MRI基础知识 -- 线圈ID读取

MR技术博大精深，上一篇文章我们介绍了射频接收通路的中间通道线传输路径，介绍了不同通道系统的接收通路的区别，同时我们明确了传统模拟接收方式对于信噪比的影响。既然不同种类的线圈对射频接收通路有着很大的影响，那么系统是如何识别出目前连接的是什么线圈呢？这就用到了线圈的Coil ID功能。

所谓Coil ID也就是每个线圈都有一个唯一的ID用来进行识别。既然涉及到ID，那么我们可以想一想都有什么办法可以给每个线圈标记一个唯一的身份标识呢？目前市面上常见的识别方式大致上有以下3种：

1. 磁条记录。这种方法常见于信用卡和老式身份证中使用，使用磁条记录一组2进制数字作为ID。但是这种方式当然无法用在MR系统上，相信大多数MR售后工程师都经历过信用卡消磁的尴尬，在5高斯线附近都会有消磁的可能性，更不要说直接就在磁体内部的线圈了。

2. RFID芯片。也就是我们每天都在使用的门禁卡，原理是芯片靠近读取机时，读取机发出来的电磁波可以读取RFID芯片内的信息。相信看到这里大家也能理解为什么MR系统无法使用RFID了，它同样会发射电磁波信号，有可能会引入RF射频干扰，从而产生Spurious noise。

3. 模拟读取。使用最简单直接的电平高低记录不同的信息，简而言之就是通过电压的大小来进行标识。

既然高级的磁记录和射频记录都不能用在MR系统上，那么干脆使用最简单最直接的方法来记录ID，也就是电平的高低。这时又要使用老王多次介绍过的非电量电测技术了，我们知道计算机系统最直接的数据读取方法就是读取电压大小了，那么对于Coil ID这种数据是如何利用非电量电测技术的呢？答案就是利用万用表的原理。

数字万用表的测量过程由转换电路将被测量转换成直流电压信号，再由模数(ADC)转换器将电压模拟量转换成数字量，然后通过电子计数器计数，最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。

而读取Coil ID的方法类似用万用表测电阻，表头串联一个固定电流大小的电池，电流流过不同电阻的被测物体就会得到不同的电压值，从而对应出被测物的电阻值。

射频系统读取Coil ID的原理与万用表基本一样，飞家设备Coil ID读取基本框图如下：

读取Coil ID的功能是PFEI上面的CFINT板实现的。CFINT板内有一个400uA的恒定电流源。根据之前介绍过的接收线圈的相关知识，接收线圈分为QBC接收和普通线圈接收，而普通线圈接收全部通过ODU接口。因此CFINT内部就有3路coil ID读取通路，分别为：

QBC

ODU-A

ODU-B

由于QBC始终连接到系统内的，因此coil id测试通路不需要单独对其进行测量。因此可以看到电源只连接到了ODU-A和ODU-B通路。图中以线圈连接到ODU-B为例进行介绍。

线圈内部使用2个电阻标识自己的ID。要解释使用2个电阻的原因，就要介绍一个数字存储的基本知识，也就是计算机语言的存储进制概念。我们知道系统读取电压值最终是需要使用ADC进行模数转换的，而ADC是有精度要求的

我们不能把精度提的太高，那样虽然可以标识更多的ID数量，但是相应的也容易读取错误相邻两个ID的线圈。当然也不能取精度太低的ADC，那样能读取的ID数量又太小

为了既能满足ID的数量，又能满足可靠性，同时还便于存储，自然想到了与2进制底层计算机语言可以直接转换的16进制。对应到Coil ID上面就是每个电阻对应16个档位，电压值对应16个数字：0,1,2,3…..A,B,C,D,E,F，那么两个电阻放在一起最大的值也就是FF，换算成10进制是255，也就是说系统最多可以支持255个ID。当然并不是每一个数字都对应ID，比如将最大值F和最小值0定义为开关，但即使是这样也足够目前大部分线圈使用了。

西家模拟传输系统的Coil Code使用了类似的方法，传输框图如下：