磁共振无线局部线圈组件、无线局部线圈和传输模块的制作方法

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种磁共振无线局部线圈组件、无线局部线圈和传输模块。

背景技术：

磁共振成像(magneticresonanceimaging，mri)是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即h+)发生振动产生射频信号，经计算机处理而成像。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。比如，可以通过磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到脚部。

在磁共振成像系统中，发射线圈发射射频脉冲以实现磁共振，局部线圈接收磁共振信号，并发送磁共振信号到接收线圈通道选择器(rccs)以及接收机。

目前，局部线圈通常利用无线通信频谱(比如，若干ghz到100ghz)资源，以红外通信、近场通信等无线通信方式传输磁共振信号。无线通信本质为利用电磁信号进行信息交换，而mri系统对于电磁信号较为敏感，因此通过无线通信方式传输磁共振信号可能对磁共振成像系统产生电磁干扰。

技术实现要素：

本发明实施方式提出一种磁共振无线局部线圈组件、磁共振无线局部线圈和传输模块，从而降低电磁干扰。

本发明实施方式的技术方案如下：

一种磁共振无线局部线圈组件，包括线圈本体和传输模块，其中：

所述线圈本体，用于接收磁共振信号，生成承载有所述磁共振信号的可见光，发出所述可见光；

所述传输模块，用于接收所述可见光，从所述可见光中解析出所述磁共振信号，并传输所述磁共振信号。

在一个实施方式中，所述传输模块布置在磁共振成像系统的机架组件的腔体内壁中；

所述传输模块，用于经由布置在所述腔体内壁中的缆线，将所述磁共振信号传输到所述磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

在一个实施方式中，所述传输模块与所述磁共振成像系统的系统插座连接；

所述传输模块，用于经由所述系统插座将所述磁共振信号传输到所述磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

在一个实施方式中，所述传输模块布置在磁共振成像系统的病床上；

所述传输模块，用于经由布置在所述病床上的缆线，将所述磁共振信号传输到所述磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

在一个实施方式中，所述线圈本体包括：

磁共振信号接收模块，用于接收所述磁共振信号；

转换模块，用于将所述磁共振信号转换为光控制命令；

发光模块，用于基于所述光控制命令生成承载有所述磁共振信号的所述可见光，并发出所述可见光。

在一个实施方式中，所述传输模块包括：

光电转换模块，用于接收所述可见光，将所述可见光转换为电信号；

解析单元，用于从所述电信号中解析出所述磁共振信号；

传输接口，用于经由缆线将所述磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

一种磁共振无线局部线圈，包括：

磁共振信号接收模块，用于接收磁共振信号；

转换模块，用于将所述磁共振信号编码为光控制命令；

发光模块，用于基于所述光控制命令生成承载有所述磁共振信号的可见光，并发出所述可见光。

在一个实施方式中，所述磁共振无线局部线圈包括下列中的至少一个：

颈线圈；头线圈；脊柱线圈；表面线圈；头颈联合线圈。

一种传输模块，包括：

光电转换模块，用于接收承载有磁共振信号的可见光，将所述可见光转换为电信号；

解析单元，用于从所述电信号中解析出所述磁共振信号；

传输接口，用于将所述磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

在一个实施方式中，所述传输接口布置在所述磁共振成像系统的机架组件的腔体内壁中，用于经由布置在所述腔体内壁中的缆线，将所述磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机；或

所述传输接口与所述磁共振成像系统的系统插座连接，用于经由所述系统插座将所述磁共振信号传输到所述磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机；或

所述传输接口布置在磁共振成像系统的病床上，用于经由布置在所述病床上的缆线将所述磁共振信号传输到所述磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

从上述技术方案可以看出，本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件包括线圈本体和传输模块，其中：线圈本体，用于接收磁共振信号，生成承载有磁共振信号的可见光，发出可见光；传输模块，用于接收可见光，从可见光中解析出磁共振信号，并传输磁共振信号。可见，本发明实施方式通过可见光通信方式传输磁共振信号，可以克服电磁干扰问题，还可以降低成本和降低操作复杂度。而且，线圈本体不再外接线缆，病人身上也不会因此被线缆缠绕，从而还提高了病人的安全性与舒适性，并改善了病人的用户体验。

另外，传输模块可以布置在腔体内壁中，可以有效防止承载有磁共振信号的可见光被异物遮挡，还可以有效防止承载有磁共振信号的可见光被其它光源所干扰。

而且，还可以将传输模块与系统插座连接，传输模块可以利用与系统插座配套的已有缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。由于直接利用了系统插座的已有缆线，可以减少系统布线并降低实现难度，显著节约成本，并为现有产品提供兼容方案。

不仅于此，还可以将传输模块布置在病床上。病床处于磁共振成像系统较为明显的位置，使用者可以轻易发现是否有遮挡可见光的异物，并当出现异物时及时移开异物。

附图说明

图1为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件的结构图。

图2为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈的结构图。

图3为根据本发明实施方式的传输模块的结构图。

图4为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件在磁共振成像系统中的第一示范性布置图。

图5为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件在磁共振成像系统中的第二示范性布置图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

在本发明实施方式中，局部线圈并不通过无线通信频谱资源传输磁共振信号，而是通过可见光通信方式传输磁共振信号。由于可见光通信不存在电磁干扰，本发明实施方式可以克服磁共振信号传输过程中对磁共振成像系统的电磁干扰问题，还可以降低成本和降低操作复杂度，并提高病人舒适度。

图1为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件的结构图。

如图1所示，磁共振无线局部线圈组件包括：

线圈本体11，用于接收磁共振信号，生成承载有磁共振信号的可见光，发出可见光；

传输模块12，用于接收可见光，从可见光中解析出磁共振信号，并传输磁共振信号。

通常，线圈本体11围绕病人，并且包含有用于接收病人磁共振信号的天线。比如，线圈本体11可以实施为颈线圈；头线圈；脊柱线圈；表面线圈；头颈联合线圈；等等。线圈本体11通过天线接收到病人的磁共振信号后，通过可见光通信方式将承载有磁共振信号的可见光发送到传输模块12；传输模块12从可见光中解析出磁共振信号，并向接收线圈通道选择器或接收机传输磁共振信号。

可见，线圈本体11与传输模块12之间无需线缆连接，线圈本体11通过可见光通信方式可以向传输模块12传递磁共振信号。因此，线圈本体11不再需要专门用于传输磁共振信号的线缆接口，从而降低了线圈本体11的重量和成本。而且，位于病人周边的线圈本体11不再外接线缆，病人身上也不会因此被线缆缠绕，从而还提高了病人的安全性与舒适性，并改善了病人的用户体验。

另外，在本发明实施方式中，线圈本体11以处于可见光波段(比如，400thz～800thz)的可见光作为承载磁共振信号的信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质即可在空气中直接传输光信号，操作简便。而且，可见光通信过程传输速度可达到10波特率(gbit/s)，还不会产生电磁辐射，尤其适用于对于电磁信号较为敏感的mri系统。

传输模块12优选与病人保持距离，以避免在病人身上布置线缆。传输模块12从线圈本体11接收到可见光后，从可见光中解析出磁共振信号，后续可以通过有线或无线方式传输磁共振信号。

在一个实施方式中，传输模块11布置在磁共振成像系统的机架组件的腔体内壁中。此时，传输模块12经由布置在腔体内壁中的缆线，将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

可见，由于机架组件的腔体内通常为幽闭空间，通过将传输模块12布置到机架组件的腔体内壁中，可以有效防止承载有磁共振信号的可见光被异物遮挡，还可以有效防止承载有磁共振信号的可见光被其它光源所干扰。

在一个实施方式中，传输模块12与磁共振成像系统的系统插座(socket)连接。此时，传输模块12经由系统插座中的已有缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。其中，系统插座通常布置在病床末端，比如位于病床头部和病床尾部。

可见，通过将传输模块12与磁共振成像系统的系统插座连接，传输模块12可以利用与系统插座配套的已有缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。而且，由于直接利用了系统插座的已有缆线，可以减少系统布线并降低实现难度，显著节约成本，并为现有产品提供兼容方案。

在一个实施方式中，传输模块12布置在磁共振成像系统的病床上。此时，需要在病床上新布置缆线。传输模块12经由布置在病床上的缆线，将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

可见，通过将传输模块12布置在磁共振成像系统的病床上，传输模块可以利用布置在病床上的缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。由于病床处于较为明显的位置，使用者可以轻易发现是否有遮挡可见光的异物，并当出现异物时及时移开异物。

在一个实施方式中，线圈本体11包括：

磁共振信号接收模块，用于接收磁共振信号；

转换模块，用于将磁共振信号转换为光控制命令；

发光模块，用于基于光控制命令生成承载有磁共振信号的可见光，并发出可见光。

在一个实施方式中，磁共振信号接收模块可以实施为用于接收磁共振信号的天线；转换模块可以包含前置放大器、变频器、模拟/数字转换单元和逻辑控制单元；发光模块可以实施为发光二极管或发光二极管阵列。

具体地，天线从病人接收磁共振信号；前置放大器对天线接收到的磁共振信号执行前置放大处理；变频器对执行前置放大处理后的磁共振信号执行下变频处理(比如从射频降低到中频)；模拟/数字转换单元将下变频处理后的磁共振信号转换为数字格式；逻辑控制单元，用于基于转换为数字格式的磁共振信号生成光控制命令。比如，逻辑控制单元可以将磁共振信号转换为用于改变发光二极管闪烁频率的光控制命令。举例，发光二极管或发光二极管阵列处于开状态表示二进制1，发光二极管或发光二极管阵列处于关状态表示二进制0。可选地，还可以发光二极管或发光二极管阵列处于开状态表示二进制0，发光二极管或发光二极管阵列处于关状态表示二进制1。然后，发光二极管或发光二极管阵列基于光控制命令闪烁发光，并由此表示磁共振信号。

在一个实施方式中，传输模块12包括：

光电转换模块，用于接收可见光，将可见光转换为电信号；

解析单元，用于从电信号中解析出磁共振信号；

传输接口，用于经由缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

光电转换模块可以实施为光电二极管。光电二极管作为光电传感器，光的变化引起光电二极管中电流变化。因此，光电二极管可以将接收到的可见光转换成电信号。解析单元基于发光二极管的开状态和关状态与二进制数的预定对应关系，从电信号中解析出以二进制表示的磁共振信号。优选的，解析单元包含低噪声放大器、滤波器和阈值开关电路。低噪声放大器用于放大光电二极管转换出的电信号；滤波器用于对低噪声放大器放大的电信号执行滤波处理；阈值开关电路用于将滤波处理后的周期信号转换为矩形脉冲信号，此矩形脉冲信号即为解析出的磁共振信号。传输接口再经由缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

基于上述分析，本发明实施方式还提出了一种磁共振无线局部线圈。

图2为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈的结构图。该磁共振无线局部线圈相当于图1中的线圈本体11。与图1中的线圈本体11的区别在于，图2中的磁共振无线局部线圈作为独立的元件，并不属于组件的一部分。

在图2中，磁共振无线局部线圈包括：

磁共振信号接收模块111，用于接收磁共振信号；

转换模块112，用于将磁共振信号转换为光控制命令；

发光模块113，用于基于光控制命令生成承载有磁共振信号的可见光，并发出可见光。

优选的，发光模块113可以实施为li-fi模块，比如为li-fi芯片或li-fi专用集成电路板。

具体的，磁共振信号接收模块111可以实施为用于接收磁共振信号的天线；转换模块112可以包含前置放大器、变频器、模拟/数字转换单元和逻辑控制单元；发光模块113可以实施为发光二极管或发光二极管阵列。其中：天线从病人接收磁共振信号；前置放大器对天线接收到的磁共振信号执行前置放大处理；变频器对执行前置放大处理后的磁共振信号执行下变频处理(比如从射频降低到中频)；模拟/数字转换单元将下变频处理后的磁共振信号转换为数字格式；逻辑控制单元，用于基于转换为数字格式的磁共振信号生成光控制命令。比如，逻辑控制单元可以将磁共振信号转换为用于改变发光二极管闪烁频率的光控制命令。举例，发光二极管或发光二极管阵列处于开状态表示二进制1，发光二极管或发光二极管阵列处于关状态表示二进制0。可选地，还可以发光二极管或发光二极管阵列处于开状态表示二进制0，发光二极管或发光二极管阵列处于关状态表示二进制1。然后，发光二极管或发光二极管阵列基于光控制命令闪烁发光，并由此表示磁共振信号。

以上示范性描述了磁共振信号接收模块111、转换模块112和发光模块113的具体实施方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

在一个实施方式中，磁共振无线局部线圈包括下列中的至少一个：

头线圈；颈线圈；脊柱线圈，表面线圈；头颈联合线圈，等等。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种传输模块。

图3为根据本发明实施方式的传输模块的结构图。该传输模块相当于图1中的传输模块12。与图1中的传输模块12的区别在于，图3中的传输模块作为独立的元件，并不属于组件的一部分。

如图3所示，传输模块包括：

光电转换模块121，用于接收承载有磁共振信号的可见光，将可见光转换为电信号；

解析单元122，用于从电信号中解析出磁共振信号；

传输接口123，用于将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

在一个实施方式中，传输接口123布置在磁共振成像系统的机架组件的腔体内壁中，用于经由布置在腔体内壁中的缆线，将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

具体的，光电转换模块121可以实施为光电二极管。光电二极管121作为光电传感器，光的变化引起光电二极管中电流变化。光电二极管121可以将接收到的可见光转换成电信号。解析单元122基于发光二极管的开状态和关状态与二进制数的预定对应关系，从电信号中解析出以二进制表示的磁共振信号。优选的，解析单元122包含低噪声放大器、滤波器和阈值开关电路。低噪声放大器用于放大光电二极管转换出的电信号；滤波器用于对低噪声放大器放大的电信号执行滤波处理；阈值开关电路用于将滤波处理后的周期信号转换为矩形脉冲信号，此矩形脉冲信号即为解析出的磁共振信号。传输接口123再经由缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

以上示范性描述了光电转换模块121、解析单元122和传输接口123的具体实施方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

在一个实施方式中，传输接口123与磁共振成像系统的系统插座连接，用于经由系统插座将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机；或

在一个实施方式中，传输接口123布置在磁共振成像系统的病床上，用于经由布置在病床上的缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。

以上示范性描述了传输接口123的典型布置位置，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于对本发明实施方式的保护范围进行限定。

图4为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件在磁共振成像系统中的第一示范性布置图。

在图4中，磁共振成像系统，包括：

病床1，该病床可移动地进出机架组件的腔体2，其中腔体2中形成主磁场和梯度磁场；病床1可以位于起支撑作用的支撑架上面，而且支撑架通常是固定的；

布置在病床1上的头线圈10；

布置在机架组件的腔体2的内壁中的传输模块50；

集成有接收线圈通道选择器以及接收机的控制机20；

与控制机20连接的图像重建装置30。

在磁共振成像系统的工作过程中，头线圈10中的一或多个射频信号接收单元接收磁共振信号，生成承载有磁共振信号的可见光，并发出可见光。布置在腔体2的内壁中的传输模块50接收可见光，从可见光中解析出磁共振信号，并经由布置在腔体内壁中的缆线，将磁共振信号传输到磁共振信号到控制机20。磁共振信号在控制机20中被数字化。图像重建装置30利用数字化后的数字信号重现图像。

图5为根据本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件在磁共振成像系统中的第二示范性布置图。

在图5中，磁共振成像系统，包括：

病床1，该病床可移动地进出腔体2，其中腔体2中形成主磁场和梯度磁场；病床1可以位于起支撑作用的支撑架上面，而且支撑架通常是固定的；

布置在病床1上的头线圈10；

布置在病床1的尾部的传输模块50；

集成有接收线圈通道选择器以及接收机的控制机20；

与控制机20连接的图像重建装置30。

在病床1尾部还布置有与控制机20连接的缆线。在磁共振成像系统的工作过程中，头线圈10中的一或多个射频信号接收单元接收磁共振信号，生成承载有磁共振信号的可见光，并发出可见光。布置在病床1的尾部的传输模块50接收可见光，从可见光中解析出磁共振信号，并经由布置在病床1上的缆线，将磁共振信号传输到磁共振信号到控制机20。磁共振信号在控制机20中被数字化。图像重建装置30利用数字化后的数字信号重现图像。

在图5中，还可以不将传输模块50布置在病床1的尾部，而是将传输模块50布置在病床1的头部。此时需要在病床1的头部附近布置与控制机20连接的缆线，以将传输模块50通过可见光方式从头线圈10获取的磁共振信号传输到控制机20。

在图5中，还可以将传输模块50直接与病床上的系统插座连接，此时无需再额外布置缆线，可以经由系统插座中的缆线将传输模块50通过可见光方式从头线圈10获取的磁共振信号传输到控制机20。

综上所述，本发明实施方式的磁共振无线局部线圈组件包括线圈本体和传输模块，其中：线圈本体，用于接收磁共振信号，生成承载有磁共振信号的可见光，发出可见光；传输模块，用于接收可见光，从可见光中解析出磁共振信号，并传输磁共振信号。可见，本发明实施方式通过可见光通信方式传输磁共振信号，可以克服电磁干扰问题，还可以降低成本和降低操作复杂度。而且，线圈本体不再外接线缆，病人身上也不会因此被线缆缠绕，从而还提高了病人的安全性与舒适性，并改善了病人的用户体验。

另外，传输模块可以布置在腔体内壁中，可以有效防止承载有磁共振信号的可见光被异物遮挡，还可以有效防止承载有磁共振信号的可见光被其它光源所干扰。

而且，还可以将传输模块与系统插座连接，传输模块可以利用与系统插座配套的已有缆线将磁共振信号传输到磁共振成像系统的接收线圈通道选择器或接收机。由于直接利用了系统插座的已有缆线，可以减少系统布线并降低实现难度，显著节约成本，并为现有产品提供兼容方案。

不仅于此，还可以将传输模块布置在病床上。病床处于磁共振成像系统较为明显的位置，使用者可以轻易发现是否有遮挡可见光的异物，并当出现异物时及时移开异物。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。