利用高性能ADC打造新的磁共振成像发送/接收架构

来源:电子工程世界 作者:—— 时间:2010-08-25 09:45

为了区分不同类型的人体组织,MRI系统对接收信号的幅度进行分析。被激发的原子核连续辐射信号,直到将激发期间所吸收的能量完全释放掉。指数衰减信号的时间常数通常在几十毫秒到1秒;恢复时间是场强的函数,并取决于不同类型的人体组织。利用时间常数的变化可以识别出人体组织的类型。

发送/接收线圈

  发送和接收线圈用于激励氢原子并接收原子核恢复产生的信号,这些线圈必须针对特殊的人体部位进行成像优化,这就需要系统能够灵活地配置线圈。针对需要成像的人体部位,可以使用独立的发送和接收线圈,也可以使用组合在一起的发送/接收线圈。此外,为了提高图像的采集次数,MRI系统使用多路发送/接收线圈并行工作,获取更多的信息,当然,这需要借助线圈位置的空间相关性。

RF接收器

  RF接收器用于处理来自接收线圈的信号。目前,多数MRI系统具有6路或更多通道的接收器,处理来自多路线圈的信号。信号的频率范围大约分布在1MHz至300MHz,频率范围在很大程度上取决于静态磁场的强度。接收信号的带宽很窄,通常小于20kHz,与梯度磁场的强度有关。

  传统的MRI接收器配置包含一个低噪声放大器(LNA),随后接混频器。混频器进行信号混频,把有用信号变频到较低中频,然后经过12位至16位高分辨率、低速模/数转换器(ADC)转换成数字信号。采用这种接收架构,ADC可以工作在1MHz以下的采样率。由于带宽需求较低,可以利用单片高于1MHz至5MHz采样率的ADC,通过多路复用器以时分复用形式转换多路信号。高性能ADC的出现造就了新的接收器架构。可以利用宽带、采样率高达100MHz的12位至16位高分辨率ADC直接对信号进行采样,从而省去接收通道的模拟混频器。

发送器

  MRI发送器产生激发氢原子的RF脉冲,激发脉冲的频率范围和梯度磁场强度取决于成像区域的宽度。典型的发射脉冲以±1kHz相当窄的带宽产生输出信号。需要时域波形产生该窄带信号,类似于传统的同步信号。该波形通常在基带以数字形式产生,然后经过混频器变频到适当的中心频率。传统的发送机制需要低速数/模转换器(DAC),产生基带波形,该信号的带宽非常窄。同样,利用新一代DAC技术可以改善传统的发送器架构。通过高速、高分辨率DAC可以直接产生高达300MHz的RF发射脉冲。在数字域即可产生整个频带的波形并进行上变频。

图像信号处理

  按照k间隔采集频率和相位信号,处理器/计算机计算k间隔采集数据的2维傅立叶变换,生成图像信号。

相关文章

资讯排行榜

  • 每日排行
  • 每周排行
  • 每月排行

华强资讯微信号

关注方法:
· 使用微信扫一扫二维码
· 搜索微信号:华强微电子