CN205193255U - 磁共振射频接收线圈组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的磁共振射频接收线圈组件，包括：射频线圈，所述射频线圈包括多个用于接收射频信号的线圈单元；信号传输装置，所述信号传输装置包括用于传输数字信号的传输线、信号处理模块，所述信号处理模块具有输入端、输出端，所述信号处理模块的输入端邻近若干个线圈单元并与所述若干个线圈单元连接，所述传输线的第一端与信号处理模块的输出端连接。本实用新型提供的磁共振射频接收线圈组件，通过将信号传输装置模块化，可以灵活地运用到多通道射频接收线圈。

Description

磁共振射频接收线圈组件

技术领域

本实用新型涉及医学成像领域，尤其涉及一种磁共振射频接收线圈组件。

背景技术

在MR系统中，射频接收线圈用于接收被测人体或物体发出的射频信号，为提高信噪比，通常采用多通道的相控阵结构，即每个射频接收线圈由几个至几十个线圈单元组成。在目前的主流MR系统中，射频接收线圈中的每个线圈单元接收到的信号经过前置放大器放大后通过同轴线汇总到一个Plug，在使用线圈时把该Plug与MR系统上的Plug连接后即可把射频信号回传到MR接收机中。传统相控阵射频接收线圈内部结构如图1所示。

在上图所示的传统结构中，射频同轴线具有损耗大的缺点，特别是同轴线线径比较细的情况下，因此会造成信噪比的损失。另外，射频同轴线容易受到射频发射线圈VTC的干扰。为解决这些问题，可以在线圈中采用ADC数模转换器把射频信号转化为数字信号，然后用无线、光纤等方式回传到MR系统的接收机中，类似于数字电视，该数字传输方式具有以下优势：1)射频信号链路上的同轴线降至最短，SNR损失最少；2)数字信号不会在传输中牺牲信噪比；3)数字信号可以通过无线、光纤等方式回传。

而在具体的工程化实现过程中，数字传输方式还存在诸多问题需要解决：

1)灵活性：通过一种结构形式可以应用于所有的线圈，从几个单元到几十个单元；2)小体积：对单元少的线圈，如4单元、8单元线圈，本身体积就非常小，增加数字模块不能体积太大，否则无法安装在线圈中；3)热分布要均匀：射频接收线圈在应用时与人体直接接触，因此表面温度有限制，为保证温度不超标，线圈中的热分布需要尽量均匀；4)每个线圈单元到数字模块的距离要尽可能短：如果同轴线太长，出射频损耗大外，还需要额外的射频阱进行保护；5)数据传输速率不能太高：当单元多的时候，并串转换后的数据速率会非常高，工程实现难度大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种磁共振射频接收线圈组件，包括：

射频线圈，所述射频线圈包括多个用于接收射频信号的线圈单元；

信号传输装置，所述信号传输装置包括用于传输数字信号的传输线、信号处理模块，所述信号处理模块具有输入端、输出端，所述信号处理模块的输入端邻近若干个线圈单元并与所述若干个线圈单元连接，所述传输线的第一端与信号处理模块的输出端连接。

优选地，所述信号处理模块包括电路板及布置在电路板上的数个A/D单元，每一A/D转换单元与一个线圈单元通过导线电连接。

优选地，所述信号处理模块包括数字信号处理单元，所述数个A/D单元与信号处理单元电连接。

优选地，所述数字信号单元包括FPGA。

优选地，还包括数个RF前置放大器，每一前置放大器设置于导线上。

优选地，还包括电连接器，连接于传输线的第二端。

本实用新型还提供了一种磁共振射频接收线圈组件，包括：

射频线圈，所述射频线圈包括多个用于接收射频信号的线圈单元及包覆射频线圈的绝缘外壳；

至少一个信号传输装置，所述信号传输装置包括信号处理模块，内置于绝缘外壳中，所述信号处理模块具有输入端、输出端，信号处理模块的输入端与所述若干个线圈单元连接，所述信号处理模块的输出端输出数字信号。

优选地，所述信号处理装置包括电路板及布置在电路板上的A/D转换单元，所述A/D转换单元与线圈单元通过导线电连接。

优选地，所述A/D转换单元为多路配置，每一个A/D转换单元与数个线圈单元电连接。

优选地，所述信号处理装置还包括布置在电路板上的无线模块，与数字处理单元连接。

优选地，所述信号处理装置还包括布置在电路板上的光电转换模块，与A/D转换单元连接。

优选地，还包括与信号处理模块输出端连接的光纤。

优选地，所述多个线圈单元构成一个M*N的相控线圈阵列。

优选地，所述磁共振射频接收线圈组件包括若干个信号处理模块，所述若干个信号处理模块的输出端连接至一个多路复用单元。

本实用新型提供的磁共振射频接收线圈组件，通过将信号传输装置模块化，灵活地运用到多通道射频接收线圈，同时模块化的数据速率相对较低，可用光传输或者无线信号传输。

附图说明

图1为传统的相控阵射频接收线圈内部结构；

图2为传统数字射频接收线圈内部的结构；

图3为本实用新型的射频接收组件功能模块结构；

图4为本实用新型射频接收组件的一个实施方式；

图5为本实用新型射频接收组件的另一个实施方法。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

如背景技术描述的，在对线圈接收到的射频信号进行数字化时，目前采用的图2中的传统的结构，即对每路数字化后，然后统一到一个数字处理芯片(如FPGA)中进行数字处理及并串转换，然后把串行的高速数据通过光纤等形式传输出去。

从理论上，该结构简单易用，然而在用于射频线圈上时，存在诸多不足：

1)不够灵活，通用性不强：一套MR系统一般需要配置多种不同部位的射频接收线圈，而每种线圈的单元数差异较大，最少的只有一个单元，最多的则有几十个单元，对单元少的线圈，上图中结构的数字信号处理就会过于浪费，存在体积大、发热大的问题。2)需要考虑最大数量的单元，因此数字处理单元设计容量大，会导致体积大、发热大；3)部分单元会存在ADC前的同轴线长度过长：因为每个线圈单元处于不同位置，如果都要统一连接到同一块数字信号处理单元上，如果线圈单元多，必然会遇到个别单元同轴线长度过长的问题，从而导致射频损耗大，还需要额外增加射频阱进行保护；4)几十个通道汇总后的数据速率非常高，只能采用高速率光模块等方式传输，设计难度大，且不易扩展到无线传输等方式。

本实用新型提出了一种磁共振射频接收线圈组件，包括射频线圈，所述射频线圈包括多个用于接收射频信号的线圈单元；信号传输装置，所述信号传输装置包括用于传输数字信号的传输线、信号处理模块，所述信号处理模块具有输入端、输出端，信号模块的输入端邻近若干个线圈单元并与所述若干个线圈单元连接，所述传输线的第一端与信号处理模块的输出端连接。

实施例1：

如图3所示，所述磁共振射频线圈组件包括射频线圈装置10、信号传输装置11。如图4所示，所述射频线圈10包括若干组用于接收射频信号的线圈单元(101、102…)。所述信号传输装置11包括用于传输数字信号的传输线110、至少一个信号处理模块111。

所述信号处理模块111具有输入端、输出端，所述输入端邻近若干个线圈单元，并与所述若干个线圈单元连接，所述传输线110的第一端与所述信号处理模块111的输出端连接。

其中，每个信号处理模块对应一定数量的射频线圈，如图4所示，每个信号处理模块对应4个射频线圈。在其他的实施方式中，还可以对应2个射频线圈、或8个射频线圈单元。

如图4所示，所述信号处理模块111包括电路板(图未示)及布置在电路板上的数组A/D转换单元1110，每组A/D转换单元包括若干个与每组射频线圈数量相等的A/D转换器，每一A/D转换器与一个线圈单元通过导线电连接。

如图4所示，射频接收线圈组件还包括数个射频前置放大器装置12，每一射频前置放大器设置于导线(射频通道)上，即所述射频前置放大器12位于所述射频线圈与所述A/D转换单元之间。将所述射频前置放大器被分为多组(120、121)，与多组射频线圈单元一一对应。

所述数组A/D转换单元与数字信号处理单元1111电连接。所述数字信号单元为FPGA或者ASIC。

如图3所示，所述磁共振射频接收线圈组件1还包括连接器14，连接于所述传输线110的第二端。所述连接器14可以是传统的电连接器，也可以光连接器，通过光传输信号。

如图4所示，所述多个线圈单元构成一个M*N的相控线圈阵列。所述磁共振射频接收线圈组件包括若干个信号处理模块，所述若干个信号处理模块的输出端连接至一个多路复用单元(MUX)(15)。

实施例2

如图5所示，一种磁共振射频接收线圈组件，包括：射频线圈装置20、信号传输装置21。

射频线圈装置20，所述射频线圈20包括多个用于接收射频信号的线圈单元(201、202…)及包覆射频线圈的绝缘外壳(图未示)；

信号传输装置21，所述信号传输装置包括至少一个信号处理模块210，内置于绝缘外壳中，所述信号处理模块210具有输入端、输出端，其输入端与所述若干个线圈单元连接，输出端B输出数字信号。

所述信号处理模块210还包括电路板(图未示)及布置在电路板上的A/D单元2101，数字信号处理单元2102。所述A/D转换单元2101一端与线圈单元通过导线电连接，另一端与数字信号处理单元2102连接。

如图5所示，所述A/D转换单元为多路配置，每一个A/D转换单元与数个线圈单元电连接。所述信号处理模块还包括布置在电路板上的无线模块211与A/D转换单元2110连接。这里需要声明的，图示的无线模块211不仅是指一个模块，根据目前的技术条件，采用的是多组无线模块，可以分别单独连接到每一个数字信号处理单元，也可以如图所示集成为一体。

所述无线模块211可替换为光电转换模块(图未示)，此时，所述射频接收线圈组件还包括与信号处理模块输出端连接的光纤(图未示)。

上述两种实施例，所述射频线圈接收组件的工作流程为：

步骤1：所述射频线圈单元接收到射频信号，经过前置放大器将射频信号放大；

步骤2：所述放大后的射频信号经过A/D单元转换成数字信号，接入数字信号处理单元；

步骤3：将从所述数字信号处理单元输出的数字信号通过线缆传输或者无线传输或者光传输至磁共振谱仪中。

在工程应用中，传统的数字信号处理模块的容量是以通道数量最多的线圈设计的，比如具有32个通道的头线圈，则对应地数字信号处理模块的容量也是对应32通道的。这样存在以下几个问题：

当只有1个通道或者2个通道的线圈，也需要使用32通道容量的数字信号处理模块，一是造成浪费，二是数字处理单元设计容量大，会导致发热大、体积大，体积大则进一步可能导致无法安装在只有一个通道或者两个通道的loop线圈中。另一方面，现有技术中也可以为每一款通道数量不同的线圈设计对应容量的数字信号处理模块，但是成本会急剧上升，并且会浪费大量的资源。

本实用新型提供的磁共振射频线圈接收组件，以4个(或者2个、8个)通道(线圈)为一组，设立一个模块，开发针对4路通道容量的数字信号处理单元，若一个线圈是32通道的，那么这个线圈使用8个模块就可以实现。解决了产品实际开发中，针对不同通道数量的线圈需要开发不同容量的数字信号处理单元的问题，也避免全部线圈都使用最大容量数字信号处理单元的问题。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (14)

1.一种磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，包括：

射频线圈，所述射频线圈包括多个用于接收射频信号的线圈单元；

信号传输装置，所述信号传输装置包括用于传输数字信号的传输线、信号处理模块，所述信号处理模块具有输入端、输出端，所述信号处理模块的输入端邻近若干个线圈单元并与所述若干个线圈单元连接，所述传输线的第一端与信号处理模块的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述信号处理模块包括电路板及布置在电路板上的数个A/D单元，每一A/D转换单元与一个线圈单元通过导线电连接。

3.根据权利要求2所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述信号处理模块包括数字信号处理单元，所述数个A/D单元与信号处理单元电连接。

4.根据权利要求3所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述数字信号单元包括FPGA。

5.根据权利要求2所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，还包括数个RF前置放大器，每一前置放大器设置于导线上。

6.根据权利要求2所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，还包括电连接器，连接于传输线的第二端。

7.一种磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，包括：

射频线圈，所述射频线圈包括多个用于接收射频信号的线圈单元及包覆射频线圈的绝缘外壳；

至少一个信号传输装置，所述信号传输装置包括信号处理模块，内置于绝缘外壳中，所述信号处理模块具有输入端、输出端，信号处理模块的输入端与所述若干个线圈单元连接，所述信号处理模块的输出端输出数字信号。

8.根据权利要求7所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述信号处理装置包括电路板及布置在电路板上的A/D转换单元，所述A/D转换单元与线圈单元通过导线电连接。

9.根据权利要求8所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述A/D转换单元为多路配置，每一个A/D转换单元与数个线圈单元电连接。

10.根据权利要求8所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述信号处理装置还包括布置在电路板上的无线模块，与数字处理单元连接。

11.根据权利要求8所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述信号处理装置还包括布置在电路板上的光电转换模块，与A/D转换单元连接。

12.根据权利要求11所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，还包括与信号处理模块输出端连接的光纤。

13.根据权利要求7所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述多个线圈单元构成一个M*N的相控线圈阵列。

14.根据权利要求13所述的磁共振射频接收线圈组件，其特征在于，所述磁共振射频接收线圈组件包括若干个信号处理模块，所述若干个信号处理模块的输出端连接至一个多路复用单元。