[发明专利]用于提高磁共振成像(MRI)系统中的数据通信链路的效率和鲁棒性的方法和装置

说明书

在MRI系统中，对于在发生数据链路错误的情况下对最终重建的MRI图像的质量将产生较大影响的采集的MR信号，在通过数据通信链路发送这种MR信号之前，利用较高或较为鲁棒的编码级别对这种MR信号进行编码。相反，对于在发生数据链路错误的情况下对最终重建的MRI图像的质量将产生较小影响的采集的MR信号，在通过所述数据通信链路发送这种MR信号之前，利用较低或较不鲁棒的编码级别对这种MR信号进行编码。总体结果是提高了用于通过数据链路发送的数据的所述数据链路的鲁棒性和效率。

背景技术

MRI是一种成像技术，其允许以前所未有的组织对比度对目标(例如，在人体中发现的目标)进行横截面观察。MRI基于核磁共振(NMR)的原理，即，具有非零自旋的原子核具有磁矩。在医学成像中，原子核通常是氢原子的核，其在人体中的浓度很高。射频(RF)波被引导到外部强磁场中的核处，引起质子的激发和质子的弛豫。质子的弛豫会引起由核发出的RF信号，该RF信号能够被检测到并且能够被处理以形成图像。

MRI系统的RF接收线圈检测由核发出的RF信号。RF接收线圈被定位在被扫描的人体上或者被定位为非常靠近被扫描的人体。通常被定位在RF线圈处或者被定位为非常靠近RF线圈的RF接收器接收由RF线圈检测到的RF信号并将接收到的RF信号转换为模拟电信号。RF接收器通常包括模数转换器(ADC)，ADC对模拟电信号进行采样并将其转换为数字样本。然后将数字样本进行编码(即，数据压缩和纠错编码)，从电域转换到光域，并且通过光纤数据通信链路发送到被定位在与患者所在的检查室物理分开的技术室中的远程仪器。远程仪器将通过链路发送的信息从光域转换到电域并对电域信息进行解码(即，反转编码过程)以恢复图像数据。远程仪器的重建计算机执行重建算法，该重建算法处理图像数据以重建图像。美国专利US 8575935(下文称为“'935专利”)公开了这样的装置，通过引用将其整体并入本文。

在一些MRI系统中，RF信号的数字化由远程仪器的ADC而不是由RF接收器的ADC来执行。例如，在一些情况下，数据通信链路不是光纤数据通信链路，而是同轴线缆，RF信号通过该同轴线缆从RF接收器被传送到远程仪器。在远程仪器的网络集线器中，ADC对RF信号进行采样以执行数字化。远程仪器的重建计算机执行重建算法，该重建算法处理图像数据以重建图像。'935专利也公开了这种替代装置。

现代MRI系统使用多个RF线圈来获得人体的高分辨率图像。在这样的系统中，支持高分辨率成像所需的数据速率能够超过1吉比特(Gbp)/秒。压缩和纠错编码技术用于在通过光纤通信链路发送数据之前对数据进行编码，以便减少数据有效载荷并提高链路的鲁棒性。当前用于现代MRI系统的编码方法对控制数据应用一个固定编码级别，而对图像数据应用另一个固定编码级别。对于具有较低数据速率要求的控制数据，应用较高编码级别，从而得到具有低误码率(BER)的鲁棒数据链路。然而，较高编码级别会因要使用较大位数来编码数据而导致数据链路效率较低。对于具有高数据速率要求的图像数据，应用较低编码级别，这会引起因要使用较少位数来编码数据而使得数据链路更有效，但是也会较不鲁棒(即，较高的BER)。因此，利用当前的方法，在链路效率与链路鲁棒性之间存在折衷。

期望提供用于以同时提高数据链路效率和数据链路鲁棒性的方式对MRI系统中的数据进行编码来消除折衷的方法和装置。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解代表性实施例。需要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制的。实际上，为了清楚讨论，可以任意增大或减小尺寸。只要适用且实用，相同的附图标记表示相同的元件。

图1图示了根据代表性实施例的MRI系统100的电气部件、电磁部件、磁性部件和光学部件的框图。

图2图示了根据代表性实施例的具有图1所示的集成数字转换器的接收线圈元件的采样和编码电路的框图。

图3图示了根据代表性实施例的用于在通过图1所示的MRI系统的数据通信链路发送数据之前对数据进行采样和编码的方法的流程图。