI信号由所述MRI设备(105)使用以将所述数字化器时钟与所述系统时钟同步。
12.根据权利要求10所述的方法(700)，还包括：
在所述发送(715)之前，由所述成像设备(130)在所述参考信号上执行(710)频率转换操作。
13.根据权利要求12所述的方法(700)，其中，所述频率转换操作包括乘以第一因子并且除以第二因子，所述第一因子和所述第二因子基于所述系统时钟。
14.根据权利要求13所述的方法(700)，其中，在所述接收(735)之前，所述返回信号具有在其上执行的另外的频率转换操作。
15.根据权利要求14所述的方法(700)，其中，另外的频率转换包括乘以第三因子并且除以第四因子，所述第三因子和所述第四因子基于所述数字化器时钟。
16.根据权利要求15所述的方法(700)，还包括：
由所述成像设备(130)在所述返回信号上执行(740)相反频率转换操作和另外的相反频率转换操作，所述相反频率转换操作是除以所述第一因子并且乘以所述第二因子，所述另外的相反频率转换操作是除以所述第三因子并且乘以所述第四因子。
17.根据权利要求10所述的方法(700)，其中，所述可变时间延迟包括信道延迟、漂移误差及其组合中的一个。
18.根据权利要求11所述的方法(700)，其中，所述无线线圈包括无线梯度线圈和无线射频(RF)线圈。
19.一种磁共振成像(MRI)设备(105)，包括：
数字化器时钟；
无线线圈，其基于所述数字化器时钟传播图像信号以获得图像数据；
接收器，其被配置为接收来自成像设备(130)的原始参考信号，所述原始参考信号是基于系统时钟生成的，所述图像信号期望通过所述系统时钟来传播；以及
处理器(305)，其被配置为：
将所述原始参考信号分裂(610)为第一参考信号和第二参考信号；
将所述第二参考信号相位移位(615)以生成正交参考信号；
确定(620)所述第一参考信号与所述正交参考信号之间的乘积；并且
基于所述乘积来确定(625)指示所述图像数据的可靠性的指示。
20.一种成像设备(130)，包括：
系统时钟；
处理器(205)，其被配置为生成(705)针对磁共振成像(MRI)设备(105)的参考信号，所述MRI设备(105)利用基于数字化器时钟传播图像信号的无线线圈来获得由所述成像设备(130)使用以生成MRI图像的图像数据，所述参考信号是基于所述系统时钟生成的，所述图像信号期望通过所述系统时钟来传播；
发送器(230)，其被配置为经由信道(505)将所述参考信号发送(715)到所述MRI设备(105),所述信道(505)包括可变时间延迟；以及
接收器(225)，其被配置为经由所述信道(505)接收(735)来自所述MRI设备(105)的返回信号，所述返回信号包括所述可变时间延迟的两倍，
其中，所述处理器(205)还被配置为：
基于所述返回信号来确定(745)所述数字化器时钟与所述系统时钟之间的差异；
确定(750)要被应用在所述参考信号上的固定，所述固定将所述信道(505)的所述可变时间延迟并入；并且
生成包括所述固定的接收相位噪声指示器(RPNI)信号，
其中，所述发送器(230)还被配置为将所述RPNI信号发送到所述MRI设备(105)以将所述数字化器时钟与所述系统时钟同步。
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