本發(fā)明涉及醫(yī)學器械技術領域，特別是涉及一種磁共振成像系統的譜儀(spectrometer)和信號處理板。

背景技術：

磁共振成像(magneticresonanceimaging，mri)是隨著計算機技術、電子電路技術、超導體技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種生物磁學核自旋成像技術。它利用磁場與射頻脈沖使人體組織內進動的氫核(即h+)發(fā)生振動產生射頻信號，經計算機處理而成像。當把物體放置在磁場中，用適當的電磁波照射它，使之共振，然后分析它釋放的電磁波，就可以得知構成這一物體的原子核的位置和種類，據此可以繪制成物體內部的精確立體圖像。比如，可以通過磁共振成像掃描人類大腦獲得的一個連續(xù)切片的動畫。

譜儀(spectrometer)是mri系統的控制部分。譜儀用于生成并輸出射頻(rf)信號和磁場梯度信號，還用于從本地線圈接收和處理射頻信號，等等。

在現有技術的譜儀中，通過固定的信號處理通道(包括接收通道和發(fā)送通道)處理rf信號與磁場梯度信號。然而，信號處理通道被固定，導致譜儀的可配置性不高，難以適用于多種類型的mri系統。

技術實現要素：

本發(fā)明實施方式提出一種磁共振成像系統的譜儀和信號處理板，從而提高可配置性。

本發(fā)明實施方式的技術方案如下：

根據本發(fā)明實施方式的一方面，提出一種磁共振成像系統的譜儀，包括：

一模數轉換陣列；

與所述模數轉換陣列連接的一第一多路復用器陣列；

一控制模塊，用于通過所述第一多路復用器陣列和所述模數轉換陣列接收一或多個輸入信號。

在一個實施方式中，還包括：一數模轉換器；或，還包括：一數模轉換陣列；與所述數模轉換陣列連接的一第二多路復用器陣列；其中所述控制模塊，還用于通過所述數模轉換陣列和所述第二多路復用器陣列發(fā)送一或多個輸出信號。

在一個實施方式中，所述輸入信號包括下列中的至少一個：一射頻信號；一射頻反饋信號；一磁場梯度反饋信號；包含一控制參數的一控制指令；和/或

所述輸出信號包括下列中的至少一個：一射頻信號；一磁場梯度信號；一控制命令。

在一個實施方式中，該控制模塊包括：

一或多個現場可編程門陣列；或

一現場可編程門陣列，所述現場可編程門陣列集成一或多個處理器核；或

一或多個處理器和一或多個現場可編程門陣列；或

一或多個處理器和一或多個協處理器陣列；或

一或多個現場可編程門陣列和一或多個協處理器陣列；或

一或多個處理器。

在一個實施方式中，還包括：

與所述第一多路復用器陣列連接的一第一放大器，用于放大所述輸入信號；和/或

與所述第二多路復用器陣列連接的一第二放大器，用于放大所述輸出信號。

在一個實施方式中，還包括下列中至少一個：

一以太口；一顯示接口；一控制器局域網口；一串口。

根據本發(fā)明實施方式的一方面，一種磁共振成像系統的信號處理板，包括：

一基板；

布置在所述基板上的一模數轉換陣列；

布置在所述基板上的、與所述模數轉換陣列連接的一第一多路復用器陣列；

布置在所述基板上的一控制模塊，用于通過所述第一多路復用器陣列和所述模數轉換陣列接收一或多個輸入信號。

在一個實施方式中，還包括：布置在所述基板上的一數模轉換器；或，還包括：布置在所述基板上的一數模轉換陣列；布置在所述基板上的、與所述數模轉換陣列連接的一第二多路復用器陣列；其中所述控制模塊，還用于通過所述數模轉換陣列和所述第二多路復用器陣列發(fā)送一或多個輸出信號。

在一個實施方式中，該控制模塊包括：

一或多個現場可編程門陣列；或

一現場可編程門陣列，所述現場可編程門陣列集成一或多個處理器核；或

一或多個處理器和一或多個現場可編程門陣列；或

一或多個處理器和一或多個協處理器陣列；或

一或多個現場可編程門陣列和一或多個協處理器陣列；或

一或多個處理器。

在一個實施方式中，還包括：

布置在所述基板上的、與所述第一多路復用器陣列連接的一第一放大器，用于放大所述輸入信號；和/或

布置在所述基板上的、與所述第二多路復用器陣列連接的一第二放大器，用于放大所述輸出信號。

從上述技術方案可以看出，在本發(fā)明實施方式中，譜儀包括：模數轉換陣列；與模數轉換陣列連接的第一多路復用器陣列；控制模塊，用于通過第一多路復用器陣列和模數轉換陣列接收一或多個輸入信號。 可見，本發(fā)明實施方式通過應用第一多路復用器陣列，可以接收任意數目和任意類型的輸入信號。而且，本發(fā)明實施方式通過應用第二多路復用器陣列，還可以輸出任意數目和任意類型的輸出信號。因此本發(fā)明實施方式可以提高可配置性和可擴展性，并且節(jié)約成本。

而且，在本發(fā)明實施方式中，可以將處理器核集成在現場可編程門陣列中，可以顯著降低成本。還有，在本發(fā)明實施方式中，通過引入協處理器陣列，還可以提高控制模塊的處理性能。

附圖說明

圖1為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的結構圖；

圖2為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的第一示范性結構圖；

圖3為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的第二示范性結構圖；

圖4為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的第三示范性結構圖；

圖5為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的信號處理板的結構圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以闡述性說明本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。

為了描述上的簡潔和直觀，下文通過描述若干代表性的實施方式來對本發(fā)明的方案進行闡述。實施方式中大量的細節(jié)僅用于幫助理解本發(fā)明的方案。但是很明顯，本發(fā)明的技術方案實現時可以不局限于這些細節(jié)。為了避免不必要地模糊了本發(fā)明的方案，一些實施方式沒有進行細致地描述，而是僅給出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根據……”是指“至少根據……，但不限于僅根據……”。由于漢語的語言習慣，下文中沒有特別指出一個成分的數量時，意味著該成分可以是一個也可以是多個，或可理解為至少一個。

圖1為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的結構圖。

如圖1所示，該譜儀10包括：

模數轉換陣列11；

與模數轉換陣列11連接的第一多路復用器陣列12；

控制模塊15，用于通過第一多路復用器陣列12和模數轉換陣列11接收一或多個輸入信號。

在一個實施方式中，該譜儀10還可以包括數模轉換器(圖1中沒有示出)。比如，數模轉換器具體可以實施為一或多個數模轉換芯片。利用數模轉換器可以構成譜儀10的輸出信號固定處理通道。當輸出信號只有一路時，數模轉換器實施為與該路輸出信號固定對應的一個數模轉換芯片；當輸出信號有多路時， 數模轉換器可以實施為與各路輸出信號分別固定對應的多個數模轉換芯片。在這種實施方式中，譜儀10可以接收任意數目和任意類型的輸入信號，不過只能利用固定的處理通道處理輸出信號。

本發(fā)明實施方式還提出一種可以輸出任意數目和任意類型的輸出信號的優(yōu)選實施方式。在這個優(yōu)選實施方式中，該譜儀10還包括：

數模轉換陣列13；

與數模轉換陣列13連接的第二多路復用器陣列14；

控制模塊15，還用于通過數模轉換陣列13和第二多路復用器陣列14發(fā)送一或多個輸出信號。

可見，在這種優(yōu)選實施方式中，通過應用第二多路復用器陣列，不再利用固定的處理通道處理輸出信號，而是可以輸出任意數目和任意類型的輸出信號。

在一個實施方式中，譜儀10接收的輸入信號可以包括：譜儀10從本地線圈系統接收的射頻信號；譜儀10從射頻信號發(fā)射源接收的射頻反饋信號；譜儀10從磁場梯度信號發(fā)射源接收的磁場梯度反饋信號；譜儀10從外部接收的包含控制參數的控制指令，等等。舉例：控制參數可以包括：磁體溫度監(jiān)控信號、病床位置信號，等等。

在一個實施方式中，譜儀10發(fā)送的輸出信號包括：譜儀10向發(fā)射線圈系統發(fā)送的射頻信號；譜儀10向梯度線圈系統發(fā)送的磁場梯度信號；譜儀10向外部發(fā)送的控制命令，等等。舉例，控制命令可以包括：病床位置移動命令、磁體溫度控制命令，等等。

以上示范性描述了輸入信號和輸出信號的具體實例，本領域技術人員可以意識到，這種描述僅是示范性的，并不用于對本發(fā)明的保護范圍進行限定。

第一多路復用器陣列12包含一或多個級聯的多路復用器。第一多路復用器陣列12用于基于控制模塊15的控制操作，選擇將輸入信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道。模數轉換陣列11具體可以包含一或多個模數轉換芯片。模數轉換芯片執(zhí)行將模擬格式轉換為數字格式的信號格式轉換操作。模數轉換芯片用于將模擬格式的輸入信號轉換為數字格式。

數模轉換陣列13具體可以包含一或多個數模轉換芯片。數模轉換芯片執(zhí)行將數字格式轉換為模擬格式的信號格式轉換操作。數模轉換陣列13用于將數字格式的輸出信號轉換為模擬格式。第二多路復用器陣列14包含一或多個級聯的多路復用器。第二多路復用器陣列12用于基于控制模塊15的控制操作，選擇將經過數模轉換的輸出信號發(fā)送到輸出設備的輸出通道。

在一個實施方式中，譜儀10還包括：與第一多路復用器陣列11連接的第一放大器，用于放大輸入信號。

在一個實施方式中，譜儀10還包括：與第二多路復用器陣列14連接的第二放大器，用于放大輸出信號。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈接收射頻信號的具體過程包括：與譜儀10連接的接收設備(比 如，射頻信號接收模塊)從磁共振成像系統的本地線圈系統接收模擬格式的射頻信號；第一多路復用器陣列12基于控制模塊15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道。控制模塊15還從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被控制模塊15選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻信號發(fā)送到控制模塊15。

譜儀10接收射頻反饋信號和磁場梯度反饋信號的具體過程包括：與譜儀10連接的接收設備(比如，反饋信號接收模塊)從射頻信號發(fā)射源接收射頻反饋信號，從磁場梯度信號發(fā)射源接收磁場梯度反饋信號；第一多路復用器陣列12基于控制模塊15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻反饋信號和/或磁場梯度反饋信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道?？刂颇K15還從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被控制模塊15選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻反饋信號和/或模擬格式的磁場梯度反饋信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻反饋信號和/或數字格式的磁場梯度反饋信號發(fā)送到控制模塊15。

譜儀10向磁共振成像系統的發(fā)射線圈發(fā)送射頻信號的具體過程包括：控制模塊15生成數字格式的射頻信號；控制模塊15從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被控制模塊15選中的數模轉換芯片將數字格式的射頻信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14基于控制模塊15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到輸出設備(比如，射頻信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的射頻信號發(fā)送到發(fā)射線圈。

譜儀10向磁共振成像系統的梯度線圈發(fā)送磁場梯度信號的具體過程包括：控制模塊15生成數字格式的磁場梯度信號；控制模塊15從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被控制模塊15選中的數模轉換芯片將數字格式的磁場梯度信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14基于控制模塊15的控制操作，選擇將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到輸出設備(比如，磁場梯度信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到磁共振成像系統的梯度線圈。

類似地，譜儀10也可以接收包含控制參數的控制指令和/或發(fā)送控制命令。本發(fā)明對此不再贅述。

在一個實施方式中，控制模塊15包括現場可編程門陣列(fpga)，該現場可編程門陣列集成一或多個處理器核。本發(fā)明通過將處理器核集成在現場可編程門陣列中，可以顯著降低成本。

在一個實施方式中，控制模塊15包括一或多個現場可編程門陣列。比如，可以將一部分現場可編程門陣列應用于發(fā)送輸出信號的邏輯控制，而將其他的現場可編程門陣列應用于接收輸入信號的邏輯控制。

在另一個實施方式中，控制模塊15包括一或多個處理器和一或多個現場可編程門陣列?，F場可編程門陣列用于時序控制；處理器用于信號處理和圖像處理。處理器與現場可編程門陣列分工合作，可以顯著提高處理效率。

在一個實施方式中，控制模塊15包括一或多個處理器和一或多個協處理器陣列。協處理器陣列與處理器通訊，輔助處理器執(zhí)行計算和控制。在一個實施方式中，控制模塊15包括一或多個現場可編程門陣 列和一或多個協處理器陣列。協處理器陣列與現場可編程門陣列通訊，輔助現場可編程門陣列執(zhí)行計算和控制。

具體地，協處理器陣列可以實施為由數字信號處理器(dsp)或任意類型的協處理器所構成的陣列。應用本發(fā)明之后，通過引入協處理器陣列，可以提高控制模塊15的處理性能。

具體地，處理器可以實施為中央處理器(cpu)或微控制單元(mcu)。類似地，處理器核可以實施為cpu核或mcu核。

在一個實施方式中，譜儀10還包括：以太口，用于通過以太通訊方式向外部發(fā)送磁共振圖像，和/或與外部交互控制命令。比如，以太口包括：rj-45接口，rj-11接口，sc光纖接口，fddi接口，aui接口，bnc接口，console接口，等等。

在一個實施方式中，譜儀10還用于基于從外部接收的射頻信號生成磁共振圖像。譜儀10還包括：顯示接口，用于向外部發(fā)送磁共振圖像。比如，顯示接口可以具體實施為：高清晰度多媒體接口(hdmi)接口，視頻圖形陣列(vga)接口，等等。

在一個實施方式中，譜儀10還包括控制器局域網口或串口，用于與外部交互控制參數。

下面對本發(fā)明的具體實施方式進行說明。

圖2為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的第一示范性結構圖。

如圖2所示，該譜儀10包括集成有處理器核151的現場可編程門陣列15?，F場可編程門陣列15與數模轉換陣列13和模數轉換陣列11分別連接。第一多路復用器陣列12與模數轉換陣列11連接；第二多路復用器陣列14與數模轉換陣列13連接。第一多路復用器陣列12和第二多路復用器陣列14分別與現場可編程門陣列15連接。第一多路復用器陣列12和第二多路復用器陣列13可以分別連接各自的放大器。

譜儀10還包括與現場可編程門陣列15連接的內存16、協處理器陣列18、can接口21、固態(tài)硬盤陣列22和控制接口19。譜儀10還包括以太口20和串口23。譜儀10可以通過can接口21接收磁體溫度監(jiān)控信號、病床位置信號等控制參數。譜儀10可以通過控制接口19發(fā)送病床位置移動命令、磁體溫度控制命令等控制命令。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號的具體過程包括：與譜儀連接的接收設備(比如，射頻信號接收模塊)從磁共振成像系統的本地線圈系統接收模擬格式的射頻信號；第一多路復用器陣列12基于現場可編程門陣列15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道?，F場可編程門陣列15從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被現場可編程門陣列15選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻信號發(fā)送到現場可編程門陣列15。

譜儀10接收射頻反饋信號和磁場梯度反饋信號的具體過程包括：與譜儀10連接的接收設備(比如，反饋信號接收模塊)從射頻信號發(fā)射源接收射頻反饋信號，從磁場梯度信號發(fā)射源接收磁場梯度反饋信號； 第一多路復用器陣列12基于現場可編程門陣列15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻反饋信號和/或磁場梯度反饋信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道?，F場可編程門陣列15從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被現場可編程門陣列15選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻反饋信號和/或模擬格式的磁場梯度反饋信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻反饋信號和/或數字格式的磁場梯度反饋信號發(fā)送到現場可編程門陣列15。

譜儀10向磁共振成像系統的發(fā)射線圈系統發(fā)送射頻信號的具體過程包括：現場可編程門陣列15生成數字格式的射頻信號；現場可編程門陣列15從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被現場可編程門陣列15選中的數模轉換芯片將數字格式的射頻信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14基于現場可編程門陣列15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到輸出設備(比如，射頻信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的射頻信號發(fā)送到發(fā)射線圈系統。

譜儀10向磁共振成像系統的梯度線圈系統發(fā)送磁場梯度信號的具體過程包括：現場可編程門陣列15生成數字格式的磁場梯度信號；現場可編程門陣列15從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被現場可編程門陣列15選中的數模轉換芯片將數字格式的磁場梯度信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14選擇將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到輸出設備(比如，磁場梯度信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到磁共振成像系統的梯度線圈。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號之后，可以自行生成磁共振圖像，并通過以太口20經由以太通訊方式向位于譜儀10外部的接收設備33發(fā)送磁共振圖像。可選地，譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號之后，也可以與外部的計算資源協同生成磁共振圖像。此時，譜儀以太口33經由以太通訊方式與外部的計算資源33交互，以協作生成磁共振圖像。譜儀10還可以通過串口23與顯示器32和外部的磁盤陣列31相連接，以顯示磁共振圖像。

圖3為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的第二示范性結構圖。

如圖3所示，該譜儀10包括現場可編程門陣列15?，F場可編程門陣列15與數模轉換陣列13和模數轉換陣列11分別連接。第一多路復用器陣列12與模數轉換陣列11連接；第二多路復用器陣列14與數模轉換陣列13連接。第一多路復用器陣列12和第二多路復用器陣列14分別與現場可編程門陣列15連接。第一多路復用器陣列12和第二多路復用器陣列11可以分別連接各自的放大器。

譜儀10還包括內存16、can接口21、pcie接口24、pcie接口25、串口23和控制接口19。譜儀10可以通過can接口21接收磁體溫度監(jiān)控信號、病床位置信號等控制參數。譜儀10可以通過控制接口19發(fā)送病床位置移動命令、磁體溫度控制命令等控制命令。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號的具體過程包括：與譜儀10連接的接收設備(比如，射頻信號接收模塊)從磁共振成像系統的本地線圈系統接收模擬格式的射頻信號；第一多路復用器陣列12基于現場可編程門陣列15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到模數轉換陣列11的 輸入通道?，F場可編程門陣列15從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被現場可編程門陣列15選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻信號發(fā)送到現場可編程門陣列15。

譜儀10接收射頻反饋信號和磁場梯度反饋信號的具體過程包括：與譜儀10連接的接收設備(比如，反饋信號接收模塊)從射頻信號發(fā)射源接收射頻反饋信號，從磁場梯度信號發(fā)射源接收磁場梯度反饋信號；第一多路復用器陣列12基于現場可編程門陣列15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻反饋信號和/或磁場梯度反饋信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道?，F場可編程門陣列15從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被現場可編程門陣列15選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻反饋信號和/或模擬格式的磁場梯度反饋信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻反饋信號和/或數字格式的磁場梯度反饋信號發(fā)送到現場可編程門陣列15。

譜儀10向磁共振成像系統的發(fā)射線圈系統發(fā)送射頻信號的具體過程包括：現場可編程門陣列15生成數字格式的射頻信號；現場可編程門陣列15從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被現場可編程門陣列15選中的數模轉換芯片將數字格式的射頻信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14基于現場可編程門陣列15的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到輸出設備(比如，射頻信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的射頻信號發(fā)送到發(fā)射線圈系統。

譜儀10向磁共振成像系統的梯度線圈系統發(fā)送磁場梯度信號的具體過程包括：現場可編程門陣列15生成數字格式的磁場梯度信號；現場可編程門陣列15從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被現場可編程門陣列15選中的數模轉換芯片將數字格式的磁場梯度信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14選擇將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到輸出設備(比如，磁場梯度信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到磁共振成像系統的梯度線圈系統。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號之后，可以自行生成磁共振圖像，并通過pcie接口24、pcie接口25或串口23向外部的計算機30提供磁共振圖像。計算機30具有對應于pcie接口24的pcie接口36、對應于pcie接口25的pcie接口37以及對應于串口23的串口35。

圖4為根據本發(fā)明實施方式磁共振成像系統的譜儀的第三示范性結構圖。

如圖4所示，該譜儀10包括集成有處理器核601的現場可編程門陣列60以及不集成有處理器核的單個或多個現場可編程門陣列50?，F場可編程門陣列60與現場可編程門陣列50共同構成譜儀10的控制模塊。而且，處理器核601具體可以實施為cpu核或mcu核。

集成有處理器核601的現場可編程門陣列60與數模轉換陣列13連接。不集成有處理器核的現場可編程門陣列50與模數轉換陣列11連接。而且，第一多路復用器陣列12與模數轉換陣列11連接；第二多路復用器陣列14與數模轉換陣列13連接。第一多路復用器陣列12和不集成有處理器核的現場可編程門陣列50連接。第二多路復用器陣列14和集成有處理器核601的現場可編程門陣列60連接。第一多路復用 器陣列12和第二多路復用器陣列14可以分別連接各自的放大器。

譜儀10還包括與現場可編程門陣列60連接的協處理器陣列18、內存16、以太口20、can接口21、固態(tài)硬盤陣列22、串口23和控制接口19。譜儀10可以通過can接口21接收磁體溫度監(jiān)控信號、病床位置信號等控制參數。譜儀10可以通過控制接口19發(fā)送病床位置移動命令、磁體溫度控制命令等控制命令。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號的具體過程包括：與譜儀10連接的接收設備(比如，射頻信號接收模塊)從磁共振成像系統的本地線圈系統接收模擬格式的射頻信號；第一多路復用器陣列12基于不集成有處理器核的現場可編程門陣列50的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道。不集成有處理器核的現場可編程門陣列50從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被不集成有處理器核的現場可編程門陣列50選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻信號發(fā)送到不集成有處理器核的現場可編程門陣列50。

譜儀10接收射頻反饋信號和磁場梯度反饋信號的具體過程包括：與譜儀連接的接收設備(比如，反饋信號接收模塊)從射頻信號發(fā)射源接收射頻反饋信號，從磁場梯度信號發(fā)射源接收磁場梯度反饋信號；第一多路復用器陣列12基于不集成有處理器核的現場可編程門陣列50的控制操作，選擇將模擬格式的射頻反饋信號和/或磁場梯度反饋信號發(fā)送到模數轉換陣列11的輸入通道。不集成有處理器核的現場可編程門陣列50從模數轉換陣列11中選擇執(zhí)行模數轉換操作的模數轉換芯片。被不集成有處理器核的現場可編程門陣列50選中的模數轉換芯片將模擬格式的射頻反饋信號和/或模擬格式的磁場梯度反饋信號轉換為數字格式，再將數字格式的射頻反饋信號和/或數字格式的磁場梯度反饋信號發(fā)送到不集成有處理器核的現場可編程門陣列50。

譜儀10向磁共振成像系統的發(fā)射線圈系統發(fā)送射頻信號的具體過程包括：集成有處理器核601的現場可編程門陣列60生成數字格式的射頻信號；集成有處理器核601的現場可編程門陣列60從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被集成有處理器核601的現場可編程門陣列60選中的數模轉換芯片將數字格式的射頻信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14基于集成有處理器核601的現場可編程門陣列60的控制操作，選擇將模擬格式的射頻信號發(fā)送到輸出設備(比如，射頻信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模擬格式的射頻信號發(fā)送到發(fā)射線圈系統。

譜儀10向磁共振成像系統的梯度線圈系統發(fā)送磁場梯度信號的具體過程包括：集成有處理器核601的現場可編程門陣列60生成數字格式的磁場梯度信號；集成有處理器核601的現場可編程門陣列60從數模轉換陣列13中選擇執(zhí)行數模轉換操作的數模轉換芯片；被集成有處理器核601的現場可編程門陣列60選中的數模轉換芯片將數字格式的磁場梯度信號轉換為模擬格式；第二多路復用器陣列14選擇將模擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到輸出設備(比如，磁場梯度信號發(fā)送模塊)的輸出通道。然后，輸出設備再將模 擬格式的磁場梯度信號發(fā)送到磁共振成像系統的梯度線圈系統。

譜儀10從磁共振成像系統的本地線圈系統接收射頻信號之后，可以自行生成磁共振圖像，并通過以太口20以太通訊方式向外部設備33發(fā)送磁共振圖像。可選地，譜儀從磁共振成像系統的本地線圈接收射頻信號之后，也可以與外部設備33協同生成磁共振圖像。此時，譜儀10通過以太口20以太通訊方式與外部設備33交互生成磁共振圖像。譜儀10還可以通過串口23與顯示器32連接，以顯示磁共振圖像。

可以通過多種方式實施本發(fā)明。比如，可以將本發(fā)明提出的數字控制系統印制在印刷電路板上，該印刷電路板作為磁共振成像系統的信號處理板。

本發(fā)明還提出了一種磁共振成像系統的信號處理板。

圖5為根據本發(fā)明磁共振成像系統的信號處理板的結構圖。

如圖5所示，該信號處理板40包括：

基板17；

布置在基板17上的模數轉換陣列11；

布置在基板17上的、與模數轉換陣列11連接的第一多路復用器陣列12；

布置在基板17上的控制模塊15，用于通過第一多路復用器陣列12和模數轉換陣列接11收一或多個輸入信號。

優(yōu)選地，該信號處理板40還可以包括布置在基板17上的數模轉換器。

優(yōu)選地，該信號處理板40還可以包括：布置在基板17上的數模轉換陣列13；布置在基板17上的、與數模轉換陣列13連接的第二多路復用器陣列14；其中布置在基板17上的控制模塊15，還用于通過數模轉換陣列13和第二多路復用器陣列14發(fā)送一或多個輸出信號。

具體地，基板17可以實施為：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。

在一個實施方式中，輸入信號包括下列中的至少一個：射頻信號；射頻反饋信號；磁場梯度反饋信號；包含控制參數的控制指令；和/或，輸出信號包括下列中的至少一個：射頻信號；磁場梯度信號；控制命令。

在一個實施方式中，控制模塊15包括：一或多個現場可編程門陣列；或，一現場可編程門陣列，所述現場可編程門陣列集成一或多個處理器核；或，一或多個處理器和一或多個現場可編程門陣列；或，一或多個處理器和一或多個協處理器陣列；或，一或多個現場可編程門陣列和一或多個協處理器陣列；或，一或多個處理器。

在一個實施方式中，還包括：布置在基板17上的、與第一多路復用器陣列12連接的第一放大器，用于放大輸入信號；和/或，布置在基板17上的、與第二多路復用器陣列14連接的第二放大器，用于放大輸出信號。

在一個實施方式中，還包括下列中至少一個：布置在基板17上的以太口；布置在基板17上的顯示接口；布置在基板17上的控制器局域網口；布置在基板17上的串口。

綜上所述，在本發(fā)明實施方式中，譜儀包括：模數轉換陣列；與模數轉換陣列連接的第一多路復用器陣列；控制模塊，用于通過第一多路復用器陣列和模數轉換陣列接收一或多個輸入信號?？梢?，本發(fā)明實施方式可以在任意的輸入口接收任意數目和任意類型的輸入信號。而且，本發(fā)明實施方式還可以在任意的輸出口輸出任意數目和任意類型的輸出信號，因此本發(fā)明實施方式可以提高可配置性和可擴展性，并且節(jié)約成本。

而且，在本發(fā)明實施方式中，可以將處理器核集成在現場可編程門陣列中，可以顯著降低成本。還有，在本發(fā)明實施方式中，通過引入協處理器陣列，還可以提高控制模塊的處理性能。

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