[发明专利]磁共振光纤谱仪及其射频接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振技术领域，更具体地，涉及一种射频接收单元以及一种基于光纤通信的磁共振光纤谱仪。 

背景技术

磁共振成像设备的光纤谱仪通常由扫描控制单元和射频接收单元组成，扫描控制单元包含序列时序控制子系统、梯度信号产生子系统和射频信号产生子系统。光纤谱仪的扫描控制单元通过接收控制台计算机的系统信息实施扫描控制，获得成像数据，并且将所获得的成像数据上传至控制台计算机来进行医学图像重构。通常，控制台计算机位于操作间，射频接收单元位于屏蔽间，扫描控制单元位于仪器间。 

在现有技术中，光纤谱仪的射频接收单元与扫描控制单元之间，以及控制台计算机与扫描控制单元通过两类物理传输介质实现数据传输。一类物理传输介质是比如同轴电缆或双绞线的电信号传输介质，一类物理传输介质是比如光纤的光信号传输介质。 

对于射频接收单元与扫描控制单元之间基于同轴电缆传输介质进行的数据传输，射频接收通道的信噪比受到电缆本身的电噪声和周围环境噪声的影响。此外，在多通道射频接收信号传输的应用中，由于需要使用与射频接收通道数目对应的多条同轴电缆，谱仪的制造成本也会大幅提高，同时由于大量射频连接器的引入，降低了系统互联的可靠性。 

对于射频接收单元与扫描控制单元之间基于光纤传输介质进行的数据传输，通常采用下述两种方法实现。一种方法是用单条或多条直接传输多通道射频模拟信号，在这种情况下，由于模拟信号传输的非线性，在电信号恢复过程中要增加非线性校正环节，因而增加了系统复杂度。另一种方法是用单条或多条传输多通道射频数字信号，这种方法在传输前未对信号的带宽进行处理，因而降低了光纤传输通道的带宽利用率，由此提高了传输成本。 

对于控制台与扫描控制单元之间基于双绞线传输介质进行的数据传输，由于材料和周围环境噪声的限制，最大传输速率小于1000M，不能适用于多通道数据高速传输。 

对于控制台与扫描控制单元之间基于光纤传输介质进行的数据传输，传统的做法是采用单条光纤的以太网协议或多条光纤的多通道数据传输。采用以太网协议的光纤传输，由于数据需要进行打包和解包，数据传输的实时性难以实现。采用多条光纤的多通道数据传输，虽然传输的实时性较好，但制造成本较高。 

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种射频接收单元，该射频接收单元能够提高射频接收单元和控制台之间的数字光纤链路的带宽利用率以及提高射频接收单元的接收通道信噪比。 

本发明的另一目的在于提供一种包括上述射频接收单元的磁共振光纤谱仪。 

根据本发明的一个方面，提供了一种磁共振光纤谱仪的射频接收装置，包括：信号调整单元，包括至少两个信号调整子单元，每个信号调整子单元用于对所接收的射频信号进行信号调整；至少两个模数变换器，每个模数变换器的输入端与一个信号调整子单元的输出相连；信号处理单元，包括至少两个数字下变频变换器以及并行处理控制器，每个数字下变频变换器的输入端与一个模数变换器的输出端相连，输出端与并行处理器的一个输入端相连，所述并行处理控制器用于对所述的至少两个数字下变频变换器输出的信号进行并行处理以及将从控制台接收的扫描序列信息传递给所述磁共振光纤谱仪中的扫描控制单元；控制台数据光纤接口，与所述并行处理器的输出端相连并且经由第一数字光纤链路与控制台进行全双工通信，用于将并行处理器输出的信号传递给控制台，以及从控制台接收所述扫描序列信息；扫描控制单元数据光纤接口，与所述并行处理器的输出端相连并且经由第二数字光纤链路与扫描控制单元进行全双工通信，用于将从控制台接收的扫描序列信息传递给扫描控制单元以及从所述扫描控制单元接收射频接收控制指令；以及扫描控制单元时钟接口，用于经由参考时钟光纤链路，从扫描控制单元接收参 考时钟信号，其中，所述并行处理器、每个数字下变频变换器和每个模数变换器由经由所述扫描控制单元时钟接口接收的参考时钟信号进行时钟控制。 

在上述方面的一个或多个示例中，所述数字下变频变换器是基于FPGA的数字下变频变换器。 

在上述方面的一个或多个示例中，所述射频接收装置还可以包括：时钟分配器，用于对从扫描控制单元接收的参考时钟信号进行同步锁相处理，并将经过同步锁相处理后的时钟信号分配给所述并行处理器、每个数字下变频变换器和每个模数变换器。