CN107438772B - 用于传统磁共振成像(mri)系统的无线类型rf线圈和发射器及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于传统磁共振(MR)系统的发射装置，所述发射装置包括以下中的一个或多个：无线电发射部分，其具有用于耦合到所述MR系统的模拟RF电缆端口的耦合器，所述无线电发射部分包括至少一个第一控制器、模数转换器(A/D)和发射器，所述第一控制器控制所述A/D对从所述RF线圈接收到的模拟磁共振(MR)信息进行数字化，并控制所述发射器以发射经数字化的MR信息；无线电接收部分，其包括模拟输出端口和用于将所述输出端口耦合到所述传统系统的传统电缆端口输入部的耦合器，所述无线电接收部分包括至少一个第二控制器、接收器和数模转换器(D/A)，所述第二控制器控制所述接收器以接收所发射的经数字化的MR信息，并控制所述D/A以执行数模转换，从而形成模拟MR信号，所述模拟MR信号在所述输出端口处被输出。
Description
技术领域
本系统涉及用于在传统磁共振(MR)成像(MRI)和谱学(MRS)系统中使用的无线系统，并且更具体地涉及用于模拟类型MRI和MRS系统线圈的无线替代接收系统及其操作方法。
背景技术
典型的模拟MRI系统包括可以接收由正被扫描的感兴趣目标(OOI)发出的磁共振信号的射频(RF)线圈。在常规模拟类型RF线圈中，所接收的磁共振信号被RF线圈放大，并且此后经由流电电缆(例如，RF电缆)以模拟信息的方式被发射给系统的控制器以供进一步处理(例如以供重建来形成图像(例如，MRI图像)和/或谱图)。可以使用模拟类型RF端口将模拟类型RF电缆耦合在线圈处和系统的控制器处。不幸地，常规RF电缆可以发出辐射，所述辐射可以将正被扫描的患者暴露于高局部SAR水平，并且还可以使尤其是在长电缆上行进的接收到的磁共振信号劣化。尽管这可以通过使用可以减少电缆上的RF屏蔽电流的所谓的“BALUN”来抵消。然而，这些BALUN是昂贵的，需要被调谐，并且没有监测其正常功能或操作的简单方式。BALUN的所有以上问题都转变为更高的成本以便确保患者安全。
此外，由于传统类型MRI线圈的模拟性质以及它们被物理地嵌入在系统中的事实，即便有可能升级这些系统以使用新线圈(例如，模拟或数字无线线圈，包括针对特定给定应用形成的线圈)，那也是困难的。因此，本系统的实施例可以克服现有技术系统的这些缺点和/或其他缺点。
发明内容
在本文中描述的(一个或多个)系统、(一个或多个)设备、(一个或多个)方法、(一个或多个)布置、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、过程等(在下文中，其中的每个都将被称为系统，除非上下文中另行指示)解决了现有技术系统中的问题。
根据本系统的实施例，提供了一种用于传统磁共振(MR)系统的发射装置。所述装置可以包括以下中的一个或多个：无线电(radio)发射部分，其具有用于耦合到所述MR系统的RF线圈的模拟RF电缆端口的耦合器，所述无线电发射部分可以包括至少一个第一控制器、模数转换器(A/D)和发射器(Tx)，所述第一控制器可以被配置(例如，根据预先编程状态被编程和/或要不然被构建)为控制所述A/D对从所述RF线圈接收到的模拟磁共振(MR)信息进行数字化，并控制所述Tx发射经数字化的MR信息；无线电接收部分，其可以包括模拟输出端口和用于将所述输出端口耦合到所述传统MR系统的传统RF电缆端口输入部的耦合器，所述无线电接收部分可以包括至少一个第二控制器、接收器(Rx)和数模转换器(D/A)，所述第二控制器能操作用于控制所述接收器(Rx)以接收所发射的经数字化的MR信息，并控制所述D/A对接收到的经数字化的MR信息执行数模转换，以形成对应的模拟MR信号，所述对应的模拟MR信号在所述输出端口处被输出。
所述无线电接收部分可以包括增益控制器，所述增益控制器能操作用于在所述输出之前控制所述模拟MR信号的增益。所述增益控制器可以确定所述模拟MR信号的平均值，并将所述平均值与阈值期望的增益控制阈值(GCT)值进行比较。所述增益控制器可以基于所述比较的结果调节所述模拟MR信号的所述增益。所述发射装置可以包括无线发射器或光学发射器中的至少一个，以执行对所述经数字化的MR信息的所述发射。所述发射无线电接收部分可以包括模拟滤波器，所述模拟滤波器在所述的增益控制之前对所述模拟MR信号进行滤波。
根据实施例，可以提供一种用于传统磁共振(MR)系统的发射装置，所述发射装置包括：发射类型RF线圈，其包括多个接收环和至少一个第一控制器，所述多个接收环用于从经受MR序列信号的感兴趣目标(OOI)接收所感应的MR信号，所述至少一个控制器可以被配置为基于接收到的所感应的MR信号形成MR信息，对所述MR信息进行数字化，并以数字数据流信号发射所述MR信息；无线电接收部分，其具有模拟输出端口和用于将所述输出端口耦合到所述传统MR系统的传统RF电缆端口输入部的耦合器。所述无线电接收部分可以包括至少一个第二控制器、接收器(Rx)和数模转换器(D/A)，所述第二控制器能操作用于控制所述接收器(Rx)以接收所发射的经数字化的MR信息，并控制所述D/A对接收到的经数字化的MR信息执行数模转换，以形成对应的模拟MR信号，所述对应的模拟MR信号在所述输出端口处被输出。
根据本系统的实施例，公开了一种用于升级传统MR系统的方法，所述方法包括以下动作：耦合到RF线圈的模拟RF电缆端口；执行模数转换以对从所述RF线圈接收到的模拟磁共振(MR)信息进行数字化；无线发射经数字化的MR信息；接收无线发射的经数字化的MR信息；对接收到的经数字化的MR信息执行数模转换以形成对应的模拟MR信号；将所述对应的模拟MR信号输出到输出端口；并且将所述输出端口耦合到所述传统MR系统的传统RF电缆端口输入部。所述方法可以包括以下操作中的一个或多个：在所述输出端口之前控制所述模拟MR信号的增益，确定所述模拟MR信号的平均值，并将所述平均值与阈值期望的增益控制阈值(GCT)值进行比较，基于所述比较的结果调节所述模拟MR信号的所述增益，并且在所述的增益控制之前对所述模拟MR信号进行滤波。
附图说明
在以下示范性实施例中参考附图进一步详细解释了本发明，其中，相同或相似的元件可以部分地由相同或相似的附图标记来指示，并且各种示范性实施例的特征是可组合的。在附图中：
图1示出了根据本系统的实施例的MR系统的部分的分解的部分切开的示意方框图；
图2示出了根据本系统的实施例的MR系统的部分的分解的部分切开的示意方框图；并且
图3示出了根据本系统的实施例的MRI系统的部分的示意方框图。
具体实施方式
以下是对图示性实施例的描述，其在与以下附图相结合时将展示以上提及的特征和优点以及另外的特征和优点。在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了图示性细节，例如，构架、接口、技术、元件属性等。然而，对本领域普通技术人员明显的是，偏离这些细节的其他实施例仍将被理解为在权利要求的范围内。此外，出于清楚的目的，省略了对公知的设备、电路、工具、技术和方法的详细描述，使得对本系统的描述不会难以理解。应当明确理解，附图出于图示性目的而被包括且并不表示本系统的完整范围。在附图中，不同附图中相似的附图标记可以指代类似的元件。术语和/或其构词要素应当被理解为意指可能仅需要所记载的元件中的一个或多个合适地出现在根据权利要求记载和根据本系统的一个或多个实施例的系统中(例如，仅存在所记载的元件中的一个，可以存在所记载的元件中的两个(以任意组合)等，直至可以存在所记载的元件中的所有元件)。
图1示出了根据本系统的实施例的MR系统100(为了清楚起见，在下文中称为系统100)的部分的分解的部分切开的示意方框图。系统100可以包括以下中的一个或多个：MRI控制器108、基站(BS)106-1和106-2(一般为106-x)、存储器107、用户接口(UI)160、MRI系统组件114(为了简单起见，在下文中被称为MRI)、主磁体116、梯度线圈118、RF发射线圈105、RF接收线圈102以及患者支撑件170。
患者支撑件170可以被提供为支撑感兴趣目标(OOI)以供扫描例如患者101(例如，人类患者、动物、测试对象等)，和/或将OOI(为了清楚起见，在下文中被称为患者101)定位在期望的位置和/或取向中(例如在系统100的扫描体积(SV)内)，使得患者101的至少部分可以被扫描。相应地，尽管为了清楚起见，患者102被示为在SV外部，但是应当理解，在系统的操作期间，患者102将会例如通过患者支撑件170被定位在SV内。患者支撑件170可以通过控制器108而被可控地定位。
控制器108可以根据本系统的实施例控制系统100的总体操作。控制器108可以被耦合到模拟类型RF接收端口122(在下文中被称为RF接收端口)和模拟类型RF发射端口133(在下文中被称为RF发射端口)。控制器108可以从被耦合到其的RF接收端口122接收多个MRI模拟信号，并重建被期望或要不然被配置的MRI图像或MR谱图。控制器108可以从RF发射端口133发射RF序列信号。如可以容易认识到的，控制器108及其部分(例如，出于简化本文中的讨论的目的而被示为MRI 114的部分的UI 160)可以要不然被容易地定位在例如相距MR系统100的一定距离处(例如在另一房间中)。这样的实施例被明确包括在本文中。
MRI 114可以包括(例如分别与开放类型MRI系统或封闭类型MRI系统相对应的)开放类型MRI或封闭类型MRI。然而，为了简单起见，尽管仅封闭类型MRI(例如，具有位于主磁体116的膛103内的扫描体积)在本文中被进一步讨论，但是其他实施例应当被理解为在本系统的范围内。
主磁体116可以包括可以生成主磁场(B0)的一个或多个主磁体，所述主磁场(B0)在扫描体积内可以是基本上均匀的，并且可以通过控制器108来进行控制。如所认识到的，梯度线圈118可以在控制器108的控制下生成沿着一个或多个轴(例如，Gx、Gy和Gz)的梯度场(例如，梯度激励脉冲)。这些梯度场可以形成可以被应用于患者的编码序列的至少部分。
RF发射线圈105可以被耦合到MRI的RF发射端口133(例如，使用模拟类型RF电缆)，并可以从控制器108接收所发射的RF序列信号，并可以在控制器108的控制下生成并发出对应的RF场(RF激励脉冲)。这些发出的RF场可以形成编码序列的至少部分。
编码序列然后可以被应用于扫描体积(SV)内的OOI(例如，患者的部分)。响应于编码序列(其可以包括梯度和/或RF激励脉冲)的应用，OOI(例如，患者101)可以发出磁共振信号，所述磁共振信号可以由位于SV内或附近的RF接收线圈102的接收器接收，以便接收所发出的磁共振信号。根据本系统的实施例，这些共振信号然后可以被处理，被发射给控制器108，并被重建成例如MRI图像。
例如，根据本系统的实施例，RF接收线圈102可以包括一个或多个天线环，所述一个或多个天线环可以接收所发出的磁共振信号并将这些信号提供给接收器以供进一步处理。接收器然后可以处理所采集的发出的共振信号，并形成对应的多个MRI模拟信号(MMAS)。接收器可以包括按照设计的多个通道，并且可以在形成对应的MMAS之前执行信号处理(例如，对所采集的发出的共振信号的放大)。MMAS然后可以被提供给BS 106-1以供进一步处理和发射，如可以在下面根据本系统的实施例所描述的。
BS 106-1可以包括以下中的一个或多个：控制器135、模数(A/D)转换器131、数字数据合并器/编码器(DDME)134和数字发射器/接收器(数字TRX)136。根据本系统的实施例，控制器135可以被配置(例如，被编程和/或要不然被构建)为控制BS 106-1的总体操作。尽管出于描述处理流的目的，操作被图示性地描述为在控制器135的控制下，但是根据本系统的实施例，控制器135可以部分或完全不存在，并且在本文中描述的信号流可以通过如图所示的元件耦合在一起而发生。
根据利用控制器(例如，控制器135、137)和/或处理器的实施例，处理器可以操作性地耦合到存储器，例如，用于存储应用数据以及与所描述的操作有关的其他数据的设备。应用数据和其他数据由处理器/控制器接收，以用于将处理器配置(例如，编程)为执行根据本系统的操作动作(例如，编码、解码、增益匹配等)。经如此配置的处理器成为特别适合于执行根据本系统的实施例的专用机器。
本系统的方法特别适合于由计算机软件程序来执行，这样的程序包含对应于通过本系统描述和/或设想的个体步骤或动作中的一个或多个的模块。这样的程序当然可以被实施在计算机可读介质中，例如，集成芯片、外围设备或存储器、或被耦合到处理器/控制器的其他存储器。
根据本系统的实施例，BS 106-1可以使用任何合适的耦合(包括其之间的直接连接)被耦合到RF接收线圈102。根据本系统的实施例，BS 106-1可以经过无线耦合、有线耦合和光学耦合(例如，耦合方法)中的一个或多个(例如，到RF接收线圈302的有线、无线(例如，射频(RF)发射器、高频发射器等)和/或光纤耦合)被耦合到RF接收线圈102。为了简化本文中讨论，在本文中利用术语无线和/或无线发射器及其构词，然而，其应当被理解为包括无线耦合和/或光学耦合、发射器等中的一个或多个，除非另外指定。
BS 106-1可以包括RF输入端口110，所述RF输入端口110可以被耦合到RF接收线圈102的RF输出端口103，以便接收从RF接收线圈102输出的信号(例如，MMAS)。这些信号(例如，MMAS)可以在发射和处理之后被重建以通过MRI/MRS系统形成MRI图像和/或MRS谱图，如在本文中所描述的。
回来参考BS 106-1，一旦BS 106-1接收到MMAS，它就可以被输入到A/D转换器131中，所述A/D转换器131可以对该信号和对应的多个MRI数字信号(MMDS)进行数字化，所述对应的多个MRI数字信号(MMDS)是基于MMAS的数字信号。然后，MMDS可以被输入到DDME 134以供合并(例如，压缩)、和/或编码(例如，编码和/或纠错，例如，前向纠错等)，并且可以作为数字数据流(DDS)信号被输出。DDS信号然后可以被输入到数字TRX 136中，所述数字TRX136可以处理DDS信号以用于使用(一种或多种)合适的发射方法(例如，无线和/或光学发射方法)发射给BS 106-2。所使用的一种或多种发射方法可以例如包括数字数据传输方法，例如，对载波频率、其之间的握手信号等进行编码。相应地，BS-2的TRX 136和166的发射方法和/或接收方法可以彼此一致(例如，匹配)。根据本系统的实施例，DDS信号可以被提供给数字TRX 136，以用于作为数字发射的RF序列使用一种或多种任何合适的数字数据传输方法(例如，一种或多种单向或双向数字数据传输方法)进行发射。根据实施例，用于发射的数字TRX可以以无线和/或耦合在TRX 136与166之间的光纤的形式进行操作。
BS 106-2可以包括以下中的一个或多个：控制器137、数字数据解码器161、数模(D/A)转换器144、数字发射器/接收器(数字TRX)166、一个或多个滤波器172和增益控制器174。控制器137可以被配置(例如，被编程和/或要不然被构建)为控制BS 106-2的总体操作。尽管出于描述处理流的目的，操作被图示性地描述为在控制器137的控制下，但是根据本系统的实施例，控制器137可以部分或完全不存在，并且在本文中描述的信号流可以通过如图所示的元件耦合在一起而发生。
在BS 106-2处，数字TRX 166可以接收所发射的DDS信号，并将其处理回DDS信号(例如，到数字TRX 136的信号的相互过程)，该DDS信号然后可以被转发给数字数据解码器161，所述数字数据解码器161可以解码和/或解压接收到的DDS信号，以便形成与在BS 106-1内形成的MMDS类似的MMDS。数字数据解码器161可以使用与由数字合并器/编码器134使用的压缩和/或解码技术相匹配的解码和/或解压技术执行解码和/或解压。一旦被形成，MMDS就可以被提供给D/A转换器144以供数模转换。
D/A转换器144然后可以将输入的MMDS信号转换为对应的MMAS，所述对应的MMAS可以与由RF接收线圈102输出的MMAS相对应，并且所述对应的MMAS可以由滤波器172(例如，模拟滤波器)进行滤波以例如去除杂散信号和/或要不然产生与通过传统接收线圈和电缆系统产生的类似的经滤波的MMAS信号。例如，滤波器172可以包括如会被期望的模拟带通滤波器等。此后，经滤波的MMAS可以被输入到增益控制器174，所述增益控制器174可以控制经滤波的MMAS的增益。
根据本系统的实施例，增益控制器174可以控制接收到的经滤波的模拟MMAS的增益，使得它与期望的增益值和/或范围(例如，增益控制阈值值(GCTV)和/或增益控制阈值范围(GCTR))一致。尽管为了简单起见，增益控制阈值(GCT)在本文中被进一步讨论，但是它应当被理解为包括GCTV和GCTR中的一个或多个。增益控制器174可以包括任何合适的增益控制电路，例如，模拟放大器和/或模拟增益控制器。根据本系统的实施例，接收到的经滤波的模拟MMAS的增益可以被控制，使得它可以在它由RF接收线圈102经由(例如，在传统MRI/MRS系统中被耦合在RF端口103与RF接收端口122之间的)常规流电RF电缆被提供给RF接收端口122的情况下有效对匹配MMAS的增益。相应地，经滤波的模拟MMAS的增益可以与GCT进行比较。GCT可以被数学地确定，和/或可以基于在实际测试期间使用如在本文中所描述的那样耦合的传统MRI/MRS系统中的常规线圈与RF电缆组合而获得的实际(例如，实验)值。
根据本系统的实施例，可变增益可以在D/A转换器之后例如被增益控制器174引入，所述增益控制器174可以被配置为增加所转换的信号的动态范围。MRI信号通常可以在>18bit的数字数据的动态范围内进行操作。然而，即使在过采样的情况下，常规D/A转换器也不能实现该范围。因此，根据本系统的实施例，增益控制器174可以被配置为在一个或多个增益步骤(例如，串行连接的一到十个离散的放大级，其可以被实际采用以获益)中进行操作，以满足信号的动态范围要求。
尽管增益控制器174被图示性地示为遵循D/A转换器144，但是根据本系统的实施例，增益控制器174可以被定位在D/A转换器144之前(例如，增益控制器174可以包括一个或多个数字增益部分以在D/A转换器144之前接收信号)和/或在D/A转换器144之后(例如，增益控制器174可以包括一个或多个模拟和数字增益部分)。进一步的增益控制可以由基站106-1来类似地提供，使得根据本系统的实施例，调节增益(模拟增益和/或数字增益)中的一个或多个部分可以由基站106-x的一个或多个部分来提供。
如容易认识到的，例如来自接收线圈102的信号的增益可以在不同的扫描间改变，并且即使在同一扫描内也会改变。根据本系统的实施例，所有数字信号和/或模拟信号都可以被校准，使得总体增益(例如，所有有效增益的组合)可以在扫描期间(例如，在整个扫描或其某个部分期间)基本上恒定。以此方式，根据本系统的实施例，系统控制器(例如，控制器108)可以利用线性数据或至少基本上线性数据(例如，如由MRI期望和要求用于重建的不会改变超过±20％、10％、5％或1％的数据)来重建图像。
根据本系统的实施例，这些增益级可以或不可以在MRI本身中包括模拟增益级和/或数字增益级(例如，在RF接收端口122之后但是在控制器108之前)，假设基站与MRI(例如，系统接收器、控制器等)之间存在协调(例如，软件联系)，使得这些增益级可以被合适地对齐和/或要不然针对操作进行协调。
根据本系统的实施例，增益控制器174可以包括通过采用经滤波的MMAS的运行平均值来确定实际增益并且可以将该值与GCTV进行比较的增益控制器。相应地，当确定经滤波的MMAS的实际增益大于GCTV时，该过程可以降低经滤波的MMAS的增益(例如，减小经滤波的MMAS的放大)以形成增益控制的MMAS。然而，当确定经滤波的MMAS的实际增益小于GCTV时，该过程可以增加增益(例如，通过增加经滤波的MMAS的放大)以形成增益控制的MMAS。最后当确定经滤波的MMAS的实际增益等于或基本上等于GCTV时，该过程能操作用于维持当前的增益(例如，不调节当前的放大)。增益控制的MMAS然后可以经由耦合器112和RF接收端口122被提供给MRI控制器108，以用于由MRI控制器108进一步处理(例如用于在显示器(例如，UI 160的显示器162)上重建MRI图像和/或谱图和/或绘制物)。控制器108然后可以将重建的信息存储在系统的存储器(例如，存储器107)中以供后续使用。
回来参考BS 106-x，这些BS可以包括多个通道，所述多个通道可以并行和/或串行地执行针对每个通道的上述动作(例如，A/D转换、合并/编码、发射、接收、解码/解压、D/A转换、滤波和/或增益控制)，如可以期望的。关于处理时间和延迟，将认识到，任何处理延迟都应当被最小化，使得系统性能并不被不利地影响。例如，根据本系统的实施例，被引入到从线圈102到RF接收端口122的信号的延迟可以被最小化，以确保被提供给RF接收端口122的信号到达传统MRI/MRS系统中的相应地要如所描述的那样进行处理的信号的捕捉窗口内。
图2示出了根据本系统的实施例的MR系统200的部分的分解的部分切开的示意方框图。MR系统200可以类似于MR系统100，并且类似的数字可以用于指代类似的部分。然而，不是使用被附接到其的RF接收线圈102和基站(例如，BS-1)，而是提供无线类型RF接收线圈202。无线类型RF线圈202可以与RF接收线圈102类似地从患者接收所发出的磁共振信号。然而，根据本系统的实施例，无线类型RF线圈202可以内部地处理接收到的信号(例如，模数转换、编码等)并且与通过BS 102-1执行的操作类似地发射DDS。BS 102-2然后可以接收所发射的DDS，并且与参考图1的基站102-2描述的类似地对其进行处理。因此，BS 102-2可以接收所发射的DDS，对其进行处理以对其进行解码和/或解压以便形成MMDS。根据本系统的实施例，MMDS然后可以被滤波和/或被增益控制以形成增益控制的MMAS，所述的增益控制的MMAS然后可以被提供给RF接收端口122，如参考图1所讨论的。
图3示出了根据本系统的实施例的MRI系统300的部分的示意方框图。MR系统300可以类似于MR系统100、200，并且可以包括MRI控制器308、无线类型RF线圈302、第一BS 306-1和第二BS 206-2。MRI控制器308和第二BS 306-2可以与BS 108和208以及第二BS 106-2和206-2类似地操作。然而，可以提供第三类型的基站(例如，BS 306-3)。
BS 306-3可以包括以下中的一个或多个：控制器337、模数(A/D)转换器331、合并器/编码器(M/E)334、数字发射器/接收器(数字TRX)336和模拟类型RF输入端口313。根据本系统的实施例，控制器337可以控制BS 306-3的总体操作。
模拟类型RF输入端口313可以被耦合到模拟类型RF发射端口333(在下文中被称为RF发射端口)，所述模拟类型RF发射端口333可以类似于图1的RF发射端口133。一般地，MRI控制器308可以生成用于RF线圈302的模拟类型RF序列信号，并且在RF发射端口133处输出它们(例如，模拟类型RF序列信号)。
BS 306-3可以从控制器308接收这些发射的模拟类型RF序列信号并对它们进行处理，以例如在A/D 331中执行模数(A/D)转换，从而对RF序列信号进行数字化。然后，这些经数字化的RF序列信号可以通过合并器/编码器334来合并和/或编码，并且可以作为经编码的和/或经合并的RF序列信号输出。这些经编码的和/或经合并的RF序列信号可以被提供给数字TRX 336，以用于作为数字发射的RF序列使用一种或多种任何合适的数字数据传输方法(例如，单向或双向数字数据传输方法)进行发射。例如，根据本系统的实施例，数字数据传输方法可以利用无线通信方法和/或光学通信方法，例如，到RF线圈302的无线耦合和/或光纤耦合。
根据本系统的这些实施例，RF线圈302可以是发射/接收(Tx/Rx)线圈类型，所述发射/接收(Tx/Rx)线圈类型可以包括机载电源以生成要由RF线圈使用的功率。RF线圈可以接收经数字发射的RF序列，可以对其进行处理，并且可以在控制器108的控制下在患者101处生成并发出对应的RF场(RF激励脉冲)。这些所发出的RF场可以形成编码序列的至少部分。RF线圈302然后可以与RF接收线圈102和202类似地从患者101接收所发出的磁共振信号。然而，RF线圈可以与通过BS 106-1和RF接收线圈202(或图1和图2)执行的操作类似地内部地处理接收到的信号并发射DDS。BS 306-2然后可以与图1的BS 106-2和图2的BS 206-2类似地接收所发射的DDS并对其进行处理，并且将增益控制的MMAS提供给控制器308。因为在其他地方描述了这种处理，因此为了清楚起见，将不对其进行进一步描述。
BS 306-2可以经由BS 306-2的模拟类型RF输出端口312和MRI控制器308的模拟类型RF接收端口322被耦合到MRI控制器308。
如所描述的，本系统的实施例可以提供位于RF线圈附近的第一基站。RF线圈可以生成可以包括响应于所发射的(例如模拟形式的)RF序列而由患者发出的信息的信号。根据实施例，第一基站可以获得这些信号，并对它们进行数字化，并且此后，使用任何合适的数字编码方案将它们调制到无线载波上。
合适的数字编码方案可以包括例如可以形成数字编码的信号(例如，无线信号、光学信号等)的可逆数据压缩方案和/或前向纠错方案。根据实施例，数字编码的无线信号数据流可以流至合作者无线电接收器(例如，第二基站)。在接收数字编码的无线信号作为数据流信号之后，第二基站可以解码、解压该信号以获得经数字化的回波信息。然后，使用数模(D/A)转换器，经数字化的回波信息可以被转换为模拟回波信息。模拟回波信息可以使用合适的滤波器来进行滤波(例如使用一个或多个模拟滤波器来去除杂散信号等)。经滤波的信号然后可以被提供给用于增益调节的增益级，并且可以作为经增益调节的模拟回波信息被输出。
如所描述的，经增益调节的模拟回波信息然后可以经由模拟类型RF输入端口被引入到模拟类型MRI/MRS系统。增益调节可以被执行，使得经增益调节的回波信息信号的参数可以与可以使用常规有线耦合方法被引入到模拟端口中的模拟信号的幅度水平一致(例如，基本上匹配，例如，在可接受的幅度范围内)，所述常规有线耦合方法使用将RF线圈耦合到MRI系统的标准RF电缆。根据本系统的实施例，传输延迟可以被最小化和/或被基本上消除，使得模拟类型MRI系统的系统架构可以补偿任何传输延迟。
相应地，本系统的实施例可以为常规有线RF线圈(例如，从OOI接收要被发射并且远离RF线圈被重建的模拟回波的模拟类型RF接收线圈)提供无线改造。通过根据本系统的实施例使用无线通信方法来发射经数字化的数据，可以避免使用流电导体(例如，RF电缆)。另外，通过提供与传统MRI/MRS系统分开的RF接收线圈，可以提供特别适合于给定应用的接收线圈。例如，根据本系统的实施例，线圈102/202/303可以被形成、被整形等为特别适合于接收由特定系统组件部分发出的信号。例如，线圈可以以肩状物的形式被整形，以更好地从OOI接收信号。如可以容易认识到的，当期望这样的成像时，可以适当地使用(例如适合于膝盖等的)其他形状。以此方式，不是要求利用一种线圈来用于所有类型的成像，而是可以提供特别适合于给定成像应用的线圈。
因此，本系统的实施例可以为传统模拟类型MRI和MRS系统提供升级，所述升级可以为传统系统提供兼容性且避免使用用于互连到线圈(例如，如所描述的RF接收线圈)的流电电缆。相应地，由于可以避免一条或多条流电电缆，因此可以减少因流电电缆的RF发射造成的SAR。此外，可以防止与流电电缆的长途行进相关联的信号损失，这能够引起改善的图像质量。另外，由于根据本系统的实施例操作的RF接收部分可以是无线独立单元，因此可以改善用于给定成像应用的RF接收部分的适合性、美学性和操纵性。
最后，以上讨论旨在仅图示本系统且不应被理解为将权利要求限制到任何特定实施例或实施例组。因此，尽管己经参考示范性实施例描述了本系统，但是也应当认识到，本领域普通技术人员可以想出众多变型和备选实施例，而不会偏离如权利要求书中所阐述的本发明系统的想要的更大精神和范围。相应地，说明书和附图要以示例性方式进行看待而不打算限制权利要求书的范围。
在解读权利要求时，应当理解：
a)“包括”一词不排除存在给定权利要求中列出的元件或动作之外的其他元件或动作；
b)元件前的“一”或“一个”一词不排除存在多个这样的元件；
c)权利要求中的任何附图标记不限制其范围；
d)若干“模块”可以由相同的项目或硬件或实施结构或功能的软件来表示；
e)公开的元件中的任何可以包括硬件部分(例如，包括离散的电子电路和集成电子电路)、软件部分(例如，计算机编程)和其任意组合；
f)硬件部分可以包括模拟部分和数字部分中的一种或两种；
g)所公开的设备或其部分中的任何项目可以被组合在一起或被分离成其他部分，除非另有明确说明；
h)这些公开的设备中的每个、其部分和/或其组合应当被理解为可与任何其他实施例和/或其组合分开地操作的单独实施例；
i)并不要求动作或步骤的具体顺序，除非具体指示；
j)术语“多个”元件包括权利要求的元件中的两个或更多个，并且不隐含元件数目的任何具体范围；即，多个元件可以仅是两个元件，并且可以包括元件的无限数目；并且
k)术语和/或其构词要素应当被理解为意指可能仅需要所列出的元件中的一个或多个合适地出现在根据权利要求记载和根据本系统的一个或多个实施例的系统中。
Claims (14)
1.一种用于传统磁共振MR系统的发射装置，包括：
无线电发射部分，其具有用于耦合到射频RF线圈的模拟RF电缆端口的耦合器，所述无线电发射部分包括至少一个第一控制器(135)、模数转换器A/D(131)和第一数字收发器(136)，所述第一控制器被配置为控制所述A/D对从所述RF线圈接收到的模拟磁共振MR信息进行数字化，并控制所述第一数字收发器发射经数字化的MR信息；以及
无线电接收部分，其具有模拟输出端口和用于将所述输出端口耦合到所述传统MR系统的传统RF电缆端口输入部的耦合器，所述无线电接收部分具有至少一个第二控制器(137)、第二数字收发器(166)和数模转换器D/A(144)，所述第二控制器能操作用于控制所述第二数字收发器接收所发射的经数字化的MR信息，并控制所述D/A对接收到的经数字化的MR信息执行数模转换，以形成对应的模拟MR信号，所述对应的模拟MR信号在所述输出端口处被输出，
其中，所述第一数字收发器和所述第二数字收发器使用双向数字数据传输方法彼此通信。
2.根据权利要求1所述的发射装置，其中，所述无线电接收部分还包括增益控制器(174)，所述增益控制器能操作用于在所述输出之前控制所述模拟MR信号的增益。
3.根据权利要求2所述的发射装置，其中，所述增益控制器确定所述模拟MR信号的平均值，并将所述平均值与阈值期望的增益控制阈值GCT值进行比较。
4.根据权利要求3所述的发射装置，其中，所述增益控制器基于所述比较的结果调节所述模拟MR信号的所述增益。
5.根据权利要求1所述的发射装置，还包括无线发射器或光学发射器中的至少一个，以执行对所述经数字化的MR信息的所述发射。
6.根据权利要求2所述的发射装置，其中，所述无线电接收部分还包括模拟滤波器(172)，所述模拟滤波器在所述的增益控制之前对所述模拟MR信号进行滤波。
7.一种用于传统磁共振MR系统的发射装置，包括：
发射类型射频RF线圈，其包括多个接收环和至少一个第一控制器，所述多个接收环用于从经受MR序列信号的感兴趣目标OOI接收所感应的MR信号，所述至少一个控制器被配置为基于接收到的所感应的MR信号形成MR信息，对所述MR信息进行数字化，并利用第一数字收发器(136)以数字数据流信号发射所述MR信息；以及
无线电接收部分，其具有模拟输出端口和用于将所述输出端口耦合到所述传统MR系统的传统RF电缆端口输入部的耦合器，所述无线电接收部分具有至少一个第二控制器、第二数字收发器(166)和数模转换器D/A(144)，所述第二控制器能操作用于控制所述第二数字收发器接收所发射的经数字化的MR信息，并控制所述D/A对接收到的经数字化的MR信息执行数模转换，以形成对应的模拟MR信号，所述对应的模拟MR信号在所述输出端口处被输出，
其中，所述第一数字收发器和所述第二数字收发器是使用数字数据传输方法彼此通信的双向收发器。
8.一种用于升级传统MR系统的方法，所述方法包括以下动作：
耦合到RF线圈的模拟RF电缆端口；
执行模数转换以对从所述RF线圈接收到的模拟磁共振MR信息进行数字化；
利用第一数字收发器(136)无线发射经数字化的MR信息；
利用第二数字收发器(166)接收无线发射的经数字化的MR信息，其中，所述第一数字收发器和所述第二数字收发器是使用数字数据传输方法彼此通信的双向收发器；
对接收到的经数字化的MR信息执行数模转换以形成对应的模拟MR信号；
将所述对应的模拟MR信号输出到输出端口；并且
将所述输出端口耦合到所述传统MR系统的传统RF电缆端口输入部。
9.根据权利要求8所述的方法，包括在所述输出端口之前控制所述模拟MR信号的增益的动作。
10.根据权利要求9所述的方法，包括如下动作：确定所述模拟MR信号的平均值，并将所述平均值与阈值期望的增益控制阈值GCT值进行比较。
11.根据权利要求10所述的方法，包括基于所述比较的结果调节所述模拟MR信号的所述增益的动作。
12.根据权利要求9所述的方法，包括在所述的增益控制之前对所述模拟MR信号进行滤波的动作。
13.根据权利要求1-7中的一项所述的发射装置，其中，所述数字数据传输方法包括选自以下的组中的至少一个：对载波频率进行编码和对握手信号进行编码。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述数字数据传输方法包括选自以下的组中的至少一个：对载波频率进行编码和对握手信号进行编码。
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