CN110320483B - 磁共振成像中传输信号的方法、装置和数字接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式公开了磁共振成像中传输信号的方法、装置和数字接收机。方法包括：经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，所述M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M‑1)路高阶模式信号；将所述M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将所述主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2；经由N个传输通道向磁共振成像模块传输所述N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。本发明实施方式提高了成像质量，并省略了增加传输通道数的成本。

Description

磁共振成像中传输信号的方法、装置和数字接收机
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种磁共振成像中传输信号的方法、装置和数字接收机。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生振动产生射频信号，经计算机处理而成像。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。
磁共振成像系统通常包括接收线圈、扫描床插座、接收线圈通道选择器、模拟接收机、数字模式矩阵处理器、数字接收机和磁共振成像模块。其中：接收线圈接收磁共振回波信号；扫描床插座通过系统电缆将磁共振回波信号传输到接收线圈通道选择器；接收线圈通道选择器将磁共振回波信号映射到模拟接收机；模拟接收机对磁共振回波信号执行模数转换处理；数字模式矩阵处理器将模数转换后的磁共振回波信号转换为多个数字模式信号；数字接收机通过与数字模式信号一一对应的多个接收通道从数字模式矩阵处理器接收多个数字模式信号，并通过传输通道将多个数字模式信号发送到磁共振成像模块；磁共振成像模块对数字模式信号执行傅里叶变换等处理以生成MRI图像。
在现有技术中，当数字接收机用于接收数字模式信号的接收通道数小于用于发送数字模式信号的传输通道数时，数字接收机舍弃部分数字模式信号，因此传输到磁共振成像模块的数字模式信号不再完整，并导致成像质量下降。
发明内容
本发明实施方式提出一种磁共振成像中传输信号的方法、装置和数字接收机。
本发明实施方式的技术方案如下：
磁共振成像中传输信号的方法，包括：
经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，所述M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M-1)路高阶模式信号；
将所述M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将所述主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2；
经由N个传输通道向磁共振成像模块传输所述N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。
可见，当传输通道数小于接收通道时，本发明实施方式通过数字模式信号之间的信号组合，不需要丢弃数字模式信号而实现了数字模式信号的完整传递，提高了成像质量，并省略了增加传输通道数的成本。
在一个实施方式中，所述M为3，所述N为2；
所述经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；
将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号。
因此，本发明实施方式可以利用一路传输通道传输主模式信号，而利用另一路传输通道传输包含第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的组合信号。
在一个实施方式中，所述M为3，所述N为2；
所述经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：
将所述主模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号；或
将所述主模式信号和所述第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。
因此，本发明实施方式可以利用一路传输通道传输包含主模式信号与第二高阶模式信号的组合信号，而利用另一路传输通道传输包含第二高阶模式信号和第一高阶模式信号的组合信号。
在一个实施方式中，所述M为4，所述N为3；
所述经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；
所述将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第三高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
因此，本发明实施方式可以利用第一路传输通道专门传输主模式信号，而利用第二路传输通道和第三路传输通道分别传输各自的组合信号。
磁共振成像中传输信号的装置，包括：
信号接收模块，用于经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，所述M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M-1)路高阶模式信号；
信号组合模块，用于将所述M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将所述主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2；
信号传输模块，用于经由N个传输通道向磁共振成像模块传输所述N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。
可见，当传输通道数小于接收通道时，本发明实施方式通过数字模式信号之间的信号组合，不需要丢弃数字模式信号而实现了数字模式信号的完整传递，提高了成像质量，并省略了增加数字接收机的传输通道数的成本。
在一个实施方式中，所述M为3，所述N为2；
所述信号接收模块，用于经由3个接收通道从所述数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述信号组合模块，用于基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号。
因此，本发明实施方式可以利用一路传输通道专门传输主模式信号，而利用另一路传输通道传输包含第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的组合信号。
在一个实施方式中，所述M为3，所述N为2；
所述信号接收模块，用于经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述信号组合模块，用于将所述主模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号；或，将所述主模式信号和所述第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。
因此，本发明实施方式可以利用一路传输通道传输包含主模式信号和第二高阶模式信号的组合信号，而利用另一路传输通道传输包含第二高阶模式信号和第一高阶模式信号的组合信号。
在一个实施方式中，所述M为4，所述N为3；
所述信号接收模块，用于经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；
所述信号组合模块，用于基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第三高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
因此，本发明实施方式可以利用一路传输通道专门传输主模式信号，而利用第二路传输通道和第三路传输通道分别传输各自的组合信号。
磁共振成像系统的数字接收机，包括如上任一项所述的磁共振成像中传输信号的装置。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的磁共振成像中传输信号的方法的步骤。
附图说明
图1为磁共振成像系统的模块示意图。
图2为根据本发明实施方式磁共振成像中传输信号的方法流程图。
图3为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为3、传输通道为2时的第一示范性组合信号结构图。
图4为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为3、传输通道为2时的第二示范性组合信号结构图。
图5为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第一示范性组合信号结构图。
图6为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第二示范性组合信号结构图。
图7为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第三示范性组合信号结构图。
图8为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第四示范性组合信号结构图。
图9为根据本发明实施方式磁共振成像中传输信号的装置结构图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
图1为磁共振成像系统的模块示意图。
在图1中，磁共振成像系统10包括接收线圈11、扫描床插座12、接收线圈通道选择器13、模拟接收机14、数字模式矩阵处理器15、数字接收机16和磁共振成像模块17。其中：
接收线圈11包括空间位置上有相连关系的K个线圈单元，K个线圈单元接收的K个磁共振回波信号的初始相位为磁共振回波信号的空间相位；接收线圈11将K个磁共振回波信号传输到扫描床插座12；扫描床插座12通过系统电缆将K个磁共振回波信号传输到接收线圈通道选择器13；接收线圈通道选择器13将K个磁共振回波信号映射到模拟接收机14；模拟接收机14对K个磁共振回波信号执行模数转换处理；数字模式矩阵处理器15将模数转换后的K个磁共振回波信号转换为K个数字模式信号；数字接收机16通过与K个数字模式信号一一对应的K个接收通道从数字模式矩阵处理器15接收K个数字模式信号，并通过P个传输通道发送数字模式信号到磁共振成像模块17；磁共振成像模块17对接收到的数字模式信号执行傅里叶变换等处理以生成MRI图像。
下面针对数字模式矩阵处理器15的处理过程进行说明。数字模式矩阵处理器15根据特定相位关系对K个磁共振回波信号执行复数运算处理，并输出同样数量的K个模式信号。具体的，数字模式矩阵处理器15针对作为输入信号的K个磁共振回波信号产生线性组合，全部线性组合的结果即为K个模式信号。其中，模式的概念描述了与一或多个天线有关的、作为空间函数在天线场中的灵敏度分布。数字模式矩阵处理器15输出的K个模式信号包括一个主模式信号(也被称为初级模式信号)和(K-1)个高阶模式信号(也被称为次级模式信号)。主模式信号包含图像的大部分信息，提供图像中心区域的最大信噪比；高阶模式信号可以进一步改善图像周边区域的信噪比。主模式信号的信息量显著大于高阶模式信号。
主模式信号可以理解为一种基本模式信号，可以被处理为MRI图像，其自身与从单独的MR信号获得的MRI图像相比表示出改善，这种改善尤其发生在检测空间的某一目标区域。在该目标区域中，提高了诸如信噪比等的图像质量，而且对圆极化的核自旋信号的灵敏度得到优化。高阶模式信号同样具有灵敏度分布。不同的是，高阶模式信号在MR信号中的相位编码方向与主模式信号不同。比如，高阶模式信号的相位编码方向与本地天线排列方向重合。
在现有技术中，当P的数目小于K时(即数字接收机16的接收通道数小于传输通道数时)，可以仅以损失少量整体图像信噪比为代价丢弃高阶模式信号。比如，数字接收机16将舍弃(K-P)个数字模式信号，然后再通过P个传输通道将剩余的P个数字模式信号传输到磁共振成像模块17。磁共振成像模块17再对这P个数字模式信号执行傅里叶变换等处理以生成MRI图像。
然而，由于数字接收机16在传输过程中丢弃了(K-P)个数字模式信号，磁共振成像模块17的成像质量会下降。即使数字接收机16所丢弃的(K-P)个数字模式信号为高阶模式信号，仍会对磁共振成像模块17的成像质量带来不良影响。
针对上述技术问题，本领域的惯常处理方式是：为了保证磁共振成像模块的成像质量，需要将数字接收机的传输通道数从P增加到K，从而无需丢弃数字模式信号，通过K个传输通道将全部K个数字模式信号传输到磁共振成像模块。然而，这种惯常处理方式增加了数字接收机的传输通道数，必然会导致显著的成本问题。
申请人发现：可以在不增加数字接收机的传输通道数的前提之下，利用数字模式信号之间的信息量存在差异性的特点，通过数字模式信号之间的信号组合，通过现有的传输通道数即可传输包含全部数字模式信号的组合信号，从而实现不丢弃数字模式信号的完整信号传输方案。
图2为根据本发明实施方式磁共振成像中传输信号的方法流程图。图2所示的方法可以应用于磁共振成像系统中的数字接收机，该数字接收机具有M个接收通道和N个传输通道，其中N和M都是正整数，N小于M。比如，可以将如图2所示方法应用到图1的数字接收机16中。
如图2所示，该方法包括：
步骤201：经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M-1)路高阶模式信号。
数字接收机经由M个接收通道与数字模式矩阵处理器连接。数字模式矩阵处理器对通过M个线圈单元接收的磁共振信号的空间相位执行复数运算以生成M路数字模式信号。数字接收机经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号。
比如，当数字模式矩阵处理器中存储的数字模式矩阵实施为3×3矩阵时，数字模式矩阵处理器生成3路数字模式信号。相应的，数字接收机经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收这3路数字模式信号，其中每一个接收通道用于接收对应的一路数字模式信号。具体的，这3路数字模式信号包括1路主模式信号和2路高阶模式信号。
再比如，当数字模式矩阵处理器中存储的数字模式矩阵实施为4×4矩阵时，数字模式矩阵处理器生成4路数字模式信号。相应的，数字接收机经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收这4路数字模式信号，其中每一个接收通道用于接收对应的一路数字模式信号。具体的，这4路数字模式信号包括1路主模式信号和3路高阶模式信号。
以上示范性描述了数字模式矩阵和接收通道数的典型实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。
步骤202：将M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2。
在这里，数字接收机的传输通道数(N)小于接收通道数(M)。本发明实施方式的数字接收机并不舍弃数字模式信号，而是将M路数字模式信号组合为N路组合信号。
组合方式具体包括下列中的至少一个：
(1)将主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号；
(2)、将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号。
优选的，各个组合信号具有相同的位数。
下面具体描述将M路数字模式信号组合为N路组合信号的典型示例。
示例(1)：当数字模式矩阵实施为3×3矩阵(即数字接收机的接收通道数为3)，且数字接收机的传输通道数为2时：
L、R和M分别表示3个并排的左、右、中模拟接收机接收到的磁共振回波信号；数字模式矩阵处理器基于L、R和M生成主模式信号(CP模式信号)、第一高阶模式信号(LR模式信号)和第二高阶模式信号(ACP模式信号)。比如：
Figure BDA0001612176050000081
Figure BDA0001612176050000082
Figure BDA0001612176050000083
其中j为虚数单位。
以上示范性描述了当数字模式矩阵实施为3×3矩阵时，基于L、R和M生成CP模式信号、LR模式信号和ACP模式信号的典型算法。本领域技术人员可以意识到，当数字模式矩阵实施为3×3矩阵时，还可以利用其它算法生成CP模式信号、LR模式信号和ACP模式信号，本发明实施方式对此并无限定。
在一个实施方式中，步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：基于CP模式信号生成第一路组合信号；将LR模式信号和ACP模式信号组合为第二路组合信号。
图3为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为3、传输通道为2时的第一示范性组合信号结构图。
由图3可见，第一路组合信号的负载字段31包含16位，用于填充CP模式信号；第二路组合信号的负载字段32包含16位，其中前9位321用于填充LR模式信号，后7位322用于填充ACP模式信号。其中，当CP模式信号不能完全填满第一路组合信号的负载字段31的全部16位时，可以在多余位上填充零；当LR模式信号不能完全填满第二路组合信号的前9位时，可以在前9位321的多余位上填充零；当ACP模式信号不能填满第二路组合信号的后7位322时，可以在后7位322的多余位上填充零。优选的，还可以在第二路组合信号中设置用于区分CP模式信号和ACP模式信号的区别符。而且，基于具体需求，CP模式信号、LR模式信号和ACP模式信号各自所占用的位数可以相应调整。
在这种处理方式中，在第一路组合信号中只填充CP模式信号。可选的，还可以将CP模式信号分散拆分到第一路组合信号和第二路组合信号中。
在一个实施方式中，步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将CP模式信号和LR模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将ACP模式信号和LR模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。
图4为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为3、传输通道为2时的第二示范性组合信号结构图。
由图4可见，第一路组合信号的负载字段41包含16位，其中前14位411用于填充CP模式信号，后2位412用于填充LR模式信号的第一部分；第二路组合信号的负载字段42包含16位，其中前11位421用于填充LR模式信号去除第一部分后的剩余部分，后5位422用于填充ACP模式信号。其中，当CP模式信号不能完全填满第一路组合信号的负载字段41的前14位411时，可以在前14位411的多余位上填充零；当LR模式信号的第一部分不能完全填满第一路组合信号的负载字段41的后2位412时，可以在后2位412的多余位上填充零；当LR模式信号的剩余部分不能填满第二路组合信号的负载字段42的前11位421时，可以在前11位421的多余位上填充零；当ACP模式信号不能填满第二路组合信号的负载字段42的后5位422时，可以在后5位422的多余位上填充零。优选的，还可以在第一路组合信号中设置用于区分CP模式信号和LR模式信号的区别符，在第二路组合信号中设置用于区分ACP模式信号和LR模式信号的区别符。而且，基于具体需求，CP模式信号、LR模式信号和ACP模式信号各自所占用的位数可以相应调整。
可选的，步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将CP模式信号和ACP模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将LR模式信号和ACP模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。此时，组合信号结构图与图4类似。区别在于：第一路组合信号包含CP模式信号和ACP模式信号的部分字段；第二路组合信号包含LR模式信号和ACP模式信号的剩余字段。
示例(2)：当数字模式矩阵实施为4×4矩阵(即数字接收机的接收通道数为4)，且数字接收机的传输通道数为3时：
此时，数字模式矩阵处理器的输入信号为从4路模拟接收机接收到的4个磁共振回波信号。数字模式矩阵处理器基于4个磁共振回波信号生成4个数字模式信号，分别为主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号。
在这里，数字模式矩阵处理器基于4个磁共振回波信号生成主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的算法可以包含多种实施方式，本发明实施方式对此不再赘述。
在一个实例中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号和第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
图5为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第一示范性组合信号结构图。
由图5可见，第一路组合信号的负载字段51包含16位，用于填充主模式信号；第二路组合信号的负载字段52包含16位，其中前12位521用于填充第一高阶模式信号，后4位522用于填充第三高阶模式信号的第一部分；第三路组合信号的负载字段53包含16位，其中前10位531用于填充第二高阶模式信号，后6位532用于填充第三高阶模式信号去除第一部分之后的剩余部分。其中，当主模式信号不能完全填满第一路组合信号的负载字段51的全部16位时，可以在这16位的多余位上填充零；当第一高阶模式信号不能完全填满第二路组合信号的负载字段52的前12位521时，可以在这前12位521的多余位上填充零；当第三高阶模式信号的第一部分不能填满第二路组合信号的负载字段52的后4位522时，可以在这后4位522的多余位上填充零；当第二高阶模式信号不能完全填满第三路组合信号的负载字段53的前10位531时，可以在前10位531的多余位上填充零；当第三高阶模式信号的剩余部分不能填满第三路组合信号的负载字段53的后6位532时，可以在后6位532的多余位上填充零。优选的，还可以在第二路组合信号中设置用于区分第一高阶模式信号和第三高阶模式信号的区别符；在第三路组合信号中设置用于区分第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的区别符。而且，基于具体需求，主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号各自所占用的位数可以相应调整。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将第三高阶模式信号和第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
图6为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第二示范性组合信号结构图。
由图6可见，第一路组合信号的负载字段61包含16位，用于填充主模式信号；第二路组合信号的负载字段62包含16位，其中前12位621用于填充第一高阶模式信号，后4位622用于填充第二高阶模式信号的第一部分；第三路组合信号的负载字段63包含16位，其中前10位631用于填充第三高阶模式信号，后6位632用于填充第二高阶模式信号去除第一部分之后的剩余部分。其中，当主模式信号不能完全填满第一路组合信号的负载字段61的全部16位时，可以在这16位的多余位上填充零；当第一高阶模式信号不能完全填满第二路组合信号的负载字段62的前12位621时，可以在这前12位621的多余位上填充零；当第二高阶模式信号的第一部分不能填满第二路组合信号的负载字段62的后4位622时，可以在这后4位622的多余位上填充零；当第三高阶模式信号不能完全填满第三路组合信号的负载字段63的前10位631时，可以在这前10位631的多余位上填充零；当第二高阶模式信号的剩余部分不能填满第三路组合信号的负载字段63的后6位632时，可以在这后6位632的多余位上填充零。优选的，还可以在第二路组合信号中设置用于区分第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的区别符；在第三路组合信号中设置用于区分第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的区别符。而且，基于具体需求，主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号各自所占用的位数可以相应调整。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号的部分字段和第二高阶模式信号组合为第二路组合信号；将第三高阶模式信号和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
图7为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第三示范性组合信号结构图。
由图7可见，第一路组合信号的负载字段71包含16位，用于填充主模式信号；第二路组合信号的负载字段72包含16位，其中前12位721用于填充第二高阶模式信号，后4位722用于填充第一高阶模式信号的第一部分；第三路组合信号的负载字段73包含16位，其中前10位731用于填充第三高阶模式信号，后6位732用于填充第一高阶模式信号去除第一部分之后的剩余部分。其中，当主模式信号不能完全填满第一路组合信号的负载字段71的全部16位时，可以在这16位的多余位上填充零；当第二高阶模式信号不能完全填满第二路组合信号的负载字段72的前12位721时，可以在这前12位721的多余位上填充零；当第一高阶模式信号的第一部分不能填满第二路组合信号的负载字段72的后4位722时，可以在这后4位722的多余位上填充零；当第三高阶模式信号不能完全填满第三路组合信号的负载字段73的前10位731时，可以在这前10位731的多余位上填充零；当第一高阶模式信号的剩余部分不能填满第三路组合信号的负载字段73的后6位732时，可以在这后6位732的多余位上填充零。优选的，还可以在第二路组合信号中设置用于区分第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的区别符；在第三路组合信号中设置用于区分第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的区别符。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号的部分字段和第三高阶模式信号组合为第二路组合信号；将第二高阶模式信号和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
图8为根据本发明实施方式数字模式信号的接收通道为4、传输通道为3时的第四示范性组合信号结构图。
由图8可见，第一路组合信号的负载字段81包含16位，用于填充主模式信号；第二路组合信号的负载字段82包含16位，其中前12位821用于填充第三高阶模式信号，后4位822用于填充第一高阶模式信号的第一部分；第三路组合信号的负载字段83包含16位，其中前10位831用于填充第二高阶模式信号，后6位832用于填充第一高阶模式信号去除第一部分之后的剩余部分。其中，当主模式信号不能完全填满第一路组合信号的负载字段81的全部16位时，可以在这16位的多余位上填充零；当第三高阶模式信号不能完全填满第二路组合信号的负载字段82的前12位821时，可以在这前12位821的多余位上填充零；当第一高阶模式信号的第一部分不能填满第二路组合信号的负载字段82的后4位822时，可以在这后4位822的多余位上填充零；当第二高阶模式信号不能完全填满第三路组合信号的负载字段83的前10位831时，可以在这前10位831的多余位上填充零；当第一高阶模式信号的剩余部分不能填满第三路组合信号的负载字段83的后6位832时，可以在这后6位832的多余位上填充零。优选的，还可以在第二路组合信号中设置用于区分第一高阶模式信号和第三高阶模式信号的区别符；在第三路组合信号中设置用于区分第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的区别符。而且，基于具体需求，主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号各自所占用的位数可以相应调整。
在图5-图8的示例中，在第一路组合信号中只填充主模式信号。可选的，还可以将主模式信号分散到多路组合信号中，
下面具体描述将主模式信号分散到多路组合信号的示范性实施方式。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将主模式信号和第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第二高阶模式信号的部分字段和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号，将第二高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号组合为第三路组合信号。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将主模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第二高阶模式信号的剩余字段和第一高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号组合为第三路组合信号。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将主模式信号和第三高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第三高阶模式信号的剩余字段和第一高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号的剩余字段和第二高阶模式信号组合为第三路组合信号。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将主模式信号和第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第一高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将主模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第二高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号和第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
在一个实施方式中，步骤201中经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；步骤202中将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：将主模式信号和第三高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第三高阶模式信号的剩余字段和第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
步骤203：经由N个传输通道向磁共振成像模块传输N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。
在这里，数字接收机经由N个传输通道向磁共振成像模块传输N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。其中，数字接收机可以为每路组合信号分别添加传输协议包头、帧结构类型等相应的字段，并组包成携带各自组合信号的N路传输报文，并经由N个传输通道发送N路传输报文到磁共振成像模块。
磁共振成像模块从N路传输报文中解析出N路组合信号，从N路组合信号中提取出全部的数字模式信号，并针对全部的数字模式信号执行傅立叶变化及后处理工作以形成MRI图像。在这里，磁共振成像模块可以利用组合信号中的区别符区分组合信号中的各数字模式信号。
以上以数字模式矩阵实施为3×3矩阵或4×4矩阵等常用场景为示例，详细描述了本发明实施方式。本领域技术人员可以意识到，数字模式矩阵还可以实施为5×5矩阵、6×6矩阵等其它矩阵形式，本发明实施方式对此并无限定。
基于上述描述，本发明还提出了一种磁共振成像中传输信号的装置。
图9为根据本发明实施方式磁共振成像中传输信号的装置结构图。
如图9所示，该装置900包括：
信号接收模块901，用于经由M个接收通道从数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M-1)路高阶模式信号；
信号组合模块902，用于将M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2；
信号传输模块903，用于经由N个传输通道向磁共振成像模块传输N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。
在一个实施方式中，M为3，N为2；信号接收模块901，用于经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；信号组合模块902，用于基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号。
在一个实施方式中，M为3，N为2；信号接收模块901，用于经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；信号组合模块902，用于将主模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号；或，将主模式信号和第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将第二高阶模式信号和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。
在一个实施方式中，M为4，N为3；信号接收模块901，用于经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；信号组合模块902，用于基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号和第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将第三高阶模式信号和第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号的部分字段和第二高阶模式信号组合为第二路组合信号；将第三高阶模式信号和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于主模式信号生成第一路组合信号；将第一高阶模式信号的部分字段和第三高阶模式信号组合为第二路组合信号；将第二高阶模式信号和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
在一个实施方式中，M为4，N为3；信号接收模块901，用于经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；信号组合模块902，用于将主模式信号和第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第二高阶模式信号的部分字段和第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号，将第二高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号组合为第三路组合信号；或，将主模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第二高阶模式信号的剩余字段和第一高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号组合为第三路组合信号；或，将主模式信号和第三高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第三高阶模式信号的剩余字段和第一高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号的剩余字段和第二高阶模式信号组合为第三路组合信号；或，将主模式信号和第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第一高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第二高阶模式信号和第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，将主模式信号和第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第二高阶模式信号的剩余字段和第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号和第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，将主模式信号和第三高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号，将第三高阶模式信号的剩余字段和第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号，将第一高阶模式信号和第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
本发明实施方式还提出了一种磁共振成像系统的数字接收机。该数字接收机包括如上任一项所述的磁共振成像中传输信号的装置。
可以遵循一定规范的应用程序接口，将本发明实施方式所提出的磁共振成像中传输信号的方法编写为安装到磁共振扩散加权成像控制主机、个人电脑、移动终端等中的插件程序，也可以将其封装为应用程序以供用户自行下载使用。
可以通过指令或指令集存储的储存方式将本发明实施方式所提出的磁共振成像中传输信号的方法存储在各种存储介质上。这些存储介质包括但是不局限于：软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存等。
另外，还可以将本发明实施方式所提出的磁共振成像中传输信号的方法应用到基于闪存(Nand flash)的存储介质中，比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。
以上所述，仅为本发明的较佳实施方式而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.磁共振成像中传输信号的方法，其特征在于，包括：
数字接收机经由M个接收通道接收来自数字模式矩阵处理器的M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，所述M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M-1)路高阶模式信号；
将所述M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将所述主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2；
经由N个传输通道向磁共振成像模块输出所述N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像中传输信号的方法，其特征在于，所述M为3，所述N为2；
所述经由M个接收通道接收来自数字模式矩阵处理器的M路数字模式信号包括：经由3个接收通道从所述数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；
将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像中传输信号的方法，其特征在于，所述M为3，所述N为2；
所述经由M个接收通道接收来自数字模式矩阵处理器的M路数字模式信号包括：经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：
将所述主模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号；或
将所述主模式信号和所述第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。
4.根据权利要求1所述的磁共振成像中传输信号的方法，其特征在于，所述M为4，所述N为3；
所述经由M个接收通道接收来自数字模式矩阵处理器的M路数字模式信号包括：经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；
所述将M路数字模式信号组合为N路组合信号包括：
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或
基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第三高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
5.磁共振成像中传输信号的装置，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于数字接收机经由M个接收通道从所述数字模式矩阵处理器接收M路数字模式信号，其中一个接收通道对应一路数字模式信号，所述M路数字模式信号包括一路主模式信号和(M-1)路高阶模式信号；
信号组合模块，用于将所述M路数字模式信号组合为N路组合信号，其中将所述主模式信号与至少一路高阶模式信号组合为一路组合信号，或将至少两路高阶模式信号组合为一路组合信号，N和M都是正整数，N小于M，M大于等于2；
信号传输模块，用于经由N个传输通道向磁共振成像模块传输所述N路组合信号，其中一个传输通道对应一路组合信号。
6.根据权利要求5所述的磁共振成像中传输信号的装置，其特征在于，所述M为3，所述N为2；
所述信号接收模块，用于经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述信号组合模块，用于基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号。
7.根据权利要求5所述的磁共振成像中传输信号的装置，其特征在于，所述M为3，所述N为2；
所述信号接收模块，用于经由3个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号和第二高阶模式信号；
所述信号组合模块，用于将所述主模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号；或，将所述主模式信号和所述第一高阶模式信号的部分字段组合为第一路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第二路组合信号。
8.根据权利要求5所述的磁共振成像中传输信号的装置，其特征在于，所述M为4，所述N为3；
所述信号接收模块，用于经由4个接收通道从数字模式矩阵处理器接收主模式信号、第一高阶模式信号、第二高阶模式信号和第三高阶模式信号；
所述信号组合模块，用于基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第三高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的部分字段组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第二高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第二高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第三高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号；或，基于所述主模式信号生成第一路组合信号；将所述第一高阶模式信号的部分字段和所述第三高阶模式信号组合为第二路组合信号；将所述第二高阶模式信号和所述第一高阶模式信号的剩余字段组合为第三路组合信号。
9.磁共振成像系统的数字接收机，其特征在于，包括如权利要求5-8中任一项所述的磁共振成像中传输信号的装置。
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的磁共振成像中传输信号的方法的步骤。
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