磁共振成像谱仪梯度波形分析

磁共振成像谱仪梯度波形分析
摘要:在磁共振成像中，谱仪梯度属于其中的关键环节，通过将采集到的梯度波
形进行分析，能够将波形的特点提取除开，进而确定硬件电路、脉冲序列编写是
否存在问题。

本文主要以实验的方式展开分析，首先将实验原理与实验设计陈列
出来，接着分析实验结果，展开讨论，最后总结了全文。

关键词:磁共振成像；谱仪梯度；波形特点
前言:在磁共振成像系统中，谱仪属于十分重要的部件，直接关系着成像质量。

简单而言，谱仪的重要功能就是能够自动控制成像系统，科学进行脉冲序列排序，将射频信号发射出去，接收回波信号、处理回波信号。

通过使用DAQ-2005数据
采集卡与LVIEW软件，能够对谱仪输出的梯度进行采集，依据采集到的波形数据
进行分析，进而总结出波形的特点。

1 实验原理与实验流程
（1）实验原理
在DAQ-2005数据采集卡与LVIEW软件的基础上，本文主要设计了LVIEW软
件的程序框图，完成3个方向的梯度采集、数字输出波形信号的采集。

其构造如
下图1所示。

在软件中，主要分为硬件、软件两大板块，其中硬件为DAQ-2005
数据采集卡，这类数据采集卡能够实现数据高效、精准的采集，同时具备较强的
降噪功能。

软件主要分为虚拟控制版面、数据加载卡、采样通道选择、储存等，
在完成了采样任务之后，系统能够对TDMS的波形数据进行格式转换，将通道数
据保留起来，通道之外的数据及相关属性信息全部去除。

（图1为采集系统结构示意图）
（2）实验流程
将各个波形脉冲的变化点作为特征点，在数据处理过程中进行特征点提取，
开展特征点对比工作，进而将梯度波形的故障位置、故障时间反映出来，判别硬
件电路、脉冲序列的稳定性。

其实验流程主要包括以下几点：
（3）直方图统计分析。

直方图主要是为了将梯度波形的幅值属性展现出来，以脉冲幅值为底、以幅值频率为高，其均值计算，主要是选择频数最多的直方图，最终的计算结果为波形参数（凋零参数）。

在凋零操作之后，必须要确保波形周
围没有震荡，波形的形状未发生改变。

2 实验结果、实验讨论
（1）实验结果。

依据上述的实验流程与步骤，得到的梯度（选层）波形特
点如下图2所示，其中图（a）为波形直方图，图（b）为连续脉冲图，其数量为
8个连续脉冲，在此基础上进行特点提取。

本文提取实验中，其相位编码为256，NS为2次，TR为500ms，采样率为500kHz。

（图2为梯度（选层）波形特点）
上图中，图（a）为直方图，图（b）为连续脉冲的原始数据，图（c）是对图（b）中提取特点的表述图。

依据直方图的显示，将数量对数求解出来，最终得
出与上图相对应的梯度（选层）波形特点时间信息、梯度（选层）波形特点数值
信息。

接着依据上述的方式，将相位编码梯度的波形特点求解出来。

在梯度受到干
扰的情况下（主要为噪声干扰），运用上述方式进行梯度处理，求解出对应的特度特点与提取特点。

在直方图分布中，不仅包括主要的脉冲分量，还包含了其他的分量。

依据序列发生的特点，只能够读出3个脉冲分量，这就表示在进行梯度的采集过程中，受到了干扰。

（2）实验讨论。

通过分析几组梯度特征点、时间增幅信息表，将脉冲增幅的误差设置在2%之内，允许脉冲时间误差在10 s。

对比得出的几组表格数据能够发现，选层梯度、相位编码梯度的误差均在±0.02之内，且脉冲时间的误差均在2 s之内。

这就表示，应用上述的实验方式，提取出的特点与幅值均在预期允许的误差范围内，也就是说本文之类实验方式具备较强的有效性，能够确保谱仪输出梯度、排列顺序的精准性，具备显著的应用效果。

结束语：综上所述，本文主要采集了MRI的梯度波形，在DAQ-2005数据采集卡与LVIEW软件中进行分析，主要包括直方统计、滤波、差分计算等，将波形的特点提取出来，进而断定在谱仪梯度是否存在问题。

若是存在问题，能够将问题的位置分析出来。

通过实验得知这类检测方式的精准性较强，检测速度较快，具备显著的应用效果。

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