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

河西学院,甘肃张掖734000

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10s。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2s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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