本公開涉及磁共振成像，更具體地，涉及一種磁共振信號的激發(fā)與處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、磁共振成像（magnetic?resonance?imaging，簡稱mri）作為一種重要的醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)，具有高分辨率、無電離輻射、多參數(shù)成像等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床檢查中。同時，與計算機斷層掃描（computed?tomography，簡稱ct）和超聲波檢查相比，mri無需使用x射線和造影劑，而是通過外加磁場改變?nèi)梭w內(nèi)水質(zhì)子的自旋方向以生成圖像，因此對人體無害，且成像更加細致。

2、在實現(xiàn)本公開構(gòu)思的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中存在傳統(tǒng)的磁共振信號的激發(fā)或處理裝置集成度較低、不夠靈活且信號傳輸質(zhì)量較差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提供了一種磁共振信號的激發(fā)與處理設(shè)備。

2、本公開的一個方面提供了一種磁共振信號的激發(fā)與處理設(shè)備，包括：

3、核心處理模塊，用于對初始波信號進行相位校正處理和調(diào)制處理，生成激發(fā)脈沖；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用于將激發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換為射頻脈沖；預(yù)處理模塊，用于對接收到的初始磁共振信號進行初始濾波處理，生成放大磁共振信號；其中，初始磁共振信號是由射頻脈沖激發(fā)射頻磁場生成的；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將放大磁共振信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字磁共振信號并傳輸至核心處理模塊，以便利用核心處理模塊處理數(shù)字磁共振信號，生成目標磁共振信號。

4、根據(jù)本公開的實施例，初始波信號包括基帶波和載波，對初始波信號進行相位校正處理和調(diào)制處理，生成激發(fā)脈沖，包括：讀取與基帶波對應(yīng)的第一累加相位時序數(shù)據(jù)以及與載波對應(yīng)的第二累加相位時序數(shù)據(jù)；基于與第一累加相位時序數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一泰勒級數(shù)方程對第一累加相位時序數(shù)據(jù)進行處理，得到與基帶波對應(yīng)的第一校正信號；基于與第二累加相位時序數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二泰勒級數(shù)方程對第二累加相位時序數(shù)據(jù)進行處理，得到與載波對應(yīng)的第二校正信號；對第一校正信號和第二校正信號進行幅度調(diào)制處理，生成激發(fā)脈沖。

5、根據(jù)本公開的實施例，第一泰勒級數(shù)方程包括多個第一泰勒展開項，基于與第一累加相位時序數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一泰勒級數(shù)方程對第一累加相位時序數(shù)據(jù)進行處理，得到與基帶波對應(yīng)的第一校正信號，包括：根據(jù)第一累加相位時序數(shù)據(jù)，得到與每個時刻各自對應(yīng)的第一相位誤差；針對與每個時刻各自對應(yīng)的第一相位誤差，從多個第一泰勒展開項中確定第一泰勒目標項；根據(jù)第一泰勒目標項，對與每個時刻各自對應(yīng)的第一相位誤差進行校正，得到第一校正信號。

6、根據(jù)本公開的實施例，第二泰勒級數(shù)方程包括多個第二泰勒展開項，基于與第二累加相位時序數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二泰勒級數(shù)方程對第二累加相位時序數(shù)據(jù)進行處理，得到與載波對應(yīng)的第二校正信號，包括：根據(jù)第二累加相位時序數(shù)據(jù)，得到與每一時刻各自對應(yīng)的第二相位誤差；針對與每一時刻各自對應(yīng)的第二相位誤差，從多個第二泰勒展開項中確定第二泰勒目標項；根據(jù)第二泰勒目標項，對與每個時刻各自對應(yīng)的第二相位誤差進行校正，得到第二校正信號。

7、根據(jù)本公開的實施例，處理數(shù)字磁共振信號，生成目標磁共振信號，包括：對數(shù)字磁共振信號進行下變頻處理，得到低頻磁共振信號；對低頻共振信號進行多次濾波處理，得到目標磁共振信號。

8、根據(jù)本公開的實施例，對低頻共振信號進行多次濾波處理，得到目標磁共振信號，包括：對低頻共振信號進行抽取濾波處理，得到低速磁共振信號；對低速磁共振信號進行卡爾曼濾波處理，得到目標磁共振信號。

9、根據(jù)本公開的實施例，核心處理模塊包括卡爾曼濾波單元；對低速磁共振信號進行卡爾曼濾波處理，得到目標磁共振信號，包括：根據(jù)卡爾曼濾波單元在第n-1時刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型和接收到的低速磁共振信號，對卡爾曼濾波單元在第n時刻的狀態(tài)參數(shù)進行預(yù)測，得到與第n時刻相對應(yīng)的初始預(yù)測狀態(tài)參數(shù)；根據(jù)卡爾曼濾波單元在第n-1時刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，得到與第n時刻相對應(yīng)的預(yù)測誤差協(xié)方差矩陣；根據(jù)與第n時刻相對應(yīng)的預(yù)測誤差協(xié)方差矩陣和觀測矩陣，得到與第n時刻相對應(yīng)的增益數(shù)據(jù)；根據(jù)與第n時刻相對應(yīng)的增益數(shù)據(jù)，對與第n時刻相對應(yīng)的初始預(yù)測狀態(tài)參數(shù)進行更新，得到與第n時刻相對應(yīng)的目標預(yù)測狀態(tài)參數(shù)；根據(jù)與第n時刻相對應(yīng)的增益數(shù)據(jù)，對與第n時刻相對應(yīng)的預(yù)測誤差協(xié)方差矩陣進行更新，得到與第n時刻相對應(yīng)的目標誤差協(xié)方差矩陣；根據(jù)與第n時刻相對應(yīng)的目標預(yù)測狀態(tài)參數(shù)和與第n時刻相對應(yīng)的目標誤差協(xié)方差矩陣，得到與第n時刻相對應(yīng)的目標磁共振信號。

10、根據(jù)本公開的實施例，上述設(shè)備還包括：參數(shù)配置子模塊，用于對核心處理模塊的預(yù)設(shè)參數(shù)進行調(diào)整。

11、根據(jù)本公開的實施例，上述設(shè)備還包括：片外存儲模塊，用于存儲目標磁共振信號中傳輸速率大于預(yù)定閾值的候選目標磁共振信號。

12、根據(jù)本公開的實施例，上述設(shè)備還包括：網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，用于將目標磁共振信號傳輸至計算機，以根據(jù)目標磁共振信號生成磁共振圖像。

13、根據(jù)本公開的實施例，核心處理模塊首先基于初始波信號生成用于激發(fā)共振磁場的脈沖，預(yù)處理模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接收由射頻脈沖激發(fā)的初始磁共振信號并進行初步濾波處理，以便核心處理模塊將接收到的初步濾波后的數(shù)字磁共振信號進行進一步處理，得到信噪比更高的目標磁共振信號，由于在設(shè)備內(nèi)部進行多次濾波處理，因此得到的目標磁共振信號具有較高的信噪比，能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。且將磁共振信號的激發(fā)和處理操作集成于同一可編程門陣列（簡稱fpga）芯片即核心處理模塊實現(xiàn)，具有較高的集成度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單且信號時延較低，同時，根據(jù)目標磁共振信號重建得到的磁共振圖像質(zhì)量較高。

技術(shù)特征：

1.一種磁共振信號的激發(fā)與處理設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述初始波信號包括基帶波和載波，所述對所述初始波信號進行相位校正處理和調(diào)制處理，生成激發(fā)脈沖，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第一泰勒級數(shù)方程包括多個第一泰勒展開項，所述基于與第一累加相位時序數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一泰勒級數(shù)方程對所述第一累加相位時序數(shù)據(jù)進行處理，得到與所述基帶波對應(yīng)的第一校正信號，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第二泰勒級數(shù)方程包括多個第二泰勒展開項，所述基于與第二累加相位時序數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二泰勒級數(shù)方程對所述第二累加相位時序數(shù)據(jù)進行處理，得到與所述載波對應(yīng)的第二校正信號，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處理所述數(shù)字磁共振信號，生成目標磁共振信號，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述對所述低頻共振信號進行多次濾波處理，得到所述目標磁共振信號，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述核心處理模塊包括卡爾曼濾波單元；所述對所述低速磁共振信號進行卡爾曼濾波處理，得到所述目標磁共振信號，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述核心處理模塊，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種磁共振信號的激發(fā)與處理設(shè)備，可以應(yīng)用于磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域。該設(shè)備包括：核心處理模塊，用于對初始波信號進行相位校正處理和調(diào)制處理，生成激發(fā)脈沖；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用于將激發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換為射頻脈沖；預(yù)處理模塊，用于對接收到的初始磁共振信號進行初始濾波處理，生成放大磁共振信號；其中，初始磁共振信號是由射頻脈沖激發(fā)射頻磁場生成的；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將放大磁共振信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字磁共振信號并傳輸至核心處理模塊，以便利用核心處理模塊處理數(shù)字磁共振信號，生成目標磁共振信號。

技術(shù)研發(fā)人員：江澤松,張牧晗,張晴,劉慶云,宋雪雁,陳萍
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9