本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器、控制板和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

磁共振成像(magneticresonanceimaging，mri)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電路技術(shù)、超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一種生物磁學(xué)核自旋成像技術(shù)。它利用磁場(chǎng)與射頻脈沖使人體組織內(nèi)進(jìn)動(dòng)的氫核(即h+)發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生射頻信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理而成像。當(dāng)把物體放置在磁場(chǎng)中，用適當(dāng)?shù)碾姶挪ㄕ丈渌?，使之共振，然后分析它釋放的電磁波，就可以得知?gòu)成這一物體的原子核的位置和種類(lèi)，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的精確立體圖像。比如，可以通過(guò)磁共振成像掃描人類(lèi)大腦獲得的一個(gè)連續(xù)切片的動(dòng)畫(huà)。

基于病人安全性考慮，需要計(jì)算射頻信號(hào)的比吸收率(specificabsorptionratio，sar)值，以保證射頻信號(hào)的電磁輻射滿(mǎn)足相應(yīng)的安全性規(guī)范。

在現(xiàn)有技術(shù)中，利用射頻發(fā)射電平傳感器(transmitlevelsensor，tls)檢測(cè)模擬射頻信號(hào)。tls將模擬射頻信號(hào)發(fā)送到磁共振成像系統(tǒng)的控制單元?？刂茊卧獙⒛M射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字射頻信號(hào)，并計(jì)算sar值，當(dāng)sar值超標(biāo)時(shí)關(guān)閉射頻功率放大器。

然而，由控制單元執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換及計(jì)算sar值，提高了對(duì)控制單元的資源需求。而且，在tls與控制單元之間傳輸模擬射頻信號(hào)，還對(duì)傳輸帶寬和抗噪性能提出高需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式提出一種磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器、控制板和系統(tǒng)，從而降低對(duì)磁共振成像系統(tǒng)的控制單元的資源需求。

本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一方面，一種磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器，包括：

一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將一模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)；

一控制模塊，用于基于所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述模擬射頻信號(hào)的一比吸收率值，當(dāng)所述比吸收率值超過(guò)一門(mén)限值時(shí)，生成一報(bào)警信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該控制模塊包括：

一或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列；或

一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列集成一或多個(gè)處理器核；或

一或多個(gè)處理器和一或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列；或

一或多個(gè)處理器和一或多個(gè)協(xié)處理器陣列；或

一或多個(gè)處理器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

一定向耦合器，布置在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的前端，用于接收所述模擬射頻信號(hào)或基于所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，并對(duì)所述模擬射頻信號(hào)或基于所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行一功率分配處理。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

一射頻檢測(cè)器，布置在所述定向耦合器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，用于檢測(cè)所述模擬射頻信號(hào)或基于所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，并對(duì)所述模擬射頻信號(hào)或基于所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行一下變頻處理。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述射頻檢測(cè)器包括：

一包絡(luò)檢波器和一低通濾波器；或

一帶通濾波器、一混頻器和一低通濾波器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

一整形頻補(bǔ)模塊，布置在所述定向耦合器與所述射頻檢測(cè)器之間，用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)或基于所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行一整形處理和一頻率補(bǔ)償處理。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

一控制線(xiàn)纜接口，用于發(fā)出所述報(bào)警信號(hào)；和/或

一控制器局域網(wǎng)接口，用于發(fā)出包含所述比吸收率值的一第一消息，和/或，接收包含一比吸收率計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的一第二消息；和/或

一串口，用于發(fā)出所述報(bào)警信號(hào)和/或所述第一消息，和/或，接收所述第二消息。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的另一方面，一種磁共振成像系統(tǒng)的控制板，包括：

一基板；

布置在所述基板上的一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述模擬射頻信號(hào)或基于所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)；

布置在所述基板上的一控制模塊，用于基于所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述模擬射頻信號(hào)的一比吸收率值，當(dāng)所述比吸收率值超過(guò)一門(mén)限值時(shí)，生成一報(bào)警信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

布置在所述基板上的一控制線(xiàn)纜接口，用于發(fā)出所述報(bào)警信號(hào)；和/或

布置在所述基板上的一控制器局域網(wǎng)接口，用于發(fā)出包含所述比吸收率值的一第一消息，和/或，接收包含一比吸收率計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的一第二消息；和/或

布置在所述基板上的一串口，用于發(fā)出所述報(bào)警信號(hào)和/或所述第一消息，和/或，接收所述第二消息。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的另一方面，一種磁共振成像系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，包括：

一射頻功率放大器，用于放大并輸出一模擬射頻信號(hào)；

一射頻發(fā)射電平傳感器，用于檢測(cè)所述模擬射頻信號(hào)，將所述模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字射頻信號(hào)，計(jì)算所述數(shù)字射頻信號(hào)的一比吸收率值，當(dāng)所述比吸收率值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的一門(mén)限值時(shí)，發(fā)出一報(bào)警信號(hào)；

一控制單元，用于基于所述報(bào)警信號(hào)關(guān)閉所述射頻功率放大器。

從上述技術(shù)方案可以看出，不同于現(xiàn)有技術(shù)中由磁共振成像系統(tǒng)的控制單元將模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字射頻信號(hào)并計(jì)算比吸收率值，在本發(fā)明實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器將模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并計(jì)算模擬射頻信號(hào)的比吸收率值，從而降低了對(duì)磁共振成像系統(tǒng)的控制單元的資源需求。

而且，在本發(fā)明實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器無(wú)需向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)送模擬射頻信號(hào)，從而降低了傳輸帶寬需求，避免了模擬信號(hào)傳輸過(guò)程中的噪聲，并提高了比吸收率值的計(jì)算準(zhǔn)確度。

不僅于此，在本發(fā)明實(shí)施方式中，可以在射頻發(fā)射電平傳感器中集成射頻檢測(cè)功能和比吸收率值運(yùn)算功能，還可以將諸如中央處理器核或微處理器核之類(lèi)的處理器核集成到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中，從而還提高了系統(tǒng)集成度，并降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的示范性結(jié)構(gòu)圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的窄帶射頻檢測(cè)器的示范性結(jié)構(gòu)圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的寬帶射頻檢測(cè)器的示范性結(jié)構(gòu)圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的第一示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的第二示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖。

圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的第三示范性應(yīng)用 結(jié)構(gòu)圖。

圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的控制板的電路布置圖。

圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以闡述性說(shuō)明本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

為了描述上的簡(jiǎn)潔和直觀，下文通過(guò)描述若干代表性的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行闡述。實(shí)施方式中大量的細(xì)節(jié)僅用于幫助理解本發(fā)明的方案。但是很明顯，本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)時(shí)可以不局限于這些細(xì)節(jié)。為了避免不必要地模糊了本發(fā)明的方案，一些實(shí)施方式?jīng)]有進(jìn)行細(xì)致地描述，而是僅給出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根據(jù)……”是指“至少根據(jù)……，但不限于僅根據(jù)……”。由于漢語(yǔ)的語(yǔ)言習(xí)慣，下文中沒(méi)有特別指出一個(gè)成分的數(shù)量時(shí)，意味著該成分可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，或可理解為至少一個(gè)。

通常，磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射器發(fā)出模擬射頻信號(hào)。該模擬射頻信號(hào)被射頻功率放大器放大后，直接被發(fā)送到射頻發(fā)射電平傳感器，或轉(zhuǎn)換為其他類(lèi)型(比如：中頻，低頻或直流)的模擬信號(hào)后被發(fā)送到射頻發(fā)射電平傳感器。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示，該射頻發(fā)射電平傳感器10包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器14，用于將模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

控制模塊15，用于基于該數(shù)字信號(hào)計(jì)算該模擬射頻信號(hào)的sar值，當(dāng)sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)，生成報(bào)警信號(hào)。

其中，模擬射頻信號(hào)為模擬格式的射頻信號(hào)。射頻信號(hào)可以為前向射頻信號(hào)，還可以為反射射頻信號(hào)?；谀M射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)可以包括：對(duì)模擬射頻信號(hào)執(zhí)行下變頻處理所轉(zhuǎn)換出的低頻模擬信號(hào)或中頻模擬信號(hào)；基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換出的直流模擬信號(hào)，等等。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器14可以實(shí)施為各種型號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換(analog-to-digitalconverting，adc)芯片。模數(shù)轉(zhuǎn)換器14也可以實(shí)施為集成于微處理器或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15可以基于預(yù)設(shè)的人體模型(如全身、局部或四肢)的參 數(shù)，通過(guò)預(yù)定的一或多種sar算法，基于數(shù)字信號(hào)計(jì)算出模擬射頻信號(hào)的sar值。sar值代表模擬射頻信號(hào)對(duì)人體的輻射影響。通常情況下，sar值越低，模擬射頻信號(hào)被吸收的輻射量越少。sar算法具有多種成熟的實(shí)施方式，本發(fā)明對(duì)此不再贅述。

可見(jiàn)，在本發(fā)明實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器無(wú)需向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)送模擬射頻信號(hào)，而是自行計(jì)算sar值，從而降低了傳輸帶寬需求，避免了模擬信號(hào)傳輸過(guò)程中的噪聲，并提高了sar值的計(jì)算準(zhǔn)確度。

當(dāng)控制模塊15計(jì)算出的sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)，控制模塊15生成報(bào)警信號(hào)。

報(bào)警信號(hào)可以用于直接提示用戶(hù)sar值超標(biāo)。比如，控制模塊15可以利用報(bào)警信號(hào)觸發(fā)用于發(fā)出聲、光等提示信息的提示設(shè)備。報(bào)警信號(hào)還可以用于針對(duì)磁共振成像系統(tǒng)的射頻功率放大器的控制操作。

在一個(gè)實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器10還包括控制線(xiàn)纜接口。控制模塊15經(jīng)由控制線(xiàn)纜接口向射頻功率放大器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，射頻功率放大器收到報(bào)警信號(hào)后被關(guān)閉。在這種實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器10基于自身生成的報(bào)警信號(hào)直接控制射頻功率放大器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15經(jīng)由控制線(xiàn)纜接口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而由磁共振成像系統(tǒng)的控制單元基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器。在這種實(shí)施方式中，磁共振成像系統(tǒng)的控制單元基于射頻發(fā)射電平傳感器10所提供的報(bào)警信號(hào)控制射頻功率放大器。

具體地，控制線(xiàn)纜可以實(shí)施為光纖線(xiàn)纜或電線(xiàn)纜，等等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器10還包括控制器局域網(wǎng)(controllerareanetwork，can)接口?？刂颇K15經(jīng)由can接口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出包含sar值的第一消息，和/或，經(jīng)由can接口從磁共振成像系統(tǒng)的控制單元接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息。

對(duì)應(yīng)于控制模塊15所采用的sar算法的不同，sar計(jì)算參數(shù)可能具有差異。比如，sar計(jì)算參數(shù)可以包括：人體全身模型參數(shù)、人體局部模型參數(shù)或四肢模型參數(shù)，等等。

控制模塊15利用sar計(jì)算參數(shù)，應(yīng)用sar算法計(jì)算出sar值后，可以將包含sar值的第一消息發(fā)送到磁共振成像系統(tǒng)的控制單元。磁共振成像系統(tǒng)的控制單元從第一消息中解析出sar值，并記錄sar值。控制模塊15無(wú)需實(shí)時(shí)將第一消息傳輸?shù)酱殴舱癯上裣到y(tǒng)的控制單元。因此可以適當(dāng)降低can接口的傳輸速度，從而降低成本。

在一個(gè)實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器10包括串口。控制模塊15經(jīng)由串口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而由磁共振成像系統(tǒng)的控制單元基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器?？刂颇K15還可以經(jīng)由串口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出包含sar值 的第一消息，和/或，經(jīng)由串口從磁共振成像系統(tǒng)的控制單元接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息。

以上示范性描述了控制模塊15與磁共振成像系統(tǒng)的控制單元之間的接口類(lèi)型，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，這些接口類(lèi)型描述僅是示范性的，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15包括：現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(field-programmablegatearray，fpga)，該現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列集成一或多個(gè)處理器核。具體地，處理器核可以包括：中央處理器(centralprocessingunit，cpu)核；微處理器(microcontrollerunit，mcu)核；等等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15包括：一或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，而且現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中不集成處理器核。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15包括：一或多個(gè)處理器和一或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列。具體地，處理器包括：中央處理器；微處理器；等等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15包括：一或多個(gè)處理器和一或多個(gè)協(xié)處理器陣列(coprocessor-array)。類(lèi)似的，處理器包括：中央處理器；微處理器；等等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制模塊15包括：一或多個(gè)處理器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在射頻發(fā)射電平傳感器10之外布置定向耦合器，或?qū)⒍ㄏ蝰詈掀骷傻缴漕l發(fā)射電平傳感器10中。定向耦合器從射頻功率放大器接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行功率分配處理。具體地，定向耦合器將大部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到發(fā)射線(xiàn)圈(如體線(xiàn)圈或局部線(xiàn)圈)，而將剩余小部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器14。

在一個(gè)實(shí)施方式中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器14直接從定向耦合器接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，并將模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器14直接從定向耦合器接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)時(shí)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器14接收到的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)通常具有較高頻率，因此需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器14具有較高的位數(shù)和采樣速度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器14不直接從定向耦合器接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，而是在定向耦合器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間14之間布置射頻檢測(cè)器。射頻檢測(cè)器從定向耦合器接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行下變頻處理，并將下變頻處理后的模擬射頻信號(hào)，或下變頻處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器14。模數(shù)轉(zhuǎn)換器14 再將下變頻處理后的模擬射頻信號(hào)，或下變頻處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在這種實(shí)施方式中，發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器14的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)已經(jīng)過(guò)下變頻處理，具有較低頻率，因此可以降低對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器14的位數(shù)和采樣速度的需求。

射頻檢測(cè)器可以具體實(shí)施為利用寬帶接收方式接收模擬射頻信號(hào)的寬帶射頻檢測(cè)器，也可以具體實(shí)施為利用窄帶接收方式接收模擬射頻信號(hào)的窄帶射頻檢測(cè)器。比如，寬帶射頻檢測(cè)器包括：包絡(luò)檢波器和低通濾波器，其中包絡(luò)檢波器可以實(shí)施為：對(duì)數(shù)放大器或二極管。窄帶射頻檢測(cè)器包括：帶通濾波器、混頻器和低通濾波器。

以上舉例描述了射頻檢測(cè)器的具體結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，這種描述僅是示范性的，并不用于對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

在一個(gè)實(shí)施方式中，可以在定向耦合器與射頻檢測(cè)器之間布置整形頻補(bǔ)模塊。整形頻補(bǔ)模塊對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行整形處理和頻率補(bǔ)償處理。

優(yōu)選地，可以將射頻檢測(cè)器、定向耦合器和整形頻補(bǔ)模塊都集成到射頻發(fā)射電平傳感器10中，從而提高系統(tǒng)集成度，并降低成本。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器射頻的示范性結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該射頻發(fā)射電平傳感器10包括：

定向耦合器11，用于從射頻功率放大器接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行功率分配處理；其中：定向耦合器11將大部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到發(fā)射線(xiàn)圈(如體線(xiàn)圈或局部線(xiàn)圈)，而將剩余小部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到整形頻補(bǔ)模塊12；

整形頻補(bǔ)模塊12，用于對(duì)定向耦合器11耦合來(lái)的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行整形處理和頻率補(bǔ)償處理，并將整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的模擬射頻信號(hào)，或整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到射頻檢測(cè)器13；

射頻檢測(cè)器13，用于對(duì)整形頻補(bǔ)模塊12發(fā)送來(lái)的整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的模擬射頻信號(hào)，或，整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，執(zhí)行下變頻處理，將下變頻處理后的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器14；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器14，用于將射頻檢測(cè)器13發(fā)送來(lái)的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到控制模塊15；

控制模塊15，用于基于數(shù)字信號(hào)計(jì)算模擬射頻信號(hào)的sar值，當(dāng)sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)， 生成報(bào)警信號(hào)。

圖2所示的射頻發(fā)射電平傳感器10還可以包括控制線(xiàn)纜接口?？刂颇K15經(jīng)由控制線(xiàn)纜接口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)。磁共振成像系統(tǒng)的控制單元基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器。

圖2所示的射頻發(fā)射電平傳感器10還可以包括can接口或串口?？刂颇K15經(jīng)由can接口或串口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出包含sar值的第一消息，和/或，從磁共振成像系統(tǒng)的控制單元接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息?？刂颇K15也可以經(jīng)由串口向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

圖2中的射頻檢測(cè)器13可以具體實(shí)施為窄帶射頻檢測(cè)器或?qū)拵漕l檢測(cè)器。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的窄帶射頻檢測(cè)器的示范性結(jié)構(gòu)圖。

由圖3可見(jiàn)，窄帶射頻檢測(cè)器13包括：帶通濾波器131、混頻器132和低通濾波器133。其中帶通濾波器131對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行帶通濾波；混頻器132對(duì)帶通濾波后的模擬射頻信號(hào)，或帶通濾波后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，執(zhí)行混頻處理；低通濾波器133對(duì)混頻處理后的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行低通濾波。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的寬帶射頻檢測(cè)器的示范性結(jié)構(gòu)圖。由圖4可見(jiàn)，寬帶射頻檢測(cè)器13包括：對(duì)數(shù)放大器134和低通濾波器135。對(duì)數(shù)放大器134具體可以實(shí)施為二極管。對(duì)數(shù)放大器134對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行包絡(luò)檢波；低通濾波器135對(duì)經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波的模擬射頻信號(hào)，或經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行低通濾波。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的示范性應(yīng)用進(jìn)行闡述。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的第一示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖。

如圖5所示，射頻發(fā)射電平傳感器(tls)10包括：

(1)、定向耦合器11，用于從射頻功率放大器20接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行功率分配處理。模擬射頻信號(hào)具體可以為0度前向射頻信號(hào)、90度前向射頻信號(hào)、0度反射射頻信號(hào)或90度反射射頻信號(hào)。定向耦合器11將大部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到發(fā)射線(xiàn)圈30(如體線(xiàn)圈或局部線(xiàn)圈)，而將剩余小部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到整形頻補(bǔ)模塊12。

(2)、整形頻補(bǔ)模塊12，用于對(duì)定向耦合器11耦合來(lái)的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信 號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行整形處理和頻率補(bǔ)償處理，并將整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的模擬射頻信號(hào)，或整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到射頻檢測(cè)器13。

(3)、射頻檢測(cè)器13，用于對(duì)整形頻補(bǔ)模塊12發(fā)送來(lái)的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行下變頻處理，將下變頻處理后的模擬射頻信號(hào)，或下變頻處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片14。

(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片14，用于將射頻檢測(cè)器13發(fā)送的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列15。

(5)、集成一或多個(gè)處理器核151的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列15，用于基于數(shù)字信號(hào)計(jì)算模擬射頻信號(hào)的sar值，當(dāng)sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)，生成報(bào)警信號(hào)。

(6)、控制線(xiàn)纜接口163，用于向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31發(fā)出報(bào)警信號(hào)。磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器20。

(7)、can接口164，用于向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31發(fā)出包含sar值的第一消息，和/或，從磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息。

另外，該射頻發(fā)射電平傳感器10還可以包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamicrandomaccessmemory，dram)161、閃存162、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(staticrandomaccessmemory，sram)165等附加元件。

圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的第二示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖。

如圖6所示，射頻發(fā)射電平傳感器(tls)10包括：

(1)、定向耦合器11，用于從射頻功率放大器20接收模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行功率分配處理。模擬射頻信號(hào)具體可以為0度前向射頻信號(hào)、90度前向射頻信號(hào)、0度反射射頻信號(hào)或90度反射射頻信號(hào)。定向耦合器11將大部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到發(fā)射線(xiàn)圈30(如體線(xiàn)圈或局部線(xiàn)圈)，而將剩余小部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到整形頻補(bǔ)模塊12。

(2)、整形頻補(bǔ)模塊12，用于對(duì)定向耦合器11耦合來(lái)的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行整形處理和頻率補(bǔ)償處理，并將整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的模擬射頻信號(hào)，或整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到射頻檢 測(cè)器13。

(3)、射頻檢測(cè)器13，用于對(duì)整形頻補(bǔ)模塊12發(fā)送的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行下變頻處理，將下變頻處理后的模擬射頻信號(hào)，或下變頻處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片14。

(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片14，用于將射頻檢測(cè)器13發(fā)送的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到微處理器151和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列152。

(5)、微處理器151和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列152，用于協(xié)同工作，以基于數(shù)字信號(hào)計(jì)算模擬射頻信號(hào)的sar值，并當(dāng)sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)，生成報(bào)警信號(hào)。

(6)、控制線(xiàn)纜接口163，用于向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31發(fā)出報(bào)警信號(hào)。磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器20。

(7)、串口164，用于向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出包含sar值的第一消息，和/或，從磁共振成像系統(tǒng)的控制單元接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息。

另外，該射頻發(fā)射電平傳感器還可以包括dram161、閃存162、sram165等附加元件。

圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的射頻發(fā)射電平傳感器的第三示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖。

如圖7所示，射頻發(fā)射電平傳感器(tls)10包括：

(1)、定向耦合器11，用于從射頻功率放大器20接收模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，對(duì)模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行功率分配處理。模擬射頻信號(hào)具體可以為0度前向射頻信號(hào)、90度前向射頻信號(hào)、0度反射射頻信號(hào)或90度反射射頻信號(hào)。定向耦合器11將大部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到發(fā)射線(xiàn)圈30(如體線(xiàn)圈或局部線(xiàn)圈)，而將剩余小部分功率的模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)耦合到整形頻補(bǔ)模塊12。

(2)、整形頻補(bǔ)模塊12，用于對(duì)定向耦合器11耦合來(lái)的模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行整形處理和頻率補(bǔ)償處理，并將整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的模擬射頻信號(hào)，或整形處理和頻率補(bǔ)償處理后的、基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送到射頻檢測(cè)器13。

(3)、射頻檢測(cè)器13，用于對(duì)整形頻補(bǔ)模塊發(fā)送的模擬射頻信號(hào)或基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)執(zhí)行下變頻處理，將下變頻處理后的模擬射頻信號(hào)，或下變頻處理后的、基于該模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，發(fā)送到微處理器151和協(xié)處理器陣列153。

(4)、協(xié)處理器陣列153及集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片14的微處理器151。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片14用 于將射頻檢測(cè)器13發(fā)送的模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。而且，微處理器151和協(xié)處理器陣列153協(xié)同工作以基于該數(shù)字信號(hào)計(jì)算模擬射頻信號(hào)的sar值，當(dāng)sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)，生成報(bào)警信號(hào)。

(5)、控制線(xiàn)纜接口163，用于向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31發(fā)出報(bào)警信號(hào)。磁共振成像系統(tǒng)的控制單元31基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器20。

(6)、串口164，用于向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)出包含sar值的第一消息，和/或，從磁共振成像系統(tǒng)的控制單元接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息。

另外，射頻發(fā)射電平傳感器還可以包括dram161、閃存162、sram165等附加元件。

以上以圖5-圖7為例，具體闡述了射頻發(fā)射電平傳感器的示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，這種描述僅是示范性的，并不用于對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

基于應(yīng)用環(huán)境和具體需求的不同，可以通過(guò)多種方式實(shí)施本發(fā)明的射頻發(fā)射電平傳感器。比如，可以將本發(fā)明的射頻發(fā)射電平傳感器印制在印刷電路板上，從而構(gòu)成磁共振成像系統(tǒng)的控制板。

本發(fā)明還提出了一種磁共振成像系統(tǒng)的控制板。圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的控制板的電路布置圖。

如圖8所示，該控制板40包括：

基板7；

布置在基板7上的模數(shù)轉(zhuǎn)換器14，用于將模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

布置在基板7上的控制模塊15，用于基于數(shù)字信號(hào)計(jì)算模擬射頻信號(hào)的sar值，當(dāng)sar值超過(guò)門(mén)限值時(shí)，生成報(bào)警信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：

布置在基板7上的控制線(xiàn)纜接口163，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

布置在基板7上的can接口164，用于發(fā)出包含sar值的第一消息，和/或，接收包含sar計(jì)算參數(shù)和/或該門(mén)限值的第二消息。

優(yōu)選地，還可以在基板7上布置串口。串口用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)和/或第一消息，和/或，接收第二消息。

還可以基于圖2所示結(jié)構(gòu)，在該基板7上進(jìn)一步布置定向耦合器11、整形頻補(bǔ)模塊12和射頻檢測(cè)器13。

具體地，基板7可以實(shí)施為：fr-1；fr-2；fr-3；fr-4；fr-5；fr-6；g-10；cem-1cem-2； cem-3cem-4；cem-5；氮化鋁(ain)；碳化硅(sic)等等。

基于上述描述，本發(fā)明還提出了一種磁共振成像系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的磁共振成像系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

如圖9所示，該系統(tǒng)50包括：

射頻功率放大器20，用于放大并輸出模擬射頻信號(hào)；

射頻發(fā)射電平傳感器10，用于檢測(cè)模擬射頻信號(hào)，將模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字射頻信號(hào)，計(jì)算數(shù)字射頻信號(hào)的sar值，當(dāng)sar值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

控制單元31，用于基于報(bào)警信號(hào)關(guān)閉射頻功率放大器20。

綜上所述，不同于現(xiàn)有技術(shù)中由磁共振成像系統(tǒng)的控制單元將模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字射頻信號(hào)并計(jì)算sar值，在本發(fā)明實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器將模擬射頻信號(hào)或基于模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并計(jì)算sar值，從而降低了對(duì)磁共振成像系統(tǒng)的控制單元的資源需求。

而且，在本發(fā)明實(shí)施方式中，射頻發(fā)射電平傳感器無(wú)需向磁共振成像系統(tǒng)的控制單元發(fā)送模擬射頻信號(hào)，從而降低了傳輸帶寬需求，避免了模擬信號(hào)傳輸過(guò)程中的噪聲，并提高了sar值的計(jì)算準(zhǔn)確度。

不僅于此，在本發(fā)明實(shí)施方式中，可以在射頻發(fā)射電平傳感器中集成射頻檢測(cè)功能和sar值運(yùn)算功能，還可以將諸如中央處理器核或微處理器核之類(lèi)的處理器核集成到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中，從而還提高了系統(tǒng)集成度，并降低了成本。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。