專利名稱：用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器及其信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器及其信號處理方法。
技術(shù)背景
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是醫(yī)學(xué)影像中的一種高新技 術(shù)，它是利用磁場和射頻脈沖使生物體內(nèi)的氫核共振產(chǎn)生信號，經(jīng)計算機(jī)處理而成像的。自 20世紀(jì)70年代問世以來，MRI技術(shù)飛速發(fā)展，由于其具有分辨率高、成像參數(shù)多、可任意層 面斷層成像、無電離輻射等特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為影像學(xué)檢查中最先進(jìn)的工具之一，廣泛應(yīng)用 于臨床對人體各系統(tǒng)的檢查。2003年，發(fā)明了磁共振成像技術(shù)的保羅· C ·勞特伯(Paul C. Lauterbur)和皮特·曼斯菲爾德(Peter Mansfield)獲得了諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。
磁共振射頻接收系統(tǒng)的作用是接收并處理成像物體產(chǎn)生的磁共振信號，它主要包 括射頻接收線圈、前置功率放大器和射頻接收器三部分。當(dāng)MRI系統(tǒng)的射頻激勵結(jié)束后，磁 化強(qiáng)度矢量會恢復(fù)其平衡狀態(tài)，從而在射頻接收線圈中出現(xiàn)磁共振信號，該信號經(jīng)前置功 放進(jìn)行放大后，交給射頻接收器進(jìn)行采集、解調(diào)、濾波和抽取等處理，最終獲得成像所需的K 空間數(shù)據(jù)。
射頻接收系統(tǒng)中除前置功放和接收線圈以外的部分稱為射頻接收器，它是磁共振 譜儀中的一個模塊。傳統(tǒng)的模擬射頻接收器采用模擬硬件電路進(jìn)行設(shè)計，在進(jìn)行模擬解調(diào) 時，兩個通道間增益的不平衡或者相位誤差，會造成解調(diào)相位偽影；混頻器、放大器及濾波 器的誤差也容易造成圖像偽影；此外，模擬器件的非線性漂移也會對成像質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能避免繁瑣的 硬件設(shè)計、誤差小、成像質(zhì)量高的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器。
本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種上述第一個技術(shù)問題所設(shè)計的數(shù) 字射頻接收器的信號處理方法。
本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該用于磁共振成像系統(tǒng)的 數(shù)字射頻接收器，其特征在于包括
A/D數(shù)據(jù)采集板卡，用于對經(jīng)過磁共振成像系統(tǒng)中接收線圈和前置功放傳遞過來 的模擬磁共振信號進(jìn)行采集及A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得原始數(shù)字磁共振信號；
第一數(shù)字正交調(diào)解模塊，將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的原始數(shù)字磁共振信號與正弦 載波信號sin (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振 信號從正弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號虛部的第一路數(shù)字信 號；
第二數(shù)字正交調(diào)解模塊，將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號與余弦載波 信號COS (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號從余弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號；
上述正弦載波信號及余弦載波信號中，L為磁共振的中心頻率，并且L = (1/2 π ) ω0, Coci為磁共振的角頻率，單位是rad/S，并且Oci= Y (Bc^Z1GZ)，其中γ為原子核的 旋磁比，B0為主磁場強(qiáng)度，Z1為成像層面位置，Gz為選層梯度；η為自然數(shù)；τ為A/D數(shù) 據(jù)采集板卡的采樣間隔；θ ^為正弦載波信號和余弦載波信號的初始相位，并且Qtl = θ rf+2 π f0 ·(、-、)，其中θ rf為射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻脈沖信號的初始相位，射頻脈沖用 于對磁場中的成像物體進(jìn)行激勵，其發(fā)射的起始時間為^，經(jīng)過一段對成像物體空間編碼 的時間后，再對物體產(chǎn)生的磁共振信號進(jìn)行采集，開始采集的時間為t2 ；
第一 m級小波分解模塊，將第一數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包含成像物體磁共振信 號虛部的第一路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同時去除高頻噪聲，保留 有效的低頻信號；m是大于等于2的自然數(shù)，該第一 m級小波分解模塊的抽取倍數(shù)為2m ；
第二 m級小波分解模塊，將第二數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包含成像物體磁共振信 號實(shí)部的第二路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同時去除高頻噪聲，保留 有效的低頻信號；m是大于等于2的自然數(shù)，該第二 m級小波分解模塊的抽取倍數(shù)為2m ；
第一 HR濾波器，將第一 m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波和抽取，獲得成像 物體磁共振信號的虛部；
第二 HR濾波器，將第二 m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波和抽取，獲得成像 物體磁共振信號的實(shí)部；
K空間數(shù)據(jù)構(gòu)造模塊，利用成像物體磁共振信號的實(shí)部和虛部分量構(gòu)造K空間數(shù) 據(jù)S(n) = I(n)+jQ(n)，其中I(n)為成像物體磁共振信號的實(shí)部，Q(η)為成像物體磁共振 信號的虛部。
所述A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采樣頻率大于等于2. ，其中&為磁共振的中心頻率。
所述第一 m級小波分解模塊和/或第二 m級小波分解模塊采用雙正交小波基 bior6. 8構(gòu)造分解濾波器。
所述第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器使用基于Remez變換算法的等紋波設(shè) 計法實(shí)現(xiàn)線性相位的HR濾波器。
所述第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器的濾波參數(shù)和抽取倍數(shù)根據(jù)輸出信號 的通帶/阻帶頻率、通帶/阻帶波紋、采樣頻率等要求來選取。
本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該用于磁共振成像系統(tǒng)的 數(shù)字射頻接收器的信號處理方法，其特征在于包括以下步驟
第一步、所述A/D數(shù)據(jù)采集板卡首先對經(jīng)過磁共振成像系統(tǒng)中接收線圈和前置功 放傳遞過來的模擬磁共振信號進(jìn)行采集及A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得原始數(shù)字磁共振信號；
第二步、所述第一數(shù)字正交調(diào)解模塊將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號 與正弦載波信號sin (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字 磁共振信號從高頻載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號虛部的第一路 數(shù)字信號；第二數(shù)字正交調(diào)解模塊將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號與余弦載波 信號cos (2 π f 0η τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號 從正弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號； 上述正弦載波信號及余弦載波信號中，fo為磁共振的中心頻率，并且fo= (1/2π)ω0, ω0為磁共振的角頻率，單位是rad/s，并且COtl= Y (BfZ1(^z),其中、為原子核的旋磁比，~為 主磁場強(qiáng)度，Z1為成像層面位置，Gz為選層梯度；η為自然數(shù)；τ為A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采 樣間隔；θ。為正弦載波信號和余弦載波信號的初始相位，并且％ = θ rf+2 π f0 ·(、-、)， 其中θ rf為射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻脈沖信號的初始相位，射頻脈沖用于對磁場中的成像物 體進(jìn)行激勵，其發(fā)射的起始時間為A，經(jīng)過一段對成像物體空間編碼的時間后，再對物體產(chǎn) 生的磁共振信號進(jìn)行采集，開始采集的時間為t2 ；
第三步、所述第一 m級小波分解模塊將第一數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包含成像物 體磁共振信號虛部的第一路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同時去除高 頻噪聲，保留有效的低頻信號；所述第二 m級小波分解模塊將第二數(shù)字正交調(diào)解模塊得到 的包含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣 率，同時去除高頻噪聲，保留有效的低頻信號；其中m是大于等于2的自然數(shù)，該第一、第二 m級小波分解模塊的抽取倍數(shù)均為2m ；
第四步、第一 HR濾波器將第一 m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波和抽取，獲 得成像物體磁共振信號的虛部；第二 HR濾波器，將第二m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行 濾波和抽取，獲得成像物體磁共振信號的實(shí)部；
第五步、所述K空間數(shù)據(jù)構(gòu)造模塊利用成像物體磁共振信號的實(shí)部和虛部分量構(gòu) 造K空間數(shù)據(jù)S(n) = I(n)+jQ(n)，其中I(n)為成像物體磁共振信號的實(shí)部，Q(η)為成像 物體磁共振信號的虛部。
同樣的，上述A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采樣頻率大于等于2. ，其中&為磁共振的中心頻率。
上述第一 m級小波分解模塊和/或第二 m級小波分解模塊采用雙正交小波基 bior6. 8構(gòu)造分解濾波器。
上述第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器使用基于Remez變換算法的等紋波設(shè) 計法實(shí)現(xiàn)線性相位的HR濾波器。
上述第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器的濾波參數(shù)和抽取倍數(shù)根據(jù)輸出信號 的通帶/阻帶頻率、通帶/阻帶波紋、采樣頻率等要求來選取。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于避免了繁瑣的模擬電路設(shè)計，數(shù)字正交解調(diào) 方法也可以有效的減少雙通道信號的不平衡及頻譜失真，同時數(shù)字信號的濾波和抽取方法 也易于設(shè)計，另外，本方法受硬件誤差影響小，可移植性強(qiáng)，可與不同的A/D采集板卡配合 使用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中磁共振射頻接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中第一 m級小波分解模塊和第二 m級小波分解模塊的濾波抽 取結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器及其信號處理方法，該數(shù)字射頻接收器包括A/D數(shù)據(jù)采集板卡、第一數(shù)字正交調(diào)解模塊、第二數(shù)字正交調(diào)解模塊、 第一 m級小波分解模塊、第二 m級小波分解模塊、第一 FIR濾波器、第二 HR濾波器和K空 間數(shù)據(jù)構(gòu)造模塊。
其中A/D數(shù)據(jù)采集板卡用于對經(jīng)過磁共振成像系統(tǒng)中接收線圈和前置功放傳遞 過來的模擬磁共振信號進(jìn)行采集及A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得數(shù)字磁共振信號，其與磁共振成像 系統(tǒng)中前置功放的輸出端相連，請參見圖1所示。根據(jù)Nyquist采樣定理，A/D數(shù)據(jù)采集板 卡的采樣頻率必須高于信號頻率的2倍，因此磁共振射頻接收器中所用A/D采集板卡的采 樣頻率fs必須高于，&為磁共振的中心頻率，并且(1/2π)ω0, Coci為磁共振的角 頻率，單位是rad/s，并且C^= Y (BfZ1(^z),其中、為原子核的旋磁比，Btl為主磁場強(qiáng)度， Z1為成像層面位置，( 為選層梯度；實(shí)際應(yīng)用中需留有余量，一般A/D采集板卡的采樣頻率 fs ^ 2. 5f0O另外，A/D采集板卡的轉(zhuǎn)換精度(用位數(shù)表示)越高，輸出的數(shù)字信號的信噪 比也就越高，轉(zhuǎn)換精度每增加一位(bit)，信噪比提高約6dB。在實(shí)際應(yīng)用中一般選擇精度 不低于14bit的采集板卡。需要指出的是，本發(fā)明具有可移植性強(qiáng)的特點(diǎn)，任何符合上述性 能要求的A/D轉(zhuǎn)換板卡，均可使用。本實(shí)施例中，A/D數(shù)據(jù)采集板卡與一脈沖序列控制器相 連，該脈沖序列控制器用于對所述A/D數(shù)據(jù)采集板卡發(fā)出接收端觸發(fā)信號，使A/D數(shù)據(jù)采集 板卡開始工作。觸發(fā)信號的類型取決于所使用的A/D采集板卡，其類型可以是電平信號的 上升沿、下降沿，也可以是高電平、低電平。
第一數(shù)字正交調(diào)解模塊和第二數(shù)字正交調(diào)解模塊均與A/D采集板卡的輸出端 相連，第一數(shù)字正交調(diào)解模塊將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號與正弦載波信 號SinQ π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信 號從高頻載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號虛部的第一路數(shù)字信 號；第二數(shù)字正交調(diào)解模塊將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號與余弦載波信號 cos (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號從高 頻載波信號上調(diào)解出來，得到包含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號；上述正弦 載波信號及余弦載波信號中，fo為磁共振的中心頻率，并且fo= (1/2π)ω0, Otl為磁共振 的角頻率，單位是rad/s，并且= Y ￠, )，其中γ為原子核的旋磁比，Btl為主磁場 強(qiáng)度，Z1為成像層面位置，( 為選層梯度；η為自然數(shù)；τ為A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采樣間隔； θ C1為正弦載波信號和余弦載波信號的初始相位，并且Θ。= erf+23lf(i(t2-ti)，其中Orf 為射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻脈沖信號的初始相位，射頻脈沖用于對磁場中的成像物體進(jìn)行激 勵，其發(fā)射的起始時間為t1;經(jīng)過一段對成像物體空間編碼的時間后，再對物體產(chǎn)生的磁共 振信號進(jìn)行采集，開始采集的時間為t2 ；因為磁共振成像時要進(jìn)行多次射頻激發(fā)，為了保障 多次采集時解調(diào)出來的信號相位一致，必須使載波信號的初始相位θ ^與射頻信號的初始 相位保持同步；
將接收線圈實(shí)際獲得的MRI信號表示為
S0 (0 = COS[(2<。+ S)t + 釗· e'"h
其中δ為共振頻率偏移，Φ是相位偏移，T2為橫向弛豫時間。
數(shù)據(jù)采集板卡的采樣間隔為τ，則A/D數(shù)據(jù)采集卡得到的數(shù)字信號具有如下形式
S0{n) = cos[{27rfa +δ)ητ + φ]·ε'"τ,Τ2
第一數(shù)字正交調(diào)解模塊和第二數(shù)字正交調(diào)解模塊的正交解調(diào)的方式是將數(shù)字磁共振信號分別與正弦載波信號和余弦載波信號相乘
權(quán)利要求
1.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于包括A/D數(shù)據(jù)采集板卡，用于對經(jīng)過磁共振成像系統(tǒng)中接收線圈和前置功放傳遞過來的模 擬磁共振信號進(jìn)行采集及A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得原始數(shù)字磁共振信號；第一數(shù)字正交調(diào)解模塊，將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的原始數(shù)字磁共振信號與正弦載波 信號sin (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號 從正弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號虛部的第一路數(shù)字信號；第二數(shù)字正交調(diào)解模塊，將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號與余弦載波信號 cos (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號從余 弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號；上述正弦載波信號及余弦載波信號中，fo為磁共振的中心頻率，并且fo= (1/2π)ω0, ω^為磁共振的角頻率，單位是rad/s，并且Otl = Y (BjZ1(^z),其中、為原子核的旋磁比， B0為主磁場強(qiáng)度，Z1為成像層面位置，( 為選層梯度；η為自然數(shù)；τ為A/D數(shù)據(jù)采集板卡的 采樣間隔；θ ^為正弦載波信號和余弦載波信號的初始相位，并且θ。= θ rf+2 π f0 (t2-ti)， 其中θ rf為射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻脈沖信號的初始相位，射頻脈沖用于對磁場中的成像物 體進(jìn)行激勵，其發(fā)射的起始時間為A，經(jīng)過一段對成像物體空間編碼的時間后，再對物體產(chǎn) 生的磁共振信號進(jìn)行采集，開始采集的時間為t2 ；第一 m級小波分解模塊，將第一數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包含成像物體磁共振信號虛 部的第一路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同時去除高頻噪聲，保留有效 的低頻信號；m是大于等于2的自然數(shù)，該第一 m級小波分解模塊的抽取倍數(shù)為2m ；第二 m級小波分解模塊，將第二數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包含成像物體磁共振信號實(shí) 部的第二路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同時去除高頻噪聲，保留有效 的低頻信號；m是大于等于2的自然數(shù)，該第二 m級小波分解模塊的抽取倍數(shù)為2m ；第一 ^R濾波器，將第一 m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波和抽取，獲得成像物體 磁共振信號的虛部；第二 ^R濾波器，將第二 m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波和抽取，獲得成像物體 磁共振信號的實(shí)部；K空間數(shù)據(jù)構(gòu)造模塊，利用成像物體磁共振信號的實(shí)部和虛部分量構(gòu)造K空間數(shù)據(jù) S(n) = I(n)+jQ(n)，其中Ι(η)為成像物體磁共振信號的實(shí)部，Q(η)為成像物體磁共振信 號的虛部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采樣頻率大于等于2. ，其中&為磁共振的中心頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 第一 m級小波分解模塊和/或第二 m級小波分解模塊采用雙正交小波基bior6. 8構(gòu)造分解 濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器使用基于Remez變換算法的等紋波設(shè)計法實(shí)現(xiàn)線性 相位的HR濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器的濾波參數(shù)和抽取倍數(shù)根據(jù)輸出信號的通帶/阻帶頻率、通帶/阻帶波紋、采樣頻率等要求來選取。
6.一種如權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器的信號處理方法， 其特征在于包括以下步驟第一步、所述A/D數(shù)據(jù)采集板卡首先對經(jīng)過磁共振成像系統(tǒng)中接收線圈和前置功放傳 遞過來的模擬磁共振信號進(jìn)行采集及A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得原始數(shù)字磁共振信號；第二步、所述第一數(shù)字正交調(diào)解模塊將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的原始數(shù)字磁共振信號 與正弦載波信號sin (2 π f0n τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字 磁共振信號從正弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號虛部的第一路 數(shù)字信號；第二數(shù)字正交調(diào)解模塊將A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號與余弦載波 信號cos (2 π f 0η τ + θ 0)相乘，進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，使A/D數(shù)據(jù)采集板卡得到的數(shù)字磁共振信號 從余弦載波信號上調(diào)解到零頻處，得到包含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號； 上述正弦載波信號及余弦載波信號中，&為磁共振的中心頻率，并且(1/2π)ω0, ω0 為磁共振的角頻率，單位是rad/s，并且COtl= Y (BfZ1(^z),其中、為原子核的旋磁比，~為 主磁場強(qiáng)度，Z1為成像層面位置，Gz為選層梯度；η為自然數(shù)；τ為A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采 樣間隔；θ。為正弦載波信號和余弦載波信號的初始相位，并且％ = θ rf+2 π f0 ·(、-、)， 其中θ rf為射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻脈沖信號的初始相位，射頻脈沖用于對磁場中的成像物 體進(jìn)行激勵，其發(fā)射的起始時間為A，經(jīng)過一段對成像物體空間編碼的時間后，再對物體產(chǎn) 生的磁共振信號進(jìn)行采集，開始采集的時間為t2 ；第三步、所述第一 m級小波分解模塊將第一數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包含成像物體磁 共振信號虛部的第一路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同時去除高頻噪 聲，保留有效的低頻信號；所述第二 m級小波分解模塊將第二數(shù)字正交調(diào)解模塊得到的包 含成像物體磁共振信號實(shí)部的第二路數(shù)字信號進(jìn)行m級分解和抽取，降低信號采樣率，同 時去除高頻噪聲，保留有效的低頻信號；其中m是大于等于2的自然數(shù)，該第一、第二 m級小 波分解模塊的抽取倍數(shù)均為2m ；第四步、第一 HR濾波器將第一m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波和抽取，獲得成 像物體磁共振信號的虛部；第二 HR濾波器，將第二m級小波分解模塊得到的信號進(jìn)行濾波 和抽取，獲得成像物體磁共振信號的實(shí)部；第五步、所述K空間數(shù)據(jù)構(gòu)造模塊利用成像物體磁共振信號的實(shí)部和虛部分量構(gòu)造K 空間數(shù)據(jù)S(n) = I(n)+jQ(n)，其中I(n)為成像物體磁共振信號的實(shí)部，Q(η)為成像物體 磁共振信號的虛部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 A/D數(shù)據(jù)采集板卡的采樣頻率大于等于2. ，其中&為磁共振的中心頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 第一 m級小波分解模塊和/或第二 m級小波分解模塊采用雙正交小波基bior6. 8構(gòu)造分解 濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述 第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器使用基于Remez變換算法的等紋波設(shè)計法實(shí)現(xiàn)線性 相位的HR濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器，其特征在于所述第一 HR濾波器和/或第二 HR濾波器的濾波參數(shù)和抽取倍數(shù)根據(jù)輸出信號的通帶/阻帶 頻率、通帶/阻帶波紋、采樣頻率等要求來選取。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磁共振成像系統(tǒng)的數(shù)字射頻接收器及其信號處理方法，該數(shù)字射頻接收器包括A/D數(shù)據(jù)采集板卡、第一數(shù)字正交調(diào)解模塊、第二數(shù)字正交調(diào)解模塊、第一m級小波分解模塊、第二m級小波分解模塊、第一FIR濾波器、第二FIR濾波器、K空間數(shù)據(jù)構(gòu)造模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于避免了繁瑣的模擬電路設(shè)計，數(shù)字正交解調(diào)方法也可以有效的減少雙通道信號的不平衡及頻譜失真，同時數(shù)字信號的濾波和抽取方法也易于設(shè)計，另外，本方法受硬件誤差影響小，可移植性強(qiáng)，可與不同的A/D采集板卡配合使用。
文檔編號A61B5/055GK102028469SQ20101052986
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者周荷琴, 李璟, 潘文宇, 羅海 申請人:寧波鑫高益磁材有限公司