[发明专利]一种基于全数字化谱仪的磁共振成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用设备，具体涉及一种基于全数字化谱仪的磁共振成像系统。

背景技术

磁共振成像谱仪是磁共振成像系统中的核心设备。其结构直接决定了磁共振成像系统复杂度与成像质量。国内应用较多的是英国MR SOLUTIONS公司的MR6000谱仪(http://www.mrsolutions.co.uk/)，下面对其进行简要描述。

1.谱仪接收系统

该谱仪置于设备间内，其接收采样系统位于谱仪内，一般，随着接收通道的增加，从磁体间引出的同轴电缆数量也会相应增加，由于接收到的NMR信号电压是自由衰减信号(FID)的电压的最大值，由式1给出，可见其与磁场强度强成正比关系。

Vmax=ω×Δv×Mxy×B1I---(1)]]>

所以对于低场(场强小于0.5特斯拉)而言，接收到的信号会非常微弱，约在微伏的数量级。从线圈感应的FID信号需要一级低噪声放大和二级增益放大之后才能通过同轴电缆送至MR6000谱仪接收端。为了满足系统成像信噪比的要求，一级的低噪声放大器必需满足低噪声系数的特性，一般小于1dB，这样其增益一般不会很大，约28dB左右。为了让谱仪端的模数转换器能发挥其特性，二级增益放大至少约30dB。如此以来在低场系统中，增加接收通道不仅需要增加同轴电缆数量，还需要增加同样数量的二级前置放大单元。如此以来系统成本增加的同时，大量的连接电缆及放大单元也会加大接收信号之间的干扰，致使成像系统的成像信噪比下降。

对于高场(场强大于0.5特斯拉)而言，虽然接收的NMR信号比低场系统强度大，但由于随着主场强度的增大，由Larmor公式(2)，接收NMR信号的频率会增大，例如3T场强系统，接收的信号中心频率为127.728MHz，一般，同轴电缆对高频信号的衰减远远大于低频信号，另外同轴电缆的接口处阻抗的不连续会加重这种衰减。所以在增加接收通道的同时，线缆数量的增加，带来的是接收NMR信号的高频衰减，成像系统的成像信噪比下降。

f=γB02π---(2)]]>

B₀：静磁场强度，γ：磁旋比，f：接收NMR信号频率

所以无论于低场系统还是高场系统，传统磁共振成像谱仪，如上例中的MR6000，随着接收通道的增加，系统成本增加的同时成像质量下降。

2.谱仪射频发送系统

传统磁共振谱仪系统如，MR6000谱仪，射频发送和其接收系统一样，也是由谱仪通过同轴电缆连接至射频功率放大器，另外还需要将射频输出开关信号通过同轴电缆连到射频功率放大器上。这种控制方式一则谱仪和射频功放没有完全电气隔离，二则谱仪处于被动地位，也即谱仪不能读到功放的实际工作状态，这对于系统的校准及维护带来很大的复杂度，不能实现对整个磁共振成像系统的远程维护，增加了维护成本。

3.谱仪的梯度发送系统