可加载固件的下载方法及下载系统、磁共振成像设备

摘要

本申请公开了可加载固件的下载方法及下载系统、磁共振成像设备。其中，可加载固件的下载方法，包括：对可加载固件数据进行编码，生成数字射频信号脉冲，并应用于一下载序列中；一发射器向一接收器发射所述下载序列；接收器接收所述下载序列，并对所述下载序列解码，获得所述可加载固件数据。本申请利用MRI设备的射频发射与接收小信号通道，而不是常用的总线来下载可加载固件，从而提高了可加载固件的下载速度。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是可加载固件(loadware，或loadable firmware)的下载方法、可加载固件的下载系统，还涉及磁共振成像设备。

背景技术

在磁共振成像(MRI)系统的接收通道中通常包括多个设备，例如模拟接收器和数字接收器。模拟接收器和数字接收器用来执行磁共振(MR)信号的接收功能，包括数据采集、数字滤波、解调等。模拟接收器和数字接收器通常具有现场可编程门阵列(FPGA)、ARM、或者数字信号处理(DSP)程序，这些程序都能从诸如MRI设备主控计算机的上位机下载可加载固件数据到硬件。

根据不同的MRI设备的控制和通信系统架构，接收通道的设备能够连接至不同的总线，例如PCIe、CAN、以太网、或者其它通信网桥。通常来说，上位机根据特定的总线协议直接向设备发送可加载固件数据。

在通过总线直接下载可加载固件数据的情况下，需要设备直接连接到总线，并且上位机能够访问。如果总线速度较低(例如CAN总线)，那么下载可加载固件数据的速度也会受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提出了可加载固件的下载方法，另一方面还提出了可加载固件的下载系统，还提出使用该下载方法和下载系统的磁共振成像设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种可加载固件的下载方法，包括：

对可加载固件数据进行编码，生成数字射频信号脉冲，并应用于一下载序列中；

一发射器向一接收器发射所述下载序列；

接收器接收所述下载序列，并对所述下载序列解码，获得所述可加载固件数据。

可选地，该方法进一步包括：在发射所述下载序列之前，向所述接收器发送一开始下载的指令，所述接收器在接收该开始下载的指令后进入下载状态；和/或，在接收器接收所述下载序列之后，向所述接收器发送一停止下载的指令，所述接收器在接收该停止下载的指令后进入正常状态。

可选地，通过一总线发送所述开始下载的指令和/或所述停止下载的指令；或者，通过一序列发送所述开始下载的指令和/或所述停止下载的指令。

在一实施例中，在解码之后还包括：接收器将所述可加载固件数据写入一缓存；接收器将缓存中数据写入闪存，并从该闪存中加载所述可加载固件数据。

优选地，所述下载序列为一服务序列。

根据本发明另一方面，提供了一种可加载固件的下载系统，包括：

一主控计算机，用于对可加载固件数据进行编码，生成数字射频信号脉冲，并应用于一下载序列中；

一发射器，用于发射所述下载序列；

一接收器，用于接收所述下载序列，并对所述下载序列解码，获得所述可加载固件数据。

可选地，所述主控计算机还用于在发射所述下载序列之前，向所述接收器发送一开始下载的指令；和/或，在接收器接收了所述下载序列之后，向所述接收器发送一停止下载的指令。所述接收器在接收所述开始下载的指令之后进入下载模式，在接收所述停止下载的指令之后进入正常状态。

在一实施例中，所述接收器包括一指令监控模块，用于监控所述接收器所解码的消息是否包括所述开始下载的指令或者所述停止下载的指令。

可选地，所述接收器还用于将所述可加载固件数据写入一缓存；将缓存中数据写入闪存，并从该闪存中加载所述可加载固件数据。

根据本申请的再一方面，提供了一种磁共振成像设备，包括如上所述任意一种可加载固件的下载系统。在本申请的上述技术方案中，利用MRI设备的射频发射与接收小信号通道，而不是常用的总线来下载可加载固件，从而提高了可加载固件的下载速度，例如从30分钟降低到1～5分钟。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本发明一实施例的可加载固件的下载系统的结构示意图，该系统位于一MRI设备中。

图2为根据本发明另一实施例的可加载固件的下载方法的流程示意图。

其中，附图标记如下：

100：可加载固件的下载系统

110：主控计算机

120：发射器

130：接收器

140：扫描控制模块

150：数据获取及重建模块

160：MRI扫描仪

S210至S300为上述可加载固件的下载方法中的步骤

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

图1显示了根据本发明一实施例的可加载固件的下载系统的结构示意图。参照图1，该可加载固件的下载系统100包括一台主控计算机110、一个发射器120和一个接收器130，并且该下载系统100是MRI设备的一部分。

其中，主控计算机110通常是MRI设备中的主用户控制台，它通常采集操作者输入的参数和指令、测量序列程序等。主控计算机110是MRI设备中硬件的上位机。在本实施例中，主控计算机110中存储了可加载固件的文件。

发射器120是一个RF小信号处理单元，具有一个数模转换(DAC)模块，该DAC模块将数字RF脉冲转换为模拟RF小信号。发射器120的输出还可以连接到一个RF功率放大器。

在本发明一实施例中，具有一测试信号回路(“Loop”)连接至该发射器120，该测试信号通常用于系统调试。在本实施例中，可以利用该测试信号回路通道来实现接收器的可加载固件下载。

接收器130具有一个模数转换(ADC)模块，该ADC模块将模拟信号(例如MR信号转换为数字信号)，并将原始数据发送给一数据采集和重建模块150。在MRI设备中，接收器130还连接至其它零部件，例如线圈和通道信号路由模块。

该可加载固件的下载系统100是MRI设备的一部分。图1中还显示了在MRI中的其它零部件，例如连接在主控计算机110与发射器120之间的扫描控制模块140、连接在主控计算机110和接收器130之间的数据采集和重建模块150、以及MRI扫描仪160。

其中，扫描控制模块140通常在扫描期间控制周边零部件，解释和执行来自主控计算机110的指令、发送数字射频(RF)/梯度脉冲到相应的装置。

数据采集和重建模块150从接收器130接收原始数据，并进行重建，以得到最终信号或者MR图像。

在图1中还显示了传统的数字信号通信系统。主控计算机110通过扫描控制模块140和发射器120进行编码并发送消息，另一方面主控计算机110通过接收器130和数据采集重建模块150接收和解码消息。消息通道为回路通道或者无线通道，例如射频功率放大器(RFPA))—发射线圈—接收线圈的MR信号通路。然而在本发明一实施例中，接收器130也可以增加数据解码功能，从而能够直接获取消息。这使得主控计算机110可以发射消息给接收器130或者与该接收器130连接并利用该接收器130作为网桥的其它零部件。接收器130也可以通过调制原始数据给数据采集和重建模块150，向主控计算机110发送消息。

在本发明一实施例中，为了实现利用解码原始数据的方法来下载接收器130的可加载固件数据，采用一特定服务序列(不妨称为下载序列)，该下载序列能够从发射器120向接收器130发射特定的RF小信号。在该下载序列中，每个TR周期中的RF脉冲形状可以被给定数字信号调制，例如可加载固件文件数据流。

图2显示了根据本发明一实施例的可加载固件的现在方法。如图2所示，该下载方法包括如下步骤：

在步骤S210中，主控计算机110读取可加载固件数据(例如二进制数据)到一缓存中。

在步骤S220中，主控计算机110对可加载固件数据进行编码，生成数字射频信号脉冲，并应用于一下载序列中。下载序列为一服务序列。

在步骤S230中，主控计算机110向接收器130发送一开始下载(begin downloading)的指令，接收器130在接收该开始下载的指令后进入下载状态。

进一步，本实施例提供了通过两种实施方式。在一种实施方式中，已经存在一低速通信链路，例如CAN总线。那么，主控计算机110可以通过该CAN总线向接收器130发送上述开始下载的指令。在另一种实施方式中，主控计算机110通过一序列向接收器130发送该开始下载的指令。相应地，接收器130包括一指令监控模块(图中未示出)，该指令监控模块监控所解码的消息中是否包括一开始下载的指令。如果所解码的指令为有效的开始下载的指令，则接收器130能够进入指令运行模式，即下载状态。

在步骤S240中，主控计算机110将下载序列发送给发射器120。

在步骤S250中，发射器120将数字信号转换为模拟信号，并调制到一个高频上，通常调制到MR系统频率上。

在步骤S260中，发射器120通过回路信号向接收器130发射下载序列对应的被调制后的模拟射频信号。

在步骤S270中，接收器130接收下载序列对应的信号，将模拟信号转换为数字信号，得到原始数据。

在步骤S280中，接收器130对原始数据进行解码，得到可加载固件数据，并写入一缓存。

在步骤S290中，主控计算机110向接收器130发送一停止下载的指令，接收器在接收该停止下载的指令后从下载状态进入正常状态。

在步骤S300中，接收器130将缓存中数据写入一闪存，并从该闪存中加载可加载固件数据。

在MRI设备中，发射器120中的DAC和接收器130中的ADC具有很高的分辨率，通常为16比特或更高。而服务序列回路采用同轴电缆，几乎没有噪声。MRI设备的扫描通常采用正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)，本发明实施例的通信也可以充分利用QAM，从而获得很高的传输数据率。

例如，系统的符号率是1MSPS，如果采用1024QAM，那么比特率会达到10Mbps。如果下载序列的TR是5ms，并且每个TR上述接收器130采集2048个数据点，那么下载速率大约为4Mbps，远远高于CAN总线之类的总线。

考虑到高分别率和无噪声通道，可以使用更小的幅度转换步骤，从而得到更高的数据率。

再参照图1，本发明另一实施例提供了一种可加载固件的下载系统100。该可加载固件的下载系统100包括：一台主控计算机110、一个发射器120、以及一个接收器130。

其中，主控计算机110用于对可加载固件数据进行编码，生成数字射频信号脉冲，并应用于一下载序列中。主控计算机110还用于在编码之前读取可加载固件数据并写入一缓存。

发射器120用于发射下载序列。例如，发射器120将数字信号转换为模拟信号，并调制到一个高频上，通常调制到MR系统频率上，然后发射器120通过回路信号向接收器130发射下载序列。

接收器130用于接收下载序列，并对下载序列解码，获得可加载固件数据。接收器130还用于将可加载固件数据写入一缓存，然后将缓存中数据写入一闪存，并从该闪存中加载可加载固件数据。

主控计算机110还用于在发射下载序列之前，向接收器130发送一开始下载的指令。主控计算机110也可以在接收器130接收了下载序列之后，向接收器130发送一停止下载的指令。相应地，接收器130在接收开始下载的指令之后进入下载模式，在接收停止下载的指令之后进入正常状态。

根据一种实施方式，接收器130包括一指令监控模块，用于监控接收器130所解码的消息是否包括开始下载的指令或者停止下载的指令。

本发明的再一实施例，提供了一种磁共振成像设备，该MRI设备包括上述任意一种可加载固件的下载系统。

本申请公开了可加载固件的下载方法及下载系统、磁共振成像设备。其中，可加载固件的下载方法，包括：对可加载固件数据进行编码，生成数字射频信号脉冲，并应用于一下载序列中；一发射器向一接收器发射所述下载序列；接收器接收所述下载序列，并对所述下载序列解码，获得所述可加载固件数据。本申请利用MRI设备的射频发射与接收小信号通道，而不是常用的总线来下载可加载固件，从而提高了可加载固件的下载速度。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。