[发明专利]具有本地自由运行时钟的直接数字接收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接数字接收器、一种包括RF线圈和直接数字接收器的磁共振成像设备、一种提供RF线圈的RF信号的方法以及一种计算机程序产品。

目前，利用磁场与核自旋之间的交互作用以形成二维或三维图像的MR成像方法被广泛使用，尤其是在医学诊断领域，因为对于软组织的成像而言，它们在许多方面优于其他成像方法、不需要致电离辐射并且通常是非侵入式的。

根据一般的MR方法，将待检查患者的身体布置在强的均匀磁场中，磁场的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴（通常为z轴）。所述磁场针对依赖于该磁场强度的个体核自旋产生不同的能级，所述核自旋能够通过施加具有限定频率（所谓的拉莫频率或MR频率）的电磁交变场（RF场）来激励（自旋共振）。从宏观的角度看，个体核自旋的分布产生了总体磁化，通过在磁场垂直于z轴（也被称为纵轴）延伸的同时施加适当频率的电磁脉冲（RF脉冲），能够使所述磁化偏离平衡态，使得磁化执行绕z轴的进动运动。进动运动描绘了锥形表面，其孔角被称为翻转角。翻转角的大小取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋从z轴偏离到横向平面（翻转角90°）。

在终止RF脉冲之后，磁化驰豫返回最初的平衡状态，其中，以第一时间常数T1（自旋晶格或纵向驰豫时间）再次构建在z方向上的磁化，并以第二时间常数T2（自旋-自旋横向驰豫时间）构建在垂直于z方向的方向上磁化驰豫。能够借助接收RF线圈来检测磁化的变化，所述接收RF线圈以某种方式被布置并定向在MR装置的检查体积之内，从而在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随着核自旋（由局部磁场不均一性感生的）从具有相同相位的有序状态到所有相位角均匀分布（退相）的状态的转变。能够借助重聚焦脉冲（例如180°脉冲）来补偿退相。这在接收线圈中产生了回波信号（自旋回波）。

为了在身体中实现空间分辨率，使沿三个主轴延伸的线性磁场梯度叠加到均匀磁场上，得到自旋共振频率的线性空间依赖关系。在接收线圈中所拾取的信号则包含可能与身体中的不同位置相关联的不同频率分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域并且被称作k空间数据。所述k空间数据通常包括利用不同相位编码采集的多条线。通过收集若干样本使每条线数字化。借助傅里叶变换将k空间数据集转换成MR图像。

为了处理在接收线圈中所拾取的信号以供之后经由MR图像进行可视化，所述信号通常需要被放大、滤波和数字化。通常，包括模拟到数字转换器（ADC）的直接数字接收器（DDR）用于将模拟MR（磁共振）信号转换成数字基带信号，所述模拟到数字转换器（ADC）对MR信号直接采样，而无需使用中间频率和后续数字下变频转换器。由RF线圈组件之内的数字RF（射频）信号传输代替所有模拟RF信号传输减小了MR信号接收所要求的模拟RF部件的物理扩展部。这使得能够简化RF线圈设计并提供了使线圈组件部件标准化的机会。

背景技术

WO 2008/075268Al公开了一种用于尤其是磁共振成像系统的RF线圈的直接数字接收器。为了达到该目的，可以独立于后续数字下变频转换器工作所处的数字操作频率来选择数字接收器的模拟到数字转换器的采样频率，引入了重采样单元，其耦合在所述模拟到数字转换器与所述数字下变频转换器之间。

然而，重采样DDR仍然要求ADC采样频率保持在与系统时钟锁定的频率中，所述系统时钟用于控制系统的时间临界数字功能。

ADC时钟的频率锁定有两个缺点：第一，它要求将系统时钟分配到ADC。这一限制是将ADC和相关联的时钟限定到存在系统时钟的位置。第二，从恢复的系统时钟导出ADC采样频率固有地将系统时钟上存在的噪声引入到的ADC时钟中。系统时钟的保真度难以维持，因为其通常横贯各种不同的数字电子组件。

发明内容

从上文中应当容易地认识到，需要一种经改进的直接数字接收器。因此，本发明的目的是提供一种具有减小的部件复杂度的直接数字接收器。