一種多通道磁共振成像設(shè)備的sar實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：它包括若干功率測(cè)量單元和一數(shù)字信號(hào)處理單元，每一功率測(cè)量單元包括一雙向定向耦合器、一前向功率傳感器和一反向功率傳感器，數(shù)字信號(hào)處理單元包括若干模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、一微處理器和一存儲(chǔ)器；各功率測(cè)量單元分別設(shè)置在磁共振成像設(shè)備中每一通道的發(fā)射接收開關(guān)和射頻發(fā)射線圈之間，測(cè)量所在通道的瞬時(shí)通過功率，并將測(cè)量結(jié)果均傳輸至數(shù)字信號(hào)處理單元；數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)接收到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理后輸出控制信號(hào)并傳輸至控制譜儀，由控制譜儀保持開通或關(guān)斷相應(yīng)通道的功率放大器。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于以臨床診斷或科學(xué)研究為目的的磁共振成像設(shè)備中。
【專利說明】-種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電磁波能量吸收率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種多通道磁共振 成像設(shè)備的電磁能量吸收率SAR(Specific Absorption Rate)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 磁共振成像是一種不需要射線和其它電離輻射就能產(chǎn)生人體內(nèi)部圖像的成像方 式，廣泛應(yīng)用在臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)科學(xué)，包括生物醫(yī)藥、遺傳基因、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科 學(xué)等研究領(lǐng)域。磁共振成像的工作原理大致如下：磁體產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng)的相對(duì)均勻 的基本磁場(chǎng)，即主磁場(chǎng)Btl場(chǎng)，然后在主磁場(chǎng)上迭加一個(gè)用于空間位置編碼的三維梯度磁場(chǎng)。 在磁共振成像時(shí)，為了產(chǎn)生和獲取磁共振信號(hào)，通常需要利用一個(gè)或者多個(gè)射頻發(fā)射線圈 發(fā)射射頻脈沖，產(chǎn)生一個(gè)垂直于主磁場(chǎng)Btl場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)B1射頻場(chǎng)，激發(fā)人體內(nèi)的質(zhì)子產(chǎn)生磁共 振現(xiàn)象，生成旋轉(zhuǎn)的橫向磁共振矢量Mxy。旋轉(zhuǎn)的橫向磁共振矢量Mxy切割一個(gè)或者多個(gè)射 頻接收線圈，射頻接收線圈接收人體發(fā)出的微弱磁共振信號(hào)，最后將獲取的磁共振信號(hào)通 過圖像重建得到磁共振圖像。
[0003] 近年來，為提高圖像信噪比，磁共振成像系統(tǒng)中主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)不斷增強(qiáng)（例如 主磁場(chǎng)強(qiáng)度包括〇. 2T (特斯拉）、0. 35T、I. 5T、3T、4. 7T、H和9. 4T等），然而場(chǎng)強(qiáng)的增 強(qiáng)會(huì)使射頻脈沖載頻的頻率升高，從而會(huì)在人體內(nèi)沉積更多的電磁能量。另一方面，現(xiàn) 有的磁共振成像技術(shù)要求快速成像能力，而快速成像需要磁共振掃描儀在單位時(shí)間內(nèi)向 患者發(fā)送更高重復(fù)頻率的射頻脈沖序列，這也導(dǎo)致受試者要承受更多的電磁能量。因此 FDA(Food and Drug Administration，美國(guó)食品藥物監(jiān)督管理局）和 IEC(International Electrotechnical Commission國(guó)際電工委員會(huì)）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在磁共振成像中人體電磁 能量吸收率SAR)值不能超過規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)。由于現(xiàn)代的磁共振成像技術(shù)會(huì)使受試者承 受高SAR值，因此必須對(duì)磁共振成像中的SAR值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0004] 對(duì)SAR值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除了需要監(jiān)測(cè)整個(gè)觀察區(qū)域的SAR值，還包括監(jiān)測(cè)局部觀察 區(qū)域的SAR值。這是因?yàn)殡S著磁共振成像系統(tǒng)主磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的不斷增強(qiáng)和射頻頻率的不斷增 力口，隨之產(chǎn)生的射頻發(fā)射場(chǎng)的不均勻性問題越來越突出。為了解決上述問題，磁共振成像 系統(tǒng)發(fā)展了多通道并行發(fā)射技術(shù)，但是多通道并行發(fā)射技術(shù)由于各個(gè)通道間能量分布的 不均勻性，容易造成受試者體內(nèi)整體SAR值并沒有超過閾值而局部區(qū)域SAR值過高的現(xiàn)象， 產(chǎn)生高頻電磁傷害。因此，對(duì)局部SAR值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也是非常重要的。在掃描中對(duì)受試者 的SAR值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，首先需要測(cè)量輸入射頻發(fā)射線圈的功率。在大功率射頻信號(hào)測(cè)量中，需 要用到射頻電路中常用的定向耦合器，而定向耦合器有限的隔離度會(huì)引入測(cè)量誤差，即方 向性誤差。方向性誤差取決于耦合信號(hào)中耦合輸出信號(hào)反射功率的大小，與反射系數(shù)直接 相關(guān)：反射系數(shù)越大，方向性誤差越大，反射系數(shù)越小，方向性誤差越小。傳統(tǒng)的測(cè)試方法將 各個(gè)定向耦合器的誤差歸為一個(gè)相同的誤差值，這個(gè)相同的誤差值一般取反射系數(shù)較大時(shí) 的誤差值，從而增加了不必要的冗余誤差。如果采用不同的反射系數(shù)對(duì)應(yīng)不同誤差的形式， 可以避免不必要的冗余誤差。為了保證病人的安全，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法都是對(duì)整體射頻能量吸 收率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)局部射頻能量吸收率則是將閾值除以一個(gè)較大的安全因子，或者將測(cè)量 值乘以一個(gè)較大的估計(jì)因子。對(duì)于不同的介質(zhì)一些均勻激發(fā)的線圈的局部射頻能量吸收率 的最大值接近于整體射頻能量吸收率的1. 2?5倍，采用傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法對(duì)人體SAR值進(jìn)行 監(jiān)測(cè)時(shí)，得到的局部射頻能量吸收率的估計(jì)范圍過高，導(dǎo)致一些射頻序列不能在高場(chǎng)中運(yùn) 行，是一個(gè)很大的浪費(fèi)；而對(duì)于發(fā)射很不均勻的線圈，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法又不足以保證局部射頻 能量吸收率不超過安全標(biāo)準(zhǔn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)受試者整體和局部射頻能量 吸收率的多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種多通道磁共振成像設(shè)備的 SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：它包括若干功率測(cè)量單元和一數(shù)字信號(hào)處理單元；磁共振 成像設(shè)備中各通道發(fā)射鏈路均包括所述功率放大器、濾波器、發(fā)射接收開關(guān)和多通道射頻 發(fā)射線圈，各所述功率測(cè)量單元分別設(shè)置在每通道發(fā)射鏈路中所述發(fā)射接收開關(guān)和射頻發(fā) 射線圈之間，各所述功率測(cè)量單元測(cè)量所在通道的通過功率，并將測(cè)量結(jié)果均傳輸至所述 數(shù)字信號(hào)處理單元；所述數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)接收到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理后輸出控制信號(hào) 并傳輸至控制譜儀，由控制譜儀保持開通或關(guān)斷相應(yīng)通道的功率放大器。
[0007] 每一所述功率測(cè)量單兀包括一雙向定向f禹合器、一前向功率傳感器和一反向功率 傳感器；在磁共振成像設(shè)備的發(fā)射鏈路中，所述雙向定向耦合器的輸入端和輸出端分別連 接所在發(fā)射鏈路中所述發(fā)射接收開關(guān)的輸出端和射頻發(fā)射線圈的輸入端，所述雙向定向耦 合器的隔離端和耦合端分別連接所述前向功率傳感器和反向功率傳感器的輸入端，所述前 向功率傳感器和反向功率傳感器的輸出端分別連接所述信號(hào)處理單元；所述雙向定向耦合 器將功率放大器輸入的功率傳輸至射頻發(fā)射線圈，所述前向功率傳感器和反向功率傳感器 分別檢測(cè)所述雙向定向耦合器功率傳輸過程中從功率放大器傳輸至射頻發(fā)射線圈的功率 和從射頻發(fā)射線圈返回至功率放大器的功率，并將檢測(cè)到的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后傳 輸至所述數(shù)字信號(hào)處理單元。
[0008] 所述前向功率傳感器和反向功率傳感器均采用整流二極管或者檢波芯片。
[0009] 所述數(shù)字信號(hào)處理單元包括若干模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、一微處理器和一存儲(chǔ)器；所述模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)傳輸至所述微處理器，所述微處 理器將接收到的采樣數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲(chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)；所述微處理器采用滑動(dòng)算法對(duì)接 收到的各通道10秒和6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間平均和加權(quán)求和后，得到10 秒和6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的整體和局部測(cè)量區(qū)域的平均SAR值，整體和局部測(cè)量區(qū)域的平 均SAR值分別與所述微處理器中預(yù)設(shè)的整體和局部安全閾值進(jìn)行比較，所述微處理器輸出 控制信號(hào)并傳輸至控制譜儀，由控制譜儀關(guān)斷相應(yīng)通道的功率放大器。
[0010] 所述功率測(cè)量單元和數(shù)字信號(hào)處理單元全部采用無磁性射頻元器件。
[0011] 本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型由于設(shè)置了 若干功率測(cè)量單元和一數(shù)字信號(hào)處理單元，通過功率測(cè)量單元中的前向功率傳感器和反向 功率傳感器分別檢測(cè)所在通道的前向功率和反向功率，數(shù)字信號(hào)處理單元根據(jù)前向功率和 反向功率計(jì)算各通道的瞬時(shí)通過功率測(cè)量值和反射系數(shù)；采用局部區(qū)域?qū)崟r(shí)測(cè)量結(jié)果與仿 真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法來確定局部區(qū)域的SAR值，因此本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)受試者 整體和局部射頻能量吸收率，且與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法相比能夠減小測(cè)量誤差。2、本實(shí)用新型 SAR值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功率測(cè)量單元和數(shù)字信號(hào)處理單元由于全部采用無磁性射頻元器 件，可以置于磁體屏蔽室內(nèi)，放置在靠近終端多通道射頻發(fā)射線圈的地方，因此本實(shí)用新型 能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量到達(dá)射頻發(fā)射線圈的前向與反向功率，從而提高SAR值估算的準(zhǔn)確度。3、本 實(shí)用新型根據(jù)磁共振成像設(shè)備中每一通道測(cè)量獲得的不同的反射系數(shù)，通過查詢預(yù)存的反 射系數(shù)與測(cè)量誤差的對(duì)應(yīng)表格，來矯正瞬時(shí)通過功率的測(cè)量誤差，監(jiān)測(cè)受試者的整體與局 部SAR值，使不同的反射系數(shù)對(duì)應(yīng)不同的誤差形式，因此本實(shí)用新型能夠有效地減小各通 道功率的測(cè)量誤差。4、與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法相比，本實(shí)用新型除了對(duì)整個(gè)觀察區(qū)域的SAR值 進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，同時(shí)對(duì)局部SAR值進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在進(jìn)行局部區(qū)域測(cè)量時(shí)，采用各通道實(shí)時(shí) 測(cè)量結(jié)果與仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法來確定局部區(qū)域的SAR值，因此本實(shí)用新型能夠有 效的避免單純監(jiān)測(cè)受試者整體SAR值帶來的局部SAR值超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，從而有效的解決受試 者整體SAR值并沒有超過閾值，但受試者體內(nèi)局部承受SAR值過高的問題。5、本實(shí)用新型 采用功率測(cè)量單元對(duì)多通道發(fā)射線圈各通道的通過功率進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量后，采用快速數(shù)字信 號(hào)處理單元對(duì)測(cè)量到的通過功率信號(hào)進(jìn)行快速處理與計(jì)算，微處理器采用高速FPGA陣列 處理板，配合多路并行快速A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、搭載大容量高速存儲(chǔ)器（如DDR2SDRAM)，配 合有效的滑動(dòng)算法、預(yù)存儲(chǔ)的仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和快速通信協(xié)議方式（如UDP通信協(xié)議方式）， 能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)更新各通道的整體與局部SAR值數(shù)據(jù)，在磁共振實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)受試者的 整體與局部SAR值的實(shí)時(shí)與快速的監(jiān)測(cè)，確保其不超過國(guó)際人體實(shí)驗(yàn)安全標(biāo)準(zhǔn)，有效的保 證了臨床磁共振成像系統(tǒng)的安全性與合法性?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于 多通道發(fā)射磁共振成像設(shè)備中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本實(shí)用新型中10秒與6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的SAR值監(jiān)測(cè)計(jì)算方法流程圖；
[0014] 圖3是本實(shí)用新型中在At時(shí)間窗內(nèi)各通道滑動(dòng)求和平均算法的流程圖；
[0015] 圖4是本實(shí)用新型中待監(jiān)測(cè)區(qū)域剖分成的若干局部測(cè)量區(qū)域的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017] 如圖1所示，本實(shí)用新型的磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括若干功率測(cè) 量單元1和一數(shù)字信號(hào)處理單元2。磁共振成像設(shè)備中各通道發(fā)射鏈路均包括功率放大器 3、濾波器4、發(fā)射接收（Transmit and Receive)開關(guān)5和多通道射頻發(fā)射線圈6。其中，各 功率測(cè)量單元1分別設(shè)置在每通道發(fā)射鏈路中發(fā)射接收開關(guān)5和多通道射頻發(fā)射線圈6之 間。多通道射頻發(fā)射線圈6各功率測(cè)量單元1測(cè)量所在通道的通過功率，并將測(cè)量結(jié)果均 傳輸至數(shù)字信號(hào)處理單元2。數(shù)字信號(hào)處理單元2對(duì)接收到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理后輸出控 制信號(hào)，并將控制信號(hào)傳輸至控制譜儀7,控制譜儀7根據(jù)接收到的控制信號(hào)保持開通或關(guān) 斷相應(yīng)通道的功率放大器3。
[0018] 上述實(shí)施例中，如圖1所示，每一功率測(cè)量單元1包括一雙向定向f禹合器11、一前 向功率傳感器12和一反向功率傳感器13。在磁共振成像設(shè)備的多通道發(fā)射鏈路中，雙向定 向耦合器11的輸入端和輸出端分別連接所在發(fā)射鏈路中發(fā)射接收開關(guān)5的輸出端和射頻 發(fā)射線圈4的輸入端，雙向定向耦合器11的耦合端和隔離端分別連接前向功率傳感器12 和反向功率傳感器13的輸入端。前向功率傳感器12和反向功率傳感器13的輸出端分別 連接數(shù)字信號(hào)處理單元2。雙向定向耦合器11將功率放大器3輸入的功率傳輸至射頻發(fā) 射線圈4,前向功率傳感器12和反向功率傳感器13分別檢測(cè)功率傳輸過程中雙向定向耦 合器11從功率放大器3傳輸至射頻發(fā)射線圈4的功率（即前向功率）和從射頻發(fā)射線圈 4返回至功率放大器3的功率（即反向功率），并將檢測(cè)到的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后傳 輸至數(shù)字信號(hào)處理單元2。
[0019] 上述實(shí)施例中，前向功率傳感器12和反向功率傳感器13均可以采用整流二極管 或者檢波芯片。前向功率傳感器12和反向功率傳感器13分別將接收到的前向功率信號(hào) 和反向功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并傳輸至輸出數(shù)字信號(hào)處理單元2,其中，功率信號(hào)和電壓 信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以根據(jù)實(shí)際需要選擇線性對(duì)應(yīng)關(guān)系、平方對(duì)應(yīng)關(guān)系或指數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系 等。
[0020] 上述實(shí)施例中，如圖1所示，數(shù)字信號(hào)處理單元2包括若干模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊21、一微 處理器22和一存儲(chǔ)器23。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊21在微處理器22的控制下對(duì)接收到的電壓信號(hào) 進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)傳輸至微處理器22,微處理器22將接收到的采樣數(shù)據(jù)傳輸至存儲(chǔ) 器23中進(jìn)行存儲(chǔ)；微處理器22采用滑動(dòng)算法對(duì)接收到的各通道10秒和6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗 內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間平均和加權(quán)求和，得到10秒和6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的整體和局部測(cè) 量區(qū)域的平均SAR值，并將整體和局部測(cè)量區(qū)域的平均SAR值分別與微處理器22中預(yù)設(shè)的 整體和局部安全閾值進(jìn)行比較，當(dāng)計(jì)算得到的整體和局部測(cè)量區(qū)域的平均SAR值超過預(yù)先 設(shè)定的安全閾值時(shí)，微處理器22輸出控制信號(hào)并傳輸至控制譜儀7,控制譜儀7根據(jù)接收到 的控制命令關(guān)斷相應(yīng)通道的功率放大器3,停止實(shí)驗(yàn)。
[0021] 在本實(shí)用新型中，微處理器22采用多路高速FPGA陣列，用于實(shí)現(xiàn)快速數(shù)字信號(hào)處 理功能。如圖1所示，該SAR值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中功率測(cè)量單元1和數(shù)字信號(hào)處理單元2全 部采用無磁性射頻元器件，使得該SAR值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以置于磁體屏蔽室內(nèi)，放置在靠 近終端多通道射頻發(fā)射線圈6的地方，以實(shí)時(shí)測(cè)量到達(dá)射頻發(fā)射線圈4的前向與反向功率， 提高SAR值估算的準(zhǔn)確度。
[0022] 基于本實(shí)用新型的多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型提出 了一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，如圖2所示，其包括以下步驟：
[0023] 1)在磁共振成像設(shè)備發(fā)射鏈路中每一通道的發(fā)射接收開關(guān)5和射頻發(fā)射線圈4之 間設(shè)置一包括若干功率測(cè)量單元1和一數(shù)字信號(hào)處理單元2的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；每一功 率測(cè)量單元1均包括一雙向定向耦合器11、一前向功率傳感器12和一反向功率傳感器13 ; 數(shù)字信號(hào)處理單元2包括若干模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊21、一微處理器22和一存儲(chǔ)器23。
[0024] 2)每一通道發(fā)射鏈路中的功率放大器3分別將其輸出功率依次通過濾波器4和發(fā) 射接收開關(guān)5傳輸至雙向定向耦合器11，每一通道的雙向定向耦合器11再分別將接收到的 功率傳輸至射頻發(fā)射線圈4。
[0025] 3)通過雙向定向耦合器11的耦合端和隔離端，前向功率傳感器12和反向功率傳 感器13分別檢測(cè)所在通道的前向功率和反向功率，并將檢測(cè)到的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信 號(hào)傳輸至數(shù)字信號(hào)處理單元2。
[0026] 4)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊21對(duì)接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，并將各路電壓采樣信號(hào)傳輸 至微處理器22。
[0027] 5)在存儲(chǔ)器23中預(yù)設(shè)電壓米樣信號(hào)與功率值 對(duì)應(yīng)的表格，微處理器22根據(jù) 接收到的電壓采樣信號(hào)搜索預(yù)設(shè)在存儲(chǔ)器23中的相應(yīng)功率值，得到相應(yīng)通道的前向功率 Pif和反向功率Py其中，i為通道標(biāo)號(hào)，i = 1，2, 3...，并根據(jù)各通道前向功率Pif和反向功 率Pt與瞬時(shí)通過功率測(cè)量值Mi的關(guān)系式：
[0028] Mi = Pir-Pif (1)
[0029] 計(jì)算得到各通道的瞬時(shí)通過功率測(cè)量值Mi ;根據(jù)各通道前向功率Pif和反向功率 Pk與反射系數(shù)h的關(guān)系式：

【權(quán)利要求】
1. 一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：它包括若干功率測(cè) 量單元和一數(shù)字信號(hào)處理單元；磁共振成像設(shè)備中各通道發(fā)射鏈路均包括所述功率放大 器、濾波器、發(fā)射接收開關(guān)和多通道射頻發(fā)射線圈，各所述功率測(cè)量單元分別設(shè)置在每通道 發(fā)射鏈路中所述發(fā)射接收開關(guān)和射頻發(fā)射線圈之間，各所述功率測(cè)量單元測(cè)量所在通道的 通過功率，并將測(cè)量結(jié)果均傳輸至所述數(shù)字信號(hào)處理單元；所述數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)接收 到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理后輸出控制信號(hào)并傳輸至控制譜儀，由控制譜儀保持開通或關(guān)斷相 應(yīng)通道的功率放大器。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：每一所述功率測(cè)量單兀包括一雙向定向f禹合器、一前向功率傳感器和一反向功率傳感器； 在磁共振成像設(shè)備的發(fā)射鏈路中，所述雙向定向耦合器的輸入端和輸出端分別連接所在發(fā) 射鏈路中所述發(fā)射接收開關(guān)的輸出端和射頻發(fā)射線圈的輸入端，所述雙向定向耦合器的隔 離端和耦合端分別連接所述前向功率傳感器和反向功率傳感器的輸入端，所述前向功率傳 感器和反向功率傳感器的輸出端分別連接所述信號(hào)處理單元；所述雙向定向耦合器將功率 放大器輸入的功率傳輸至射頻發(fā)射線圈，所述前向功率傳感器和反向功率傳感器分別檢測(cè) 所述雙向定向耦合器功率傳輸過程中從功率放大器傳輸至射頻發(fā)射線圈的功率和從射頻 發(fā)射線圈返回至功率放大器的功率，并將檢測(cè)到的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后傳輸至所述 數(shù)字信號(hào)處理單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述前向功率傳感器和反向功率傳感器均采用整流二極管或者檢波芯片。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其 特征在于：所述數(shù)字信號(hào)處理單元包括若干模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、一微處理器和一存儲(chǔ)器；所述 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)傳輸至所述微處理器，所述微 處理器將接收到的采樣數(shù)據(jù)傳輸至所述存儲(chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)；所述微處理器采用滑動(dòng)算法對(duì) 接收到的各通道10秒和6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間平均和加權(quán)求和后，得到 10秒和6分鐘兩個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的整體和局部測(cè)量區(qū)域的平均SAR值，整體和局部測(cè)量區(qū)域的 平均SAR值分別與所述微處理器中預(yù)設(shè)的整體和局部安全閾值進(jìn)行比較，所述微處理器輸 出控制信號(hào)并傳輸至控制譜儀，由控制譜儀關(guān)斷相應(yīng)通道的功率放大器。
5. 如權(quán)利要求1或2或3所述的一種多通道磁共振成像設(shè)備的SAR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其 特征在于：所述功率測(cè)量單元和數(shù)字信號(hào)處理單元全部采用無磁性射頻元器件。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK204207748SQ201420559960
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】燕新強(qiáng), 薛蓉, 豐寶桐, 左真濤, 王喆, 李艷霞, 李志光, 卓彥, 馬創(chuàng)新, 魏龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所