用于生成数字磁共振信息信号的射频天线设备的制造方法_2

文档序号:9401792阅读:来源:国知局
数字输出信号由所述RF天线设备提供为所述数字MR信息信号,所述数字模拟转换器单元接收所述量化器单元的所述数字输出信号并将所述数字输出信号转换成模拟反馈信号,并且所述加法器被提供在所述环路带通滤波器的输入路径处以将所述模拟MR信息信号和所述模拟反馈信号组合为所述输入信号。所述sigma-delta模拟数字转换器的该实施方式允许高效的环路带通滤波和高效的模拟数字转换。在连续时间sigma-deIta模拟数字转换的情况下,所述环路带通滤波器还用作固有的反混叠滤波器,其放松在所述sigma-delta模拟数字转换器前面的滤波器的滤波器要求,或者甚至消除前面的滤波器的需求。所述模拟反馈信号是负的,使得所述加法器从所述模拟MR信息信号减去所述模拟反馈信号的绝对值。
[0016]根据优选实施例,所述量化器单元和所述数字模拟转换器单元被提供为N位转换器单元,其中,N是多I的整数。这意味着整数M大于或等于I。对多位转换器的使用使得能够实现在动态范围和线性方面的高性能。
[0017]根据优选实施例,所述量化器单元和所述数字模拟转换器单元被提供为I位转换器单元。对I位转换器单元的使用简化了所需的信号处理和硬件实施方式。I位转换器是非常有成本效益的。
[0018]根据优选实施例,所述环路带通滤波器是可调谐滤波器,所述可调谐滤波器能被调节到所述模拟MR信息信号的调制频率。因此,所述ADC能够容易地适于在其中必须处理具有不同的中心频率的调制信号的不同种类的MR测量中使用。优选地,通过修改滤波器系数来调谐滤波器,这能够容易地进行。通过调谐滤波器,能够修改带通滤波器的中心频率。这使得能够修改RF带通子采样sigma-delta模拟数字转换器到调制信号的不同的RF载波频率。该技术方案是灵活的且高效的,因为其在RF带通子采样sigma-delta模拟数字转换器中集成了滤波器调谐功能。
[0019]根据优选实施例,所述至少一个ADC被提供具有小于所述模拟MR信息信号的载波信号的尼奎斯特频率的两倍的采样频率。因此,所述采样频率小于所述载波信号的最高频率的两倍。使用该采样频率,在ADC内部对载波信号进行子采样。由于子采样,在ADC的数字化输出中,在低中心频率混叠调制信号。以这种方式,同时发生模拟数字转换和频率下降转换。在低采样频率进行连续的数字信号处理,这容易实施。通过选择子采样因子Kssf,能够调整混叠的调制信号的频率位置。因此,能够执行对关于完整的MRI前端(即,数据采集块)的操作需要的模式的可能子采样因子的选择。
[0020]根据优选实施例,所述至少一个ADC被提供具有比所述模拟MR信息信号的调制信号的尼奎斯特频率高至少两倍的采样频率。因此,所述采样频率足够高以使得能够根据尼奎斯特频率对调制信号进行可靠采样。能够选择较高的采样频率以使得能够进行较高程度的过采样。所述调制信号的频率越低,能够选择越低的采样频率。因此,能够以低计算努力来执行模拟数字转换以及进一步的数字信号处理。
[0021]根据优选实施例,所述至少一个ADC被提供为单个集成电路。实施为单个芯片提供了空间优点,因为其对于ADC仅需要小的面积和/或空间。这允许将ADC定位为靠近RF线圈元件。此外,该实施方式带来了减少RF布线的益处。因此,RF天线设备和对应MR成像系统对于区域和/或空间的整体要求相当低。优选地,利用在设计中使用的采样频率的固定选择来优化对ADC的信号处理。进一步优选地,所述单个芯片是专用集成电路(ASIC)。更优选地,所述单个集成电路还包括用于处理MR信息信号的元件。
[0022]根据优选实施例,所述单个集成电路包括数字抽取滤波器。所述数字抽取滤波器指的是所述MR信息信号的数字处理步骤。通常,所述抽取滤波器指的是数字处理块。进一步的集成改进了整个MR信号处理的效率。特别地,其实现对高集成的且高效的RF天线设备的提供并且仅需要小的区域和/或空间。
[0023]根据优选实施例,所述RF天线设备包括至少一个模拟输入滤波器,所述至少一个模拟输入滤波器被提供在所述至少一个模拟数字转换器与所述至少一个连接端口之间。所述输入滤波器允许所述模拟MR信息信号在其在ADC中的处理之前进行信号处理。利用额外的输入滤波器,能够降低RF带通子采样sigma-delta模拟数字转换器的环路滤波器的要求,使得能够改进或更容易地实现环路带通滤波器和完整的sigma-delta ADC的稳定性。另夕卜,能够促进环路带通滤波器的设计。优选地,所述模拟输入滤波器是带通滤波器。
[0024]根据优选实施例,所述RF天线设备包括至少一个低噪放大器,所述至少一个低噪放大器被提供在所述至少一个模拟数字转换器与所述至少一个连接端口之间。所述低噪放大器(LNA)提供具有放大幅度的模拟MR信息信号以用于进一步处理并确保在输入端处的适当阻抗。
[0025]在本发明的另一方面中,所述目的通过一种磁共振(MR)成像系统来实现,所述磁共振(MR)成像系统包括:主磁体,其用于生成静磁场;磁梯度线圈系统,其用于生成叠加到所述静磁场的梯度磁场;检查空间,其被提供用于将感兴趣对象定位在所述检查空间内;至少一个如上所述的射频(RF)天线设备,其用于提供来自所述检查空间的磁共振信息;以及数字信号处理单元,其用于处理由所述至少一个RF天线设备提供的数字MR信息信号。
[0026]因此,所述RF天线设备已经提供了所述数字MR信息信号,其能够容易地被发送到所述数字信号处理单元能够被定位到其中的任何适当的位置。所述数字信号处理单元可以集成地包括处理块和重建块。所述处理块可以包括数字抽取滤波器,所述数字抽取滤波器指的是所述MR信息信号在过采样的ADC(例如,sigma-deltaADC)已经用于进行数字化时MR信息信号的数字处理步骤。
[0027]根据优选实施例,所述MR成像系统包括:用于控制所述RF天线设备的所述至少一个模拟数字转换器(ADC)的控制单元。所述控制单元优选是用于控制对所述MR成像设备的整体操作的控制单元,使得不必需为了控制ADC的目的而提供额外的控制单元。所述控制单元优选地设定ADC的操作参数,包括采样频率、带通频率以及其他滤波参数。所述控制单元优选地被提供在所述MR成像系统的技术室中。
[0028]在本发明的另一方面中,所述目的通过一种用于提供来自磁共振(MR)成像系统的检查空间的磁共振信息的方法来实现,所述方法包括以下步骤:提供具有至少一个射频(RF)线圈的RF天线设备,所述至少一个RF线圈具有至少一个连接端口 ;在所述RF天线设备内的所述至少一个RF线圈的所述至少一个连接端口处接收模拟MR信息信号;在所述RF天线设备中执行所述模拟MR信息信号到数字MR信息信号的模拟数字转换,其中,执行模拟数字转换的步骤包括执行带通子采样sigma-delta模拟数字转换;并且从所述RF天线设备经由通信链路发送数字MR信息信号。
[0029]根据优选实施例,所述方法包括以下额外的步骤:在数字信号处理单元中接收来自所述RF天线设备的所述数字MR信息信号,所述数字信号处理单元被提供为远离所述RF天线设备;并且在所述数字信号处理单元中处理所述数字MR信息信号。因此,MR信息从RF天线设备被发送到数字域中的数字信号处理单元,这能够以高健壮性和低成本来实现,尤其在存在磁场和/或RF场的情况下。所述信号处理单元包括处理块和重建块,所述处理块和所述重建块能够单独地或一起被提供。优选地,所述处理块和所述重建块共同被提供在MR成像系统的技术室中。备选地,所述处理块和所述重建块共同被提供在检查室中,RF天线设备也被定位在检查室中。RF天线设备还优选地与所述处理块和所述重建块分离。在备选实施例中,所述处理块被定位在检查室中,而所述重建块被定位在技术室中。上述处理块包括数字抽取滤波器,所述数字抽取滤波器指的是以带通子采样SDMADC编码的MR信息信号的数字处理步骤。
[0030]在本发明的再一方面中,所述目的通过一种用于使磁共振(MR)成像系统升级的软件包来实现,其中,所述软件包包含用于根据上述方法来控制MR成像系统的指令。特别地,所述软件包的指令运行在MR成像系统的控制单元中。
【附图说明】
[0031]本发明的这些和其他方面将参考下文描述的实施例变得显而易见并将参考下文描述的实施例得到阐述。然而,这样的实施例不一定表示本发明的全部范围,并且因此引用权利要求并且在本文中用于解释本发明的范围。
[0032]在附图中:
[0033]图1是当前在现有技术中已知的MR成像系统中使用的用于信号处理的功能块的划分的示意图;
[0034]图2是根据图1的采集块、数字化块和中间块的示意图;
[0035]图3是根据本发明的磁共振(MR)成像系统的实施例的一部分的示意图;
[0036]图4是根据本发明的RF天线设备的示意图;
[0037]图5是根据本发明的包括子采样带通SDM
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