CN110554336A - 状态检测装置及方法、收发状态控制系统及方法 - Google Patents

状态检测装置及方法、收发状态控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了状态检测装置及方法、收发状态控制系统及方法。其中，状态检测装置应用于磁共振成像磁共振设备；磁共振设备还包括：射频线圈和收/发开关；线圈单元和开关电路均设有开关组件；状态检测装置包括：采样单元，用于获取待测线圈单元的开关组件和/或与待测线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据；判断单元，用于根据状态采样数据以及待测线圈单元的收/发状态确定待测线圈单元和/或开关电路的状态信息。本发明实现了对射频线圈的工作状态的检测，从而可根据检测结果正确地设置射频线圈的工作状态，避免了因射频线圈的工作状态设置错误导致的元件被损毁的现象，及MRI图像信噪比下降的现象。

Description

状态检测装置及方法、收发状态控制系统及方法
技术领域
本发明涉及医学成像技术领域，特别涉及状态检测装置及方法、收发状态控制系统及方法。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是现代医学影像中主要的成像方式之一。MRI系统主要由磁体系统、梯度系统、射频系统和扫描计算机等系统组成。其中，射频系统包括：射频线圈、用于控制射频线圈的收发状态的收发状态控制器和T/R开关(收/发开关)。
收发状态控制器根据临床扫描、系统校准和故障诊断的不同工作模式，确保射频发射线圈、T/R开关和射频接收线圈的二极管组件或PIN管在发射态和接收态条件下的正确关断与导通，实现对射频发射线圈和射频接收线圈进行调谐与失谐的精准控制。
如果在各种扫描模式中，射频线圈和T/R开关内置的二极管组件不能根据射频发射和接收状态的变换而被正确地设置为关断和导通，则会出现由于射频放大器输出的大功率射频能量损毁射频线圈或T/R开关中内置的二极管组件的现象，或由于射频线圈或T/R开关中内置的二极管组件没有被充分地设置为关断和导通，出现MRI图像信噪比下降的现象。
发明内容
本发明提供了状态检测装置及方法、收发状态控制系统及方法，以实现对射频线圈的工作状态切换后的状态检测，进而确保在射频发射状态下射频线圈和T/R开关的安全，以及在接收状态下射频线圈能获取正常信噪比的磁共振信号。
具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：
第一方面，提供一种状态检测装置，所述状态检测装置应用于磁共振成像磁共振设备；所述磁共振设备还包括：射频线圈和收/发开关；所述射频线圈的一个线圈单元与所述收/发开关的一路开关电路对应连接，所述开关电路用于控制对应的线圈单元的收/发状态；所述线圈单元和所述开关电路均设有开关组件；
所述状态检测装置包括：
采样单元，用于获取待测线圈单元的开关组件和/或与所述待测线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据；
判断单元，用于根据所述状态采样数据以及所述待测线圈单元的收/发状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
第二方面，提供一种收发状态控制系统，所述收发状态控制系统应用于磁共振设备；所述磁共振设备还包括：谱仪；
所述收发状态控制系统包括：切换装置和第一方面所述的状态检测装置；
其中，所述切换装置用于在接收到所述谱仪输出的射频门控信号的情况下，根据所述射频门控信号切换所述射频线圈中目标线圈单元的收/发状态；
在所述目标线圈单元的状态切换后，所述状态检测装置用于确定所述目标线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
第三方面，提供一种状态检测方法，所述状态检测方法应用于磁共振成像磁共振设备；所述磁共振设备还包括：射频线圈和收/发开关；所述射频线圈的一个线圈单元与所述收/发开关的一路开关电路对应连接，所述开关电路用于控制对应的线圈单元的收/发状态；所述线圈单元和所述开关电路均设有开关组件；
所述状态检测方法包括：
获取待测线圈单元的开关组件和/或与所述待测线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据；
根据所述状态采样数据以及所述待测线圈单元的收/发状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
第四方面，提供一种收发状态控制方法，所述收发状态控制方法应用于磁共振设备；所述磁共振设备还包括：谱仪；
所述收发状态控制方法包括：
在接收到谱仪输出的射频门控信号的情况下，根据所述射频门控信号切换射频线圈中目标线圈单元的收/发状态；
在所述目标线圈单元的状态切换后，利用第三方面所述的状态检测方法确定所述目标线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：实现了对射线圈的工作状态的检测，从而可根据检测结果正确地设置射频线圈的工作状态，避免了因射频线圈的工作状态设置错误导致的元件被损毁的现象，及MRI图像信噪比下降的现象。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明一示例性实施例示出的一种射频系统的结构示意图；
图2A是本发明一示例性实施例示出的一种收发状态控制系统的结构示意图；
图2B是本发明另一示例性实施例示出的一种收发状态控制系统的结构示意图，其中接收模块与生成模块未示出；
图2C是本发明一示例性实施例示出的另一示例性实施例示出的一种收发状态控制系统的结构示意图，其中接收模块与生成模块未示出；
图2D是本发明一示例性实施例示出的另一示例性实施例示出的一种收发状态控制系统的结构示意图，其中接收模块与生成模块未示出；
图2E是本发明一示例性实施例示出的图2A中状态检测装置的另一结构示意图；
图3A是本发明一示例性实施例示出的一种状态检测方法的流程图；
图3B是本发明一示例性实施例示出的另一种状态检测方法的流程图；
图4A是本发明一示例性实施例示出的一种收发状态控制方法的流程图；
图4B是本发明一示例性实施例示出的另一种收发状态控制方法的流程图；
图4C是本发明一示例性实施例示出的另一种收发状态控制方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
磁共振设备包括磁体系统、梯度系统、射频系统。图1是本发明一示例性实施例示出的射频系统的结构示意图，射频系统包括射频发射子系统和信号接收子系统构成。射频发射子系统包括射频信号产生模块11、射频放大器12和射频发射线圈13。射频信号产生模块11产生射频激励信号；射频放大器12用于将射频激励信号放大后输出大功率射频脉冲电流给射频发射线圈13，以使射频发射线圈13产生用于激励磁共振现象的均匀射频场。
信号接收子系统包括射频接收线圈14和信号处理器15。射频接收线圈14用于接收来自被测体共振产生的自由感应衰减信号或回波信号；信号处理器15用于对回波信号进行分析处理。
其中，射频线圈通常由多个线圈单元构成，每个线圈单元都可独立感应出自由感应衰减信号或回波信号，用于通过图像重建组合，形成明暗均匀的医学图像。按照功能可将射频线圈分为射频发射线圈和射频接收线圈。在实际应用中，可使用不同的线圈分别实现射频发射或射频接收的功能，也可通过共用线圈来实现射频发射与射频接收功能。其中，线圈单元内置有开关组件。开关组件可以包括一个独立的二极管，也可以包括多个并联的二极管。二极管可以是普通二极管，也可以是PIN管(具有本征层的二极管)。
在扫描成像期间，需要切换线圈单元的工作状态，也即使线圈单元在发射态与接收态之间切换。磁共振设备还设有收发状态控制系统(图中未示出)和T/R开关16。T/R开关16包括多路开关电路，一路开关电路与一个线圈单元连接。开关电路内置有开关组件。与线圈单元类似的，开关电路的开关组件可以包括一个独立的二极管，也可以包括多个并联的二极管。二极管可以是普通二极管，也可以是PIN管。
在扫描成像期间，线圈单元的发射态、接收态由谱仪输出的射频门控信号RF_Gate的高低电平决定。
RF_Gate为低电平时，需将扫描视野FOV(视场角)内的线圈单元设置为发射态，T/R开关16则控制对应的线圈单元与射频放大器12连接，具体的，FOV内的线圈单元通过对应的开关电路与射频放大器12连接，形成发射回路，以将射频放大器12的大功率输出功率能量馈入相应的线圈单元，同时切断接收回路，实现对接收回路中射频前置放大器的保护；
RF_Gate为高电平时，需将扫描视野FOV内的线圈单元设置为接收态，T/R开关16则控制对应的线圈单元与信号处理器15连接，形成接收回路，同时切断发射回路，以实现磁共振信号的接收。
需要说明的是，对于线圈单元的收/发状态设置，需要切换线圈单元内置的开关组件和与该线圈单元连接的开关电路的内置的开关组件。
下面以使用共用线圈来实现射频发射与射频接收功能为例，当线圈单元在收/发状态下，对线圈单元及与其连接的开关电路的开关组件的通断状态进行说明：
线圈单元为发射态时，该线圈单元的开关组件为导通状态，与其连接的开关电路的开关组件也为导通状态，使射频放大器的大功率输出能量能够被馈入到线圈单元，同时切断接收回路；线圈单元本身形成闭合谐振回路，在射频放大器输出的大功率闭合电流作用下产生所需频率的B1射频场。
线圈单元为接收态时，该线圈单元的的开关组件为导通状态，与其连接的开关电路的开关组件为关断状态，以切断发射回路，同时将线圈单元接入接收回路；射频线圈本身形成的闭合谐振回路，接收磁共振信号。
在非扫描期间，可将所有线圈单元和T/R开关的开关组件均设置为关断状态，达到节能效果。
图2A示出了本发明一示例性实施例的收发状态控制系统的结构示意图，该收发状态控制系统不仅适用于MRI设备还适用于NMR(核磁共振)设备，其能控制线圈单元的发射态与接收态的切换，还能对线圈单元的工作状态是否被正确切换进行检测。原则上一个收发状态控制系统连接一个线圈单元或T/R开关的一路开关电路，实现对一个线圈单元或一路开关电路的内置开关组件的通断状态的切换及检测，通过设置多个收发状态控制系统即可实现对多个线圈单元和开关电路的状态切换及检测，并实现故障定位。
以下通过对一个线圈单元的收/发状态的切换，说明本发明实施例的收发状态控制系统的工作原理。
如图2A所示，该收发状态控制系统包括：切换模块21、状态检测装置22和信号生成模块23。状态检测装置22分别与切换模块21和信号生成模块23连接。
切换模块21用于在接收到谱仪输出的射频门控信号的情况下，根据射频门控信号切换射频线圈中目标线圈单元的收/发状态。对于一个线圈单元的收/发状态设置，需要切换线圈单元内置的开关组件和与该线圈单元连接的开关电路的内置的开关组件的通断状态，因此需要对该线圈单元和对应的开关电路分别布置本发明实施例的收发状态控制系统。
在目标线圈单元的状态切换后，调用对应收发状态控制系统的状态检测装置22以确定目标线圈单元和/或开关电路的状态信息。该状态信息表征开关组件的通断状态是否被正确切换。
信号生成模块23可根据状态信息生成状态检测信号，以供运维人员进行故障定位。其中，状态检测信号用于表征目标线圈单元的工作状态是否被正确切换。需要说明的是，信号生成模块23可根据实际需求设置，并非必须元件。
在一个例子中，信号生成模块23可将生成的状态检测信号发送至上位机，以使上位机根据状态检测信号生成相应的控制指令并发送给对应的收发状态控制系统。也即若状态切换后，线圈单元或开关电路内置的开关组件的通断状态与预期的状态不同时，收发状态控制系统可根据上位机发送的控制指令调用切换模块，以再次切换目标线圈单元的工作状态，将其切换至预期的状态。
在另一个例子中，信号生成模块23还将状态检测信号发送至谱仪，以使谱仪控制射频放大器停止输出射频信号至目标线圈单元，以对元器件起到保护作用。
在图2A示出的收发状态控制系统的基础上，图2B示出了本发明另一示例性实施例的收发状态控制系统的结构示意图。参见图2B，切换模块21包括T/D控制器(谐振/失谐控制器)211和电压控制电路212，T/D控制器211通过电压控制电路212与线圈单元或开关电路的开关组件25连接。
在射频门控信号为高电平的情况下，T/D控制器211控制电压控制电路212输出正电源至开关组件；在射频门控信号为低电平的情况下，T/D控制器211控制电压控制电路212输出负电源至开关组件。
参见图2C，图中示出了电压控制电路的一种可能的实现方式，电压控制电路包括：第一电平转换器、第二电平转换器、NMOS、PMOS、正电源V+和负电源V-。T/D控制器的第一控制输出端通过第一电平转换器与NMOS的栅极连接，NMOS的漏极与负电源V-连接，NMOS的源极与PMOS的漏极连接，PMOS的源极与正电源V+连接，PMOS的栅极通过第二电平转换器与T/D控制器的第二控制输出端连接。NMOS的源极与PMOS的漏极与开关组件(二极管的阴极)连接。
在一个例子中，第一电平转换器和第二电平转换器可以但不限于采用光耦式电平转换器。
在另一个例子中，可以使用三极管代替NMOS和PMOS，具体实现过程此处不再赘诉。
参见图2B，状态检测装置22包括采样单元221和判断单元222。采样单元221与判断单元222和开关组件连接。
采样单元221用于获取目标线圈单元的开关组件和/或与目标线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据。
判断单元222用于根据状态采样数据以及目标线圈单元预期的收/发状态确定目标线圈单元和/或开关电路的状态信息。
具体的，判断单元具体用于：
根据状态采样数据，以及预定义的数值范围与通断状态之间的映射关系，确定开关组件的通断状态；
根据目标线圈单元的收/发状态和通断状态确定目标线圈单元和/或开关电路的状态信息。
其中，预定义的数值范围根据负载组件的阻值和开关组件的导通特性确定。通断状态至少包括：第一导通状态、第二导通状态、第一关断状态和第二关断状态；通断状态例如，正常导通状态、半导通状态、半关断状态、正常关断状态。对应的状态信息至少包括以下状态类型：正常状态、故障状态。
参见上述线圈单元在收/发状态下，线圈单元及开关电路的开关组件的通断状态部分，例如，若线圈单元为发射态，线圈单元的开关组件的预期状态为导通状态，若状态切换后，开关组件的当前状态为正常导通状态，说明开关组件被正确切换，则状态信息为正常状态；若状态切换后，开关组件的当前状态为半导通状态或半关断状态或正常关断状态，说明开关组件未被正确切换，则状态信息为故障状态。进一步的，根据实际需求，又可根据状态采样数据的具体数值将故障状态分为一般报警状态和严重报警状态。
在一个例子中，判断单元222可通过多阈值判决器实现相应功能。
本实施例中，不仅实现了射频线圈工作状态的检测，且通过设置多个预设范围，可全方位地判断出各种射频线圈的短路、断路和其他故障状态，还可准确地定位出故障发生点位置，从而当射频线圈发生故障状态时，可根据不同严重程度的故障状态，控制磁共振设备停止扫描、关断射频放大器或输出警告状态，以保护射频子系统各元件的安全。
参见图2C，图中示出了采样单元的一种可能的实现方式，采样单元221包括负载组件R、放大组件和模数转换组件。负载组件R与开关组件25连接，用于将所述开关组件的输出电流转换为电压。放大组件连接在负载组件的两端，用于放大电压；模数转换组件与放大组件的输出端连接，用于将经放大的电压转换为状态采样数据。
其中，该负载组件可以包括一个电阻，也可以包括串联或并联的多个电阻，电阻的阻值；电阻的数量、阻值可根据实际需求自行设置。
放大组件可通过运算放大器A实现。运算放大器A的两个输入端与负载组件的两端连接；运算放大器A的输出端与A/D转换组件的输入端连接，A/D转换组件的输出端与判断单元222连接。
需要说明的是，虽然原则上，一个状态检测装置实现一个线圈单元或一路开关电路的开关组件的检测，但本实施例的A/D转换组件可采用多通道的A/D转换器，参见图2D，通过设置多个负载组件和运算放大器，即可实现多个开关组件的检测，例如m+1个具有n个通道的A/D转换器，可实现(m+1)*n个二极管的通断状态的采集。
在图2B示出的状态检测装置的结构示意图，图2E示出了本发明另一示例性实施例的状态检测装置的结构示意图。参见图2E，状态检测装置还包括：执行单元223。
执行单元223用于在状态信息为故障状态的情况下，执行相应的处理操作。
在一个例子中，处理操作包括：当开关组件为第二导通状态或第一关断状态或第二关断状态的情况下，将开关组件的通断状态切换为所述第一导通状态；或，当开关组件为第一导通状态或第二导通状态或第一关断状态的情况下，将开关组件的通断状态切换为第二关断状态。
本实施例中，若状态信息为故障状态，说明开关组件的当前通断状态与预期状态不同，状态检测装置可自行对开关组件的通断状态进行重新切换，无需通过上位机。
也即若状态信息为故障状态，说明开关组件切换后的状态若为第二导通状态或第一关断状态或第二关断状态，并非预期状态，开关组件的预期状态为第一导通状态，需将开关组件的通断状态重新切换为所第一导通状态；
若状态信息为故障状态，说明开关组件切换后的状态若为第一导通状态或第二导通状态或第一关断状态，并非预期状态，开关组件的预期状态为第二关断状态，需将开关组件的通断状态重新切换为第二关断状态。
需要说明的是，开关组件的通断状态重新切换的次数可以是一次、也可以是两次，若重新切换次数达到阈值，则可调用信号生成模块23生成故障信号。
在另一个例子中，处理操作包括：将状态信息发送至与执行单元连接的外接设备。
外接设备包括谱仪，谱仪响应于执行单元发送的状态信息，则控制射频放大器停止输出射频信号至线圈单元，以对元器件作进一步保护。
还是以使用共用线圈来实现射频发射与射频接收功能为例，以下对收发状态控制系统的工作原理作进一步进行说明：
磁共振设备处于扫描期间，谱仪发送低电平的射频门控信号给收发状态控制系统时，与该线圈单元和该开关电路连接的收发状态控制系统的T/D控制器均输出高电平信号，使得第一电平转换器和第二电平转换器均输出V+电压，驱动NMOS管导通、PMOS管关断，从而将负电源V-施加到线圈单元的开关组件及与该线圈单元连接的开关电路的开关组件的阴极，使对应的开关组件处于导通状态。
在工作状态切换后，切换模块调用状态检测装置，以检测是否完成工作状态的正确切换，假设发射态多阈值判决准则如表1所示。
表1
负载组件的电压U 二极管组件状态 执行动作
0V＜U≤3.1V 关断 产生故障诊断信号，停止扫描
3.1＜U≤3.2V 半关断 产生告警提示信号
3.2＜U≤3.3V 半导通 产生告警提示信号
3.3＜U≤3.5V 导通 产生正常切换信号
若两个线圈状态检测装置的A/D转换器读取的负载组件的电压均落入(3.3V，3.5V]内时，说明被检测的线圈单元和开关电路的二极管组件为正常导通状态，线圈单元的工作状态被正确切换，允许射频放大器输出大功率射频信号至线圈单元，驱动线圈单元产生射频场，激发磁共振现象；信号生成模块23可生成正常切换信号(状态检测信号)。
若其中一个线圈状态检测装置的A/D转换器读取的负载组件的电压落入(3.2V，3.3V]内时，说明与该线圈状态检测装置连接的二极管组件为半导通状态。此时允许射频放大器输出大功率射频信号，驱动线圈单元产生射频场，但由于此时射频能量较常值降低，射频翻转角不能达到预期角度，激发出的磁共振信号较弱，因而信噪比较低；信号生成模块23可生成告警提示信号(状态检测信号)，该信号可以用于故障诊断；
若其中一个线圈状态检测装置的A/D转换器读取的负载组件的电压落入(3.1V，3.2V]内时，说明与该线圈状态检测装置连接的二极管组件为几乎关断状态，虽然允许射频放大器输出大功率射频信号，驱动线圈单元产生射频场，但由于此时射频能量较常值更低，射频翻转角不能达到预期角度，激发出的磁共振信号较弱，因而信噪更低；信号生成模块23可生成告警提示信号(状态检测信号)，该信号可以用于故障诊断；
若其中一个线圈状态检测装置的A/D转换器读取的负载组件的电压落入(0，3.1V]内时，说明与该线圈状态检测装置连接的二极管组件为关断状态，工作状态未被正确切换；信号生成模块23可生成故障信号(状态检测信号)。
磁共振设备处于非扫描期间，谱仪发送高电平的射频门控信号给收发状态控制系统，与该线圈单元和该开关电路连接的收发状态控制系统的T/D控制器均输出低电平信号，使得第一电平转换器和第二电平转换器均输出V-电压，驱动NMOS管关断、PMOS管导通，从而将正电源V+施加到线圈单元的开关组件或开关电路的开关组件的阴极，使对应的开关组件处于关断状态，以将射频线圈的工作状态设置为接收态。
在收发状态切换后，切换模块调用状态检测装置，以检测是否完成工作状态的正确切换，除了多阈值判决准则不同，具体检测过程与扫描期间类似，此处不再赘述。
需要说明的是，A/D转换器可以但不限于采用AD7829-1芯片，若采用其他型号的芯片，各个预设范围的上限和下限需要做适应性调整。
与前述状态检测装置实施例相对应，本发明还提供了状态检测方法的实施例。
图3A是本发明一示例性实施例示出的状态检测方法的流程图，方法包括以下步骤：
步骤301、获取待测线圈单元的开关组件和/或与待测线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据。
其中，状态采样数据表征开关组件的通断状态。具体的，可获取与开关组件的阴极连接的负载组件的电压，将其作为状态采样数据。
步骤302、根据状态采样数据以及待测线圈单元的收/发状态确定待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
在图3A示出的状态检测方法的流程图的基础上，参见图3B，步骤302具体包括：
步骤302-1、根据状态采样数据，以及预定义的数值范围与通断状态之间的映射关系，确定开关组件的通断状态。
其中，通断状态至少包括：第一导通状态、第二导通状态、第一关断状态和第二关断状态。
步骤302-2、根据待测线圈单元的收/发状态和通断状态确定待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
其中，状态信息至少包括以下状态类型：正常状态、故障状态。
步骤302-3、在状态信息为故障状态的情况下，执行相应的处理操作。
其中，处理操作至少包括：
当开关组件为第二导通状态或第一关断状态或第二关断状态的情况下，将开关组件的通断状态切换为第一导通状态；
或，当开关组件为第一导通状态或第二导通状态或第一关断状态的情况下，将开关组件的通断状态切换为第二关断状态；
或，将状态信息发送至外接设备。
在一个例子中，外接设备包括谱仪，状态检测方法还包括：
响应于发送的状态信息，谱仪控制射频放大器停止输出射频信号至所述线圈单元。
与前述收发状态控制系统实施例相对应，本发明还提供了收发状态控制方法的实施例。
图4A是本发明一示例性实施例示出的收发状态控制方法的流程图，方法包括以下步骤：
步骤401、在接收到谱仪输出的射频门控信号的情况下，根据射频门控信号切换射频线圈中目标线圈单元的收/发状态。
步骤402、在目标线圈单元的状态切换后，确定目标线圈单元和/或开关电路的状态信息。
其中，步骤402中，利用上述实施例的状态检测方法检测目标线圈单元和/或开关电路的的状态信息。
在图4A示出的收发状态控制方法的流程图的基础上，参见图4B，示出了收发状态控制方法另一可能的实现方式，本实施例中，可通过上位机实现开关组件的通断状态的重新切换，步骤402之后，方法还包括：
步骤403、在接收到上位机发送的控制指令时，再次切换目标线圈单元的工作状态。
其中，控制指令由上位机根据状态信息生成。
在图4A示出的收发状态控制方法的流程图的基础上，参见图4C，示出了收发状态控制方法另一可能的实现方式，本实施例中，步骤402之后，方法还包括：
步骤403’、将状态信息发送至谱仪，以使谱仪控制射频放大器停止输出射频信号至目标线圈单元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种状态检测装置，其特征在于，所述状态检测装置应用于磁共振成像磁共振设备；所述磁共振设备还包括：射频线圈和收/发开关；所述射频线圈的一个线圈单元与所述收/发开关的一路开关电路对应连接，所述开关电路用于控制对应的线圈单元的收/发状态；所述线圈单元和所述开关电路均设有开关组件；
所述状态检测装置包括：
采样单元，用于获取待测线圈单元的开关组件和/或与所述待测线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据；
判断单元，用于根据所述状态采样数据以及所述待测线圈单元的收/发状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
2.如权利要求1所述的状态检测装置，其特征在于，所述判断单元具体用于：
根据所述状态采样数据，以及预定义的数值范围与通断状态之间的映射关系，确定所述开关组件的通断状态；
根据所述待测线圈单元的收/发状态和所述通断状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
3.如权利要求2所述的状态检测装置，其特征在于，所述通断状态至少包括：第一导通状态、第二导通状态、第一关断状态和第二关断状态；
所述状态信息至少包括以下状态类型：正常状态、故障状态；
所述状态检测装置还包括：
执行单元，用于在所述状态信息为故障状态的情况下，执行相应的处理操作；
所述处理操作至少包括：
当所述开关组件为第二导通状态或第一关断状态或第二关断状态的情况下，将所述开关组件的通断状态切换为所述第一导通状态；
或，当所述开关组件为第一导通状态或第二导通状态或第一关断状态的情况下，将所述开关组件的通断状态切换为所述第二关断状态；
或，将所述状态信息发送至与所述执行单元连接的外接设备。
4.如权利要求3所述的状态检测装置，其特征在于，所述外接设备包括谱仪；
所述磁共振设备还包括：射频放大器；
响应于所述执行单元发送的状态信息，所述谱仪控制所述射频放大器停止输出射频信号至所述线圈单元。
5.如权利要求1所述的状态检测装置，其特征在于，所述采样单元包括：
负载组件，与所述开关组件连接，用于将所述开关组件的输出电流转换为电压；
放大组件，连接在所述负载组件的两端，用于放大所述电压；
模数转换组件，与所述放大组件的输出端连接，用于将经放大的电压转换为状态采样数据。
6.一种收发状态控制系统，其特征在于，所述收发状态控制系统应用于磁共振设备；所述磁共振设备还包括：谱仪；
所述收发状态控制系统包括：切换装置和如权利要求1-5任一项所述的状态检测装置；
其中，所述切换装置用于在接收到所述谱仪输出的射频门控信号的情况下，根据所述射频门控信号切换所述射频线圈中目标线圈单元的收/发状态；
在所述目标线圈单元的状态切换后，所述状态检测装置用于确定所述目标线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
7.如权利要求6所述的收发状态控制系统，其特征在于，所述切换装置包括：谐振/失谐控制器和电压控制电路；
所述电压控制电路分别与所述谐振/失谐控制器和所述开关组件连接；
在所述射频门控信号为高电平的情况下，所述谐振/失谐控制器控制所述电压控制电路输出正电源至所述开关组件；
在所述射频门控信号为低电平的情况下，所述谐振/失谐控制器控制所述电压控制电路输出负电源至所述开关组件。
8.一种状态检测方法，其特征在于，所述状态检测方法应用于磁共振成像磁共振设备；所述磁共振设备还包括：射频线圈和收/发开关；所述射频线圈的一个线圈单元与所述收/发开关的一路开关电路对应连接，所述开关电路用于控制对应的线圈单元的收/发状态；所述线圈单元和所述开关电路均设有开关组件；
所述状态检测方法包括：
获取待测线圈单元的开关组件和/或与所述待测线圈单元连接的开关电路的开关组件的状态采样数据；
根据所述状态采样数据以及所述待测线圈单元的收/发状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
9.如权利要求8所述的状态检测方法，其特征在于，根据所述状态采样数据以及所述待测线圈单元的收/发状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息，包括：
根据所述状态采样数据，以及预定义的数值范围与通断状态之间的映射关系，确定所述开关组件的通断状态；
根据所述待测线圈单元的收/发状态和所述通断状态确定所述待测线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
10.如权利要求9所述的状态检测方法，其特征在于，所述通断状态至少包括：第一导通状态、第二导通状态、第一关断状态和第二关断状态；
所述状态信息至少包括以下状态类型：正常状态、故障状态；
所述状态检测方法还包括：
在所述状态信息为故障状态的情况下，执行相应的处理操作；
所述处理操作至少包括：
当所述开关组件为第二导通状态或第一关断状态或第二关断状态的情况下，将所述开关组件的通断状态切换为所述第一导通状态；
或，当所述开关组件为第一导通状态或第二导通状态或第一关断状态的情况下，将所述开关组件的通断状态切换为所述第二关断状态；
或，将所述状态信息发送至外接设备。
11.如权利要求10所述的状态检测方法，其特征在于，所述外接设备包括谱仪；
所述磁共振设备还包括：射频放大器；
所述状态检测方法还包括：
响应于发送的状态信息，所述谱仪控制所述射频放大器停止输出射频信号至所述线圈单元。
12.如权利要求9所述的状态检测方法，其特征在于，获取所述开关组件的状态采样数据，包括：
获取与所述开关组件的连接的负载组件的电压；
对所述电压进行放大处理；
将放大后的电压转换为所述状态采样数据。
13.一种收发状态控制方法，其特征在于，所述收发状态控制方法应用于磁共振设备；所述磁共振设备还包括：谱仪；
所述收发状态控制方法包括：
在接收到谱仪输出的射频门控信号的情况下，根据所述射频门控信号切换射频线圈中目标线圈单元的收/发状态；
在所述目标线圈单元的状态切换后，利用权利要求8-12中任一项所述的状态检测方法确定所述目标线圈单元和/或所述开关电路的状态信息。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872001A (zh) * 2010-06-29 2010-10-27 中国科学院生物物理研究所 并行发射接收射频接口电路和相控阵发射接收头线圈
US20110037460A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Geonics Limited Multiple receiver coil dual mode electromagnetic detector
CN102420460A (zh) * 2011-12-23 2012-04-18 施耐德万高（天津）电气设备有限公司 一种自动转换开关设备
CN102525459A (zh) * 2010-12-28 2012-07-04 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 磁共振成像门控系统、方法及磁共振成像设备
CN102565733A (zh) * 2011-12-12 2012-07-11 中国科学院深圳先进技术研究院 磁共振多核阵列射频装置及磁共振信号接收方法
CN202710740U (zh) * 2012-05-29 2013-01-30 辽宁开普医疗系统有限公司 具有高速串行接口的磁共振接收线圈
CN103383908A (zh) * 2012-05-04 2013-11-06 上海安科瑞电气股份有限公司 一种多回路微型断路器通断状态的检测装置
CN103675670A (zh) * 2013-12-18 2014-03-26 美的集团股份有限公司 压力开关状态检测电路、电路板及具有其的电热产品
CN104224181A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 中国科学院生物物理研究所 一种多通道磁共振成像设备的sar实时监测系统及方法
CN105353290A (zh) * 2015-12-02 2016-02-24 上海航空电器有限公司 一种用于判断交流固态功率控制器中通道开关状态的检测电路
CN105388435A (zh) * 2015-12-29 2016-03-09 沈阳东软医疗系统有限公司 一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法
CN205338953U (zh) * 2015-06-30 2016-06-29 北京大学 一种骨密度检测设备
CN205861893U (zh) * 2016-06-30 2017-01-04 南京大桥机器有限公司 一种气象探测雷达的收发系统检测设备
CN107783031A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 比亚迪股份有限公司 高压系统及其功率开关模块的故障检测装置和方法
CN109633426A (zh) * 2018-12-07 2019-04-16 浙江特康电子科技有限公司 开关检测方法
CN110133551A (zh) * 2019-05-14 2019-08-16 上海联影医疗科技有限公司 射频发射装置及磁共振成像系统

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110037460A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Geonics Limited Multiple receiver coil dual mode electromagnetic detector
CN101872001A (zh) * 2010-06-29 2010-10-27 中国科学院生物物理研究所 并行发射接收射频接口电路和相控阵发射接收头线圈
CN102525459A (zh) * 2010-12-28 2012-07-04 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 磁共振成像门控系统、方法及磁共振成像设备
CN102565733A (zh) * 2011-12-12 2012-07-11 中国科学院深圳先进技术研究院 磁共振多核阵列射频装置及磁共振信号接收方法
CN102420460A (zh) * 2011-12-23 2012-04-18 施耐德万高（天津）电气设备有限公司 一种自动转换开关设备
CN103383908A (zh) * 2012-05-04 2013-11-06 上海安科瑞电气股份有限公司 一种多回路微型断路器通断状态的检测装置
CN202710740U (zh) * 2012-05-29 2013-01-30 辽宁开普医疗系统有限公司 具有高速串行接口的磁共振接收线圈
CN103675670A (zh) * 2013-12-18 2014-03-26 美的集团股份有限公司 压力开关状态检测电路、电路板及具有其的电热产品
CN104224181A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 中国科学院生物物理研究所 一种多通道磁共振成像设备的sar实时监测系统及方法
CN205338953U (zh) * 2015-06-30 2016-06-29 北京大学 一种骨密度检测设备
CN105353290A (zh) * 2015-12-02 2016-02-24 上海航空电器有限公司 一种用于判断交流固态功率控制器中通道开关状态的检测电路
CN105388435A (zh) * 2015-12-29 2016-03-09 沈阳东软医疗系统有限公司 一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法
CN205861893U (zh) * 2016-06-30 2017-01-04 南京大桥机器有限公司 一种气象探测雷达的收发系统检测设备
CN107783031A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 比亚迪股份有限公司 高压系统及其功率开关模块的故障检测装置和方法
CN109633426A (zh) * 2018-12-07 2019-04-16 浙江特康电子科技有限公司 开关检测方法
CN110133551A (zh) * 2019-05-14 2019-08-16 上海联影医疗科技有限公司 射频发射装置及磁共振成像系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BJOERN WEISSLER: "PET/MR Synchronization by Detection of Switching Gradients", 《IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE》 *
王晓伟: "核磁共振射频功率放大器的设计与分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

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