[发明专利]用于磁共振成像系统的数字射频接收器及其信号处理方法

摘要

本发明涉及一种用于磁共振成像系统的数字射频接收器及其信号处理方法，该数字射频接收器包括A/D数据采集板卡、第一数字正交调解模块、第二数字正交调解模块、第一m级小波分解模块、第二m级小波分解模块、第一FIR滤波器、第二FIR滤波器、K空间数据构造模块。与现有技术相比，本发明的优点在于：避免了繁琐的模拟电路设计，数字正交解调方法也可以有效的减少双通道信号的不平衡及频谱失真，同时数字信号的滤波和抽取方法也易于设计，另外，本方法受硬件误差影响小，可移植性强，可与不同的A/D采集板卡配合使用。

主权项

一种用于磁共振成像系统的数字射频接收器，其特征在于：包括A/D数据采集板卡，用于对经过磁共振成像系统中接收线圈和前置功放传递过来的模拟磁共振信号进行采集及A/D转换，从而获得原始数字磁共振信号；第一数字正交调解模块，将A/D数据采集板卡得到的原始数字磁共振信号与正弦载波信号sin(2πf0nτ+θ0)相乘，进行数字解调，使A/D数据采集板卡得到的数字磁共振信号从正弦载波信号上调解到零频处，得到包含成像物体磁共振信号虚部的第一路数字信号；第二数字正交调解模块，将A/D数据采集板卡得到的数字磁共振信号与余弦载波信号cos(2πf0nτ+θ0)相乘，进行数字解调，使A/D数据采集板卡得到的数字磁共振信号从余弦载波信号上调解到零频处，得到包含成像物体磁共振信号实部的第二路数字信号；上述正弦载波信号及余弦载波信号中，f0为磁共振的中心频率，并且f0＝(1/2π)ω0，ω0为磁共振的角频率，单位是rad/s，并且ω0＝γ(B0+Z1GZ)，其中γ为原子核的旋磁比，B0为主磁场强度，Z1为成像层面位置，GZ为选层梯度；n为自然数；τ为A/D数据采集板卡的采样间隔；θ0为正弦载波信号和余弦载波信号的初始相位，并且θ0＝θrf+2πf0(t2‑t1)，其中θrf为射频发生器产生的射频脉冲信号的初始相位，射频脉冲用于对磁场中的成像物体进行激励，其发射的起始时间为t1，经过一段对成像物体空间编码的时间后，再对物体产生的磁共振信号进行采集，开始采集的时间为t2；第一m级小波分解模块，将第一数字正交调解模块得到的包含成像物体磁共振信号虚部的第一路数字信号进行m级分解和抽取，降低信号采样率，同时去除高频噪声，保留有效的低频信号；m是大于等于2的自然数，该第一m级小波分解模块的抽取倍数为2m；第二m级小波分解模块，将第二数字正交调解模块得到的包含成像物体磁共振信号实部的第二路数字信号进行m级分解和抽取，降低信号采样率，同时去除高频噪声，保留有效的低频信号；m是大于等于2的自然数，该第二m级小波分解模块的抽取倍数为2m；第一FIR滤波器，将第一m级小波分解模块得到的信号进行滤波和抽取，获得成像物体磁共振信号的虚部；第二FIR滤波器，将第二m级小波分解模块得到的信号进行滤波和抽取，获得成像物体磁共振信号的实部；K空间数据构造模块，利用成像物体磁共振信号的实部和虚部分量构造K空间数据S(n)＝I(n)+jQ(n)，其中I(n)为成像物体磁共振信号的实部，Q(n)为成像物体磁共振信号的虚部。