[发明专利]核磁共振成像谱仪射频发射载波频率相位的控制器和方法

说明书

本发明公开了一种核磁共振成像谱仪射频发射载波频率相位的控制器和方法，涉及磁共振技术领域。将射频信号的载波频率和相位分两次调制，在现场可编程门阵列FPGA内的数字控制振荡器NCO中产生选层所需的偏移频率和用于调制射频信号的相位，在数字模拟转换器DAC内的数字控制振荡器NCO中产生系统中心频率。本发明能够解决传统谱仪射频脉冲信号频率、相位切换速度慢、频率调整范围小、相位精度差的问题。

技术领域

本发明涉及磁共振技术领域，具体涉及一种核磁共振成像谱仪射频发射载波频率相位的控制器和方法。

背景技术

磁共振成像(MRI)技术作为一种能反映多维信息的无损伤的诊断手段，在医学病理诊断和基础科学研究方面得到了广泛的应用。核磁共振谱仪是核磁共振成像系统中的核心部件，其主要作用是实时控制脉冲序列的发射和磁共振信号的接收。

射频脉冲用于激励处于磁场中的磁性核(例如氢)，使之发生共振,产生共振条件为：

ω₀＝γB₀

上式是著名的拉莫尔定理。其中B₀为磁场强度，单位特斯拉(T)，γ为旋磁比，ω₀共振频率，也称为拉莫尔频率。

在MRI系统中，通常通过改变射频脉冲的频率实现成像层面选择。以氢成像为例，在三维直角坐标系中，由于梯度磁场的作用，主磁体内的磁场沿着Z轴线性变化，变化率G_z。

这时沿着Z轴各个层面内的氢核具有不同的共振频率。在任一z点氢核的共振频率为：

ω(z)＝γ(B₀+zG_z)

其中G_z为磁场变化率，z为Z轴坐标，ω(z)为z点共振频率。

利用此公式，射频脉冲便可以实现对成像物体的选择性激励(selectiveexcitation),只有成像层面内的氢核会发生共振，层面外的氢核则不会产生共振信号。

同时，为了提高回波信号信噪比，很多序列需要精确调整每个射频脉冲的载波相位。

传统的核磁共振成像谱仪脉冲信号采用模拟调制，相位误差大。近期出现了数字调制谱仪，但仍存在频率，相位切换速度慢，调整范围小，相位精度不够问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种核磁共振成像谱仪射频发射载波频率相位的控制器和方法，能够解决传统谱仪射频脉冲信号频率、相位切换速度慢、频率调整范围小、相位精度差的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

核磁共振成像谱仪射频发射载波频率相位的控制器，包括

序列控制器，用于生成基础射频脉冲触发信号、第一混频触发信号、第二混频触发信号；

基础波形生成器，用于根据所述基础射频脉冲触发信号生成基础射频脉冲信号；

第一内插器，用于对所述基础射频脉冲信号进行速率变换，以生成第一调制射频脉冲信号；

第一数控振荡器，用于根据所述第一混频触发信号生成第一混频信号；

第一复混频器，用于根据所述第一数控振荡器生成的第一混频信号，对所述第一调制射频脉冲信号进行第一级复数混频，以生成第一混频射频脉冲信号；

第二内插器，用于对所述第一混频射频脉冲信号进行速率变换，以生成第二调制射频脉冲信号；

第二数控振荡器，用于根据所述第二混频触发信号生成第二混频信号；