[發明專利]一種消除地面核磁共振數據中鄰頻諧波干擾的方法

有效

• 申請號: 201810029427.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108345039B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 蔣川東;王琦;田寶鳳;易曉峰;范鐵虎
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/14
• 分類號: G01V3/14;G01R33/46
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

1.一種消除地面核磁共振數據中鄰頻諧波干擾的方法，其特征在于，該方法包括：

步驟1，錄入地面核磁共振測量數據V＝[V₁,V₂,…,V_K]，K為采樣點數，測量實驗地點地磁場B₀，根據式f_L＝0.04258×B₀計算拉莫爾頻率f_L；

步驟2，搜索工頻諧波基頻f₀，并對工頻諧波進行建模，計算得到所有諧波系數X；

步驟3，根據拉莫爾頻率f_L和每個諧波頻率f_m＝m·f₀的頻率差df_m＝f_L-f_m判斷是否存在鄰頻諧波，其中m＝1,2,…,M，M是諧波個數，若所有的頻率差|df_m|≥3Hz，說明不存在鄰頻諧波，利用步驟2得到的工頻諧波基頻f₀ 和諧波系數X計算得到諧波模型V_harm，在測量數據V中減去諧波模型V_harm，實現工頻及其諧波干擾的消除；

步驟3中，若其中一個頻率差|df_m|＜3Hz，則存在鄰頻諧波，進行步驟4；

步驟4，將諧波系數X中鄰頻諧波對應的系數置零，進行諧波建模，得到除鄰頻諧波外的諧波模型V′_harm，在測量數據V中減去諧波模型V′_harm，首先完成除鄰頻諧波外所有工頻諧波的消除，得到數據V′，基于擬合的方法，得到鄰頻諧波V_m的參數，在數據V′中減去鄰頻諧波V_m，得到去除諧波噪聲后的地面核磁共振信號；

步驟4中基于擬合的方法包括對數據V′以鄰頻諧波的頻率f_m進行希爾伯特變換，并經過低通濾波器后得到數據V′包絡的實部V_Re和虛部V_Im；

對數據V′包絡的實部V_Re和虛部V_Im進行非線性擬合獲得6個未知參數x₁～x₆，其中四個參數對應于地面核磁共振信號參數，兩個參數為鄰頻諧波的參數，獲得鄰頻諧波的幅度和相位，計算得到鄰頻諧波V_m，在數據V′中減去鄰頻諧波V_m完成鄰頻諧波的消除。

2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，經過低通濾波器后得到V′包絡的實部V_Re和虛部V_Im分別為：

其中e₀、和θ分別為地面核磁共振信號的初始幅度，弛豫時間和相位，df_m＝f_L-f_m是拉莫爾頻率f_L與鄰頻諧波頻率f_m的頻率差； A_m和分別為鄰頻諧波的幅度和相位，ε_r和ε_i分別是隨機噪聲的實部和虛部分量。

3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，根據表達式(1)和式(2)對數據V′包絡的實部V_Re和虛部V_Im進行非線性擬合獲得6個未知參數x₁～x₆，

其中，分別為經擬合得到的實部和虛部，x₁～x₄對應于地面核磁共振信號參數，x₅和x₆為鄰頻諧波的參數。

4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2包括：利用搜索得到的工頻諧波基頻f₀，根據式(3)對工頻及其諧波噪聲建立模型V_harm：

其中，A_m和分別是第m個諧波的幅度和相位，M是諧波個數，t為采樣時間，t＝[t₁,t₂,…,t_K]，對式(3)中的第m項進行線性化為：

其中，α_m和β_m為第m階諧波對應系數，和求解線性方程組，

得到諧波系數X＝[α₁,…,α_M,β₁…,β_M]^T，其中T是轉置符號。