[發明專利]一種自適應核磁共振梯度預加重波形產生裝置及方法

有效

• 申請號: 201710884240.6
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107677976B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 張志;陳方;劉朝陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G01R33/54
• 分類號: G01R33/54
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

1.一種自適應核磁共振梯度預加重波形產生裝置，其特征在于，包括：

用戶計算機(1)，用于將梯度預加重參數、原始梯度數據和脈沖序列控制參數發送到采樣計算機(2)；還用于根據接收到實際梯度磁場波形數據生成渦流補償參數，其中，渦流補償參數包括幅度常數A_i和時間常數τ_i；還用于將渦流補償參數設置到梯度預加重參數；

采樣計算機(2)，用于將梯度預加重參數、原始梯度數據和脈沖序列控制參數分別對應轉換為梯度預加重二進制數據、原始梯度二進制數據和脈沖序列二進制數據，并將梯度預加重二進制數據、原始梯度二進制數據和脈沖序列二進制數據分別發送到梯度控制模塊(3)和梯度信號采集模塊(5)；還用于接收梯度信號采集模塊(5)發送的實際梯度磁場波形數據，并將實際梯度磁場波形數據發送到用戶計算機(1)；

梯度控制模塊(3)，用于將梯度預加重二進制數據疊加到原始梯度二進制數據上，得到預加重之后的梯度數據，然后將預加重之后的梯度數據轉換成模擬梯度小信號，并將模擬梯度小信號輸出到梯度功率放大器模塊(4)；

梯度功率放大器模塊(4)，用于將模擬梯度小信號進行放大之后驅動梯度線圈產生梯度磁場，梯度功率放大器模塊(4)包括用于監控梯度線圈上實際梯度磁場波形的電流監控接口(401)；

梯度信號采集模塊(5)，用于根據接收到的脈沖序列二進制數據采集梯度功率放大器模塊(4)的電流監控端口(401)上的實際梯度磁場波形數據，并將實際梯度磁場波形數據上傳到采樣計算機(2)，

所述的幅度常數A_i和時間常數τ_i使得渦流曲線ΔG(n)與理論上的渦流曲線表達式之間的方差E達到最小：渦流曲線ΔG(n)為經過離散化處理的預設梯度磁場波形數據與實際梯度磁場波形數據的幅度差，n∈{1～M}，M為取樣點數，N為預加重補償濾波器的級數。

2.一種自適應核磁共振梯度預加重波形產生方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、用戶計算機(1)首先將梯度預加重參數設置為初始值，用戶計算機(1)將初始的幅度常數A_i和時間常數τ_i設置到梯度預加重參數中；

步驟2、用戶計算機(1)將梯度預加重參數、原始梯度數據和脈沖序列控制參數發送到采樣計算機(2)；

步驟3、采樣計算機(2)接收到用戶計算機(1)發送的梯度預加重參數、原始梯度數據和脈沖序列控制參數后，分別對應轉換為梯度預加重二進制數據、原始梯度二進制數據和脈沖序列二進制數據，并將梯度預加重二進制數據、原始梯度二進制數據和脈沖序列二進制數據分別發送到梯度控制模塊(3)和梯度信號采集模塊(5)；

步驟4、梯度控制模塊(3)將梯度預加重二進制數據疊加到原始梯度二進制數據上，得到預加重之后的梯度數據，然后將預加重之后的梯度數據轉換成模擬梯度小信號，模擬梯度小信號作為梯度控制模塊(3)的輸出信號，輸出到梯度功率放大器模塊(4)；

步驟5、模擬梯度小信號經過梯度功率放大器模塊(4)放大之后驅動梯度線圈產生梯度磁場，梯度信號采集模塊(5)根據接收到的脈沖序列二進制數據開始采集梯度功率放大器模塊(4)的電流監控端口(401)上的實際梯度磁場波形數據，并將實際梯度磁場波形數據上傳到采樣計算機(2)；

步驟6、采樣計算機(2)接收到實際梯度磁場波形數據后，將實際梯度磁場波形數據上傳到用戶計算機(1)，用戶計算機(1)接收到實際梯度磁場波形數據后，求出渦流曲線ΔG(n)，

如果渦流曲線ΔG(n)小于規定的閾值，將幅度常數A_i和時間常數τ_i作為渦流補償參數進行保存，結束調試過程；

如果渦流曲線ΔG(n)大于或等于規定的閾值，則求取幅度常數A_i和時間常數τ_i，使得渦流曲線ΔG(n)與理論上的渦流曲線表達式之間的方差E達到最小，并將幅度常數A_i和時間常數τ_i設置到梯度預加重參數中返回步驟2，直到渦流曲線ΔG(n)的值小于規定的閾值，其中，n∈{1～M}，M為取樣點數，N為預加重補償濾波器的級數。