CN115951281B - 磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法、装置和介质 - Google Patents
磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法、装置和介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法、装置和介质，方法包括：设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；所述预设的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形。本发明无需针对每一测试轴改变测试梯度值，在校正梯度延迟时间的同时，检测出***的梯度切换率，极大节省了***的测试时间。
Description
技术领域
本发明属于磁共振技术领域，具体涉及磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法、装置和介质。
背景技术
梯度是磁共振成像(MRI)***的重要组成之一，用于产生成像空间定位编码所需的梯度场，因此准确无误的梯度对于成像质量至关重要。检验梯度性能的指标有很多，其中梯度延迟(Gradient Delay)和梯度切换率(Gradient Slew Rate)都是磁共振***验证或校正时须重点测试的。
其中，梯度延迟是指从序列发出梯度指令到实际梯度输出的延迟时间，因为磁共振***中谱仪、梯度放大器和梯度线圈等硬件设备都存在响应时间，而且梯度线圈的电感也会产生影响，使得实际的梯度响应必然存在延迟。而梯度延迟会导致采集到的k空间数据不准，从而产生图像伪影。传统的梯度延迟校正方法，主要通过计算梯度回波序列中数据采样窗中心与最大信号对应位置的时间差，该时间差即表示梯度的时间延迟，然而该方法需要对三个梯度轴分别变换梯度值进行计算，并通过迭代校正直至收敛，导致测试操作步骤多且时间长。随着技术的发展，现有专利(公开号CN102540125A，专利名称一种磁共振成像***磁场梯度延时的快速测量方法)通过计算回波峰点与采样窗起始点的相对时间得到梯度延时，但通过内插法或者傅里叶变换和填零确定峰值点的方法误差比较大且分辨率较低，在采样带宽大或者信噪比低时难以准确找到峰值点，导致最后得到的梯度延迟时间可能不准，且需要在三个梯度轴分别变换梯度值进行测试，操作步骤繁琐且耗时长。
其中，梯度切换率是指单位时间内梯度的最大变化率，是***的基础性能指标之一。理论上梯度切换率越高越好，在特殊的序列应用中可以缩短额外爬升时间，提高序列效率。梯度切换率可以采用示波器抓取波形的方法测试，改变梯度大小和爬升时间找到临界值，从而计算出最大梯度切换率。然而该方法的缺点是不仅需要额外的示波器工具，而且抓取到的波形很难判断出准确的临界值，导致结果偏差较大，并且示波器波形与实际场中的波形并不是完全吻合，也会导致结果不准确。此外，梯度切换率也可以根据信号中心偏移的方式测量，但同样需要对三个梯度轴分别变换梯度值进行计算，通过不断调整爬升时间找到临界，测试步骤繁琐且时间长。现有专利(公开号CN103364746A，专利名称一种磁共振***的梯度强度和梯度切换率的测试方法)虽然提供了一种梯度切换率的测试方法，但并未说明如何测量攀升或下降时间，而且无法准确测得***的最大梯度切换率，且需要在三个梯度轴分别变换梯度值进行测试，操作步骤繁琐且耗时长。
发明内容
本发明的目的是提供磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法、装置和介质，用以至少解决现有技术中存在的需要在多个梯度轴分别变换梯度值进行测试，操作步骤繁琐且耗时长的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面提供磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，包括：
设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；
基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；
将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；
所述预设的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形Apre，A0，Are0，A1，Are1，...,Are(n-1)，An；其中，第j个信号采集窗的中心对应第2j个梯度波形的中心，第1个梯度波形的起始时间为射频脉冲RF的结束时间，第1个梯度波形和第2梯度波形的面积满足Apre＝A0/2，第3个梯度波形至第2(n+1)个梯度波形的面积满足Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2)，j＝1,2,...,n。
在一种可能的设计中，所述一组测试梯度值包括G1,G2,...,Gm，且G1＜G2＜...＜Gm，Gm表示测试梯度幅值，所述多个待测梯度轴包括待测梯度X轴、待测梯度Y轴和待测梯度Z轴；
所述梯度检测参数还包括初始梯度延迟时间TDelay0、初始梯度切换率S0以及预设的脉冲序列的梯度沿爬升时间范围，其中，梯度沿最大爬升时间为Tmax＝Gm/S0，梯度沿最小爬升时间为Tmin＝G1/S0。
在一种可能的设计中，前3个梯度波形的梯度沿爬升时间均大于最大切换率对应的梯度沿爬升时间，自第4个梯度波形起，梯度沿爬升时间满足以下条件：
Tlj＝Trj； (1)
Trel(j-1)＝Tr(j-1)； (2)
Trer(j-1)＝Tlj； (3)
Tlj＝Tl(j-1)-Δt； (4)
其中，Tlj和Trj分别表示第k个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，k＝4,6,...,2(n+1)，Tl(j-1)和Tr(j-1)表示第k-2个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，Trel(j-1)和Trer(j-1)分别表示第k-1个或第g个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，g＝3,5,...,2(n+1)-1，Δt表示相邻梯度波形间梯度沿的时间。
在一种可能的设计中，第4个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tl1大于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmax，第2(n+1)个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tln小于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmin。
在一种可能的设计中，将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，包括：
将每组回波数据echo0i,...,echoni做逆傅里叶变换后得到一组一阶相位数据ph0i,...,phni，其中，i∈[1，m]，m表示测试梯度值总数；
根据每组一阶相位数据计算每一测试梯度值对应的梯度延迟时间，计算公式如下：
TDelayi＝ph0i/2/pi×NoRd×DW； (5)
其中，pi表示圆周率π，NoRd表示采样点数，DW表示采样间隔时间；
根据多个梯度延迟时间的平均值得到***的梯度延迟时间：
TDelay＝mean(TDelay1,...,TDelaym)； (6)
采用差分或拟合计算获取一组一阶相位数据中的突变值phxi，并根据突变值phxi计算得到对应的梯度切换率：
Si＝Gi/Tlx； (7)
其中，Gi表示当前测试梯度值，Tlx表示突变值phxi对应的极限梯度爬升时间；
根据多个梯度切换率的平均值得到***的梯度切换率：
S＝mean(S1,...,Sm) (8)。
在一种可能的设计中，在根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率之后，所述方法还包括：
分别计算***的梯度延迟时间和梯度切换率的迭代偏差：
δTDelay＝abs(TDelay-TDelay0)； (9)
δS＝abs(S-S0)； (10)
其中，δTDelay表示梯度延迟时间的迭代偏差，δS表示梯度切换率的迭代偏差；
更新初始梯度延迟时间为TDelay0＝TDelay，并更新初始梯度切换率为S0＝S。
在一种可能的设计中，在更新初始梯度延迟时间和初始梯度切换率之后，所述方法还包括：
判断是否结束迭代，若是，则结束迭代循环，其中，判定条件如下：
δTDelay＜δTDelaythre&&δS＜δSthre； (11)
其中，δTDelaythre表示梯度延迟时间的迭代阈值，δSthre表示梯度切换率的迭代阈值。
在一种可能的设计中，所述射频脉冲包括软脉冲或硬脉冲。
第二方面提供磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测装置，包括：
参数设置模块，用于设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；
扫描检测模块，用于基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；
指标计算模块，用于将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；
所述预设的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形Apre，A0，Are0，A1，Are1，...,Are(n-1)，An；其中，第j个信号采集窗的中心对应第2j个梯度波形的中心，第1个梯度波形的起始时间为射频脉冲RF的结束时间，第1个梯度波形和第2梯度波形的面积满足Apre＝A0/2，第3个梯度波形至第2(n+1)个梯度波形的面积满足Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2)，j＝1,2,...,n。
第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
第四方面提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
第五方面提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
本发明相较于现有技术的有益效果为：
本发明通过设置一组测试梯度值和多个待测梯度轴，基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；然后将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，从而无需针对每一测试轴改变测试梯度值，在校正梯度延迟时间的同时，检测出***的梯度切换率，极大节省了***的测试时间；且通过设置多个测试梯度值对应获得多个梯度延迟时间和多个梯度切换率，从而根据多个梯度延迟时间的均值和多个梯度切换率的均值得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，有效提高了检测结果的真实性和准确性。
附图说明
图1为本申请实施例中的脉冲序列的时序图；
图2为本申请实施例中的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法的流程框图；
图3为本申请实施例中的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法的流程原理图；
图4为本申请实施例中的脉冲序列的部分时序图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例
如图1所示，在对梯度延迟和梯度切换率进行检测之前，需要对用于扫描采集信号的脉冲序列进行设置，在本申请实施例中，图1示出了本申请实施例的脉冲序列的时序图。具体的，本申请实施例中的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形Apre，A0，Are0，A1，Are1，...,Are(n-1)，An；其中，第j个信号采集窗的中心对应第2j个梯度波形的中心，第1个梯度波形的起始时间为射频脉冲RF的结束时间，第1个梯度波形和第2梯度波形的面积满足Apre＝A0/2，第3个梯度波形至第2(n+1)个梯度波形的面积满足Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2)，j＝1,2,...,n。
其中，需要说明的是，所述射频脉冲可以是硬脉冲或者软脉冲，在选择软脉冲，则可以选择在梯度轴上增加层选梯度。其中，第1个信号采集窗echo0中心对应第2个梯度波形A0中心，第2个采集窗echo1中心对应第4个梯度A1中心，以此类推，第n+1个采集窗echon中心对应第2(n+1)个梯度An中心。其中，第1个梯度波形起始于射频脉冲结束时，随后的梯度依次排序；第1个梯度波形的面积为Apre,第2个梯度波形的面积为A0,满足如下公式：Apre＝A0/2；其中第3个梯度波形的面积为Are0,第4个梯度波形的面积为A1，第5个梯度波形的面积为Are1,第6个梯度波形的面积为A2，以此类推，第2(j+1)个梯度波形的面积为Aj，第2(j+1)-1个梯度波形的面积为Are(j-1)，j＝1,2,...,n，并满足如下公式：Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2。
请结合参见图2-图3，是本申请实施例提供的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法的流程图包括但不限于由步骤S1～S3实现：
步骤S1.设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；
在步骤S1中，具体的，设置梯度检测参数，包括：
301：设置初始梯度延迟时间TDelay0和初始梯度切换率S0，优选的，本申请实施例将初始梯度延迟时间TDelay0设置为0，初始梯度切换率S0设置为***默认或推荐值；
302：设置一组测试梯度值G1＜G2＜...＜Gm，Gm表示测试梯度幅值；
303：设置多个待测梯度轴，包括待测梯度X轴、待测梯度Y轴和待测梯度Z轴，具体是设置测试各梯度轴的顺序，以便预设的脉冲序列按照测试顺序先后对各待测梯度轴进行扫描检测；
304：设置预设的脉冲序列的梯度沿爬升时间范围，其中，梯度沿最大爬升时间为Tmax＝Gm/S0，梯度沿最小爬升时间为Tmin＝G1/S0；在本申请实施例中，优选的，第4个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tl1大于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmax，第2(n+1)个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tln小于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmin，更优选的，Tl1＝1.2×Tmax,Tln＝0.8×Tmin。
其中，需要说明的是，将第4个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tl1设置为大于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmax，第2(n+1)个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tln小于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmin的原理是：第4个梯度开始用于测试切换率，因此需要每个梯度的梯度沿爬升时间由长逐渐变短(即下文公式(4))，此时切换率逐渐增大，直至最后超过最大切换率，最终通过上述设置可以测得***的极限切换率。Tmax和Tmin是测试梯度值G1…Gm的上下限，确保在所有梯度值测试中都能满足切换率从低到高直至超过最大切换率。
如图4所示，其中，在304一种具体的实施方式中，前3个梯度波形的梯度沿爬升时间均大于最大切换率对应的梯度沿爬升时间，自第4个梯度波形起，梯度波形设置为三角波形，且梯度沿爬升时间满足以下条件：
Tlj＝Trj； (1)
Trel(j-1)＝Tr(j-1)； (2)
Trer(j-1)＝Tlj； (3)
Tlj＝Tl(j-1)-Δt； (4)
其中，Tlj和Trj分别表示第k个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，k＝4,6,...,2(n+1)，Tl(j-1)和Tr(j-1)表示第k-2个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，Trel(j-1)和Trer(j-1)分别表示第k-1个或第g个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，g＝3,5,...,2(n+1)-1，Δt表示相邻梯度波形间梯度沿的时间差，对应了梯度切换率的检测精度，理论上Δt越小，检测的梯度切换率越准确。
其中，需要说明的是，将前3个梯度波形的梯度沿爬升时间设置为均大于最大切换率对应的梯度沿爬升时间，将自第4个梯度波形起，梯度沿爬升时间设置为满足上述条件的理由是：由于Tmax＝Gm/S0，其中Gm为测试的最大梯度值，如果前3个梯度波形爬升时间设置小于Tmax，那么在测试Gm梯度值时，实际输出的切换率超过了***切换率，此时受***限制梯度波形失真，导致梯度面积不能满足***要求，梯度延迟计算会有偏差，因此设置为从第4个梯度波形开始用于测试切换率，因此需要每个梯度的梯度沿爬升时间由长逐渐变短(即公式(4))，此时切换率逐渐增大，直至最后超过最大切换率，最终通过上述设置可以测得***的极限切换率。
步骤S2.基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据，具体包括：
305：基于图1示出的脉冲序列，采集得到每一测试梯度值对应的一组回波数据如下：
echo01、echo11、...、echon1
…
步骤S3.将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；
在步骤S3中，将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，包括：
306：将每组回波数据echo0i，...，echoni做逆傅里叶变换；
307：计算每个回波数据逆傅里叶变换后的一阶相位数据ph0i，...，phni，其中，i∈[1，m]，m表示测试梯度值总数，具体如下：
ph01、ph11、...、phu1
…
308：根据每组一阶相位数据计算每一测试梯度值对应的梯度延迟时间，计算公式如下：
TDelayi＝ph0i/2/pi×NoRd×DW； (5)
其中，pi为圆周率π，NoRd表示采样点数，DW表示采样间隔时间；
那么，一组测试梯度值对应的梯度延迟时间可作如下表示：
TDelay1＝ph01/2/pi*NoRd*DW
…TDelaym＝ph0m/2/pi*NoRd*DW；
309：根据多个梯度延迟时间的平均值得到***的梯度延迟时间：
TDelay＝mean(TDelayl，...，TDelaym)； (6)
310：采用差分或拟合计算获取一组一阶相位数据中的突变值phxi，并根据突变值phxi计算得到对应的梯度切换率：
Si＝Gi/Tlx： (7)
其中，Gi表示当前测试梯度值，Tlx表示突变值phxi对应的极限梯度爬升时间；
例如：当测试梯度值为Gm时，采用拟合或者差分的方法，寻找到ph0m，...，phnm中的突变值phxm说明在回波echox处梯度切换率达到极限，对应的极限梯度爬升时间Tlx，则此时梯度切换率为Sm＝Gm/Tlx。
311：根据多个梯度切换率的平均值得到***的梯度切换率：
S＝mean(S1，...，Sm) (8)。
其中，需要说明的是，本申请实施例中的三个梯度轴的测试是通过步骤304-步骤311循环分别完成，在结束对一个待测梯度轴的扫描检测和指标计算之后，通过步骤312判断是否完成所有的梯度轴测试，若未完成，则设置新的待测梯度轴后，重复步骤304-步骤311，直至完成所有梯度轴的测试；当然，可以理解的是，本申请实施例也可以在序列中直接增加一个梯度轴切换的循环，一次扫描完成三个梯度轴的测试，则无需外部步骤312的循环。
优选的，在一种可能的设计中，在根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率之后，所述方法还包括：
313：分别计算***的梯度延迟时间和梯度切换率的迭代偏差：
δTDelay＝abs(TDelay-TDelay0)； (9)
δS＝abs(S-S0)； (10)
其中，δTDelay表示梯度延迟时间的迭代偏差，δS表示梯度切换率的迭代偏差；
314：更新初始梯度延迟时间为TDelay0＝TDelay，并更新初始梯度切换率为S0＝S。
优选的，在一种可能的设计中，在更新初始梯度延迟时间和初始梯度切换率之后，所述方法还包括：
315：判断是否结束迭代，若是，则结束迭代循环，其中，判定条件如下：
δTDelay＜δTDelaythre&&δS＜δSthre； (11)
其中，δTDelaythre表示梯度延迟时间的迭代阈值，δSthre表示梯度切换率的迭代阈值；
否则，重复步骤303-314继续迭代，从而在梯度延迟时间校正过程中，通过迭代可以进一步提高梯度延迟和梯度切换率测试的准确性。
基于上述公开的内容，本申请实施例通过设置一组测试梯度值和多个待测梯度轴，基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；然后将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，从而无需针对每一测试轴改变测试梯度值，在校正梯度延迟时间的同时，检测出***的梯度切换率，极大节省了***的测试时间；且通过设置多个测试梯度值对应获得多个梯度延迟时间和多个梯度切换率，从而根据多个梯度延迟时间的均值和多个梯度切换率的均值得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，有效提高了检测结果的真实性和准确性。
第二方面提供磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测装置，包括：
参数设置模块，用于设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；
扫描检测模块，用于基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；
指标计算模块，用于将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；
所述预设的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形Apre，A0，Are0，A1，Are1，...,Are(n-1)，An；其中，第j个信号采集窗的中心对应第2j个梯度波形的中心，第1个梯度波形的起始时间为射频脉冲RF的结束时间，第1个梯度波形和第2梯度波形的面积满足Apre＝A0/2，第3个梯度波形至第2(n+1)个梯度波形的面积满足Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2)，j＝1,2,...,n。
第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
本实施例第三方面提供的前述计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
第四方面提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input First Output，FIFO)和/或先进后出存储器(First Input Last Output，FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器；所述收发器可以但不限于为WiFi(无线保真)无线收发器、蓝牙无线收发器、GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)无线收发器和/或ZigBee(紫蜂协议，基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)无线收发器等。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例第四方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
第五方面提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
本实施例第五方面提供的前述包含指令的计算机程序产品的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，其特征在于，包括：
设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；
基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；
将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；
所述预设的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形Apre，A0，Are0，A1，Are1，...,Are(n-1)，An；其中，第j个信号采集窗的中心对应第2j个梯度波形的中心，第1个梯度波形的起始时间为射频脉冲RF的结束时间，第1个梯度波形和第2梯度波形的面积满足Apre＝A0/2，第3个梯度波形至第2(n+1)个梯度波形的面积满足Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2)，j＝1,2,...,n；
所述一组测试梯度值包括G1,G2,...,Gm，且G1＜G2＜...＜Gm，Gm表示测试梯度幅值，所述多个待测梯度轴包括待测梯度X轴、待测梯度Y轴和待测梯度Z轴；
所述梯度检测参数还包括初始梯度延迟时间TDelay0、初始梯度切换率S0以及预设的脉冲序列的梯度沿爬升时间范围，其中，所述预设的脉冲序列的梯度沿爬升时间范围中，梯度沿最大爬升时间为Tmax＝Gm/S0，梯度沿最小爬升时间为Tmin＝G1/S0；
将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，包括：
将每组回波数据echo0i,...,echoni做逆傅里叶变换后得到一组一阶相位数据ph0i,...,phni，其中，i∈[1，m]，m表示测试梯度值总数；
根据每组一阶相位数据计算每一测试梯度值对应的梯度延迟时间，计算公式如下：
TDelayi＝ph0i/2/pi×NoRd×DW； (5)
其中，pi表示圆周率π，NoRd表示采样点数，DW表示采样间隔时间；
根据多个梯度延迟时间的平均值得到***的梯度延迟时间：
TDelay＝mean(TDelay1,...,TDelaym)； (6)
采用差分或拟合计算获取一组一阶相位数据中的突变值phxi，并根据突变值phxi计算得到对应的梯度切换率：
Si＝Gi/Tlx； (7)
其中，Gi表示当前测试梯度值，Tlx表示突变值phxi对应的极限梯度爬升时间；
根据多个梯度切换率的平均值得到***的梯度切换率：
S＝mean(S1,...,Sm) (8)。
2.根据权利要求1所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，其特征在于，前3个梯度波形的梯度沿爬升时间均大于最大切换率对应的梯度沿爬升时间，自第4个梯度波形起，梯度沿爬升时间满足以下条件：
Tlj＝Trj； (1)
Trel(j-1)＝Tr(j-1)； (2)
Trer(j-1)＝Tlj； (3)
Tlj＝Tl(j-1)-Δt； (4)
其中，Tlj和Trj分别表示第k个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，k＝4,6,...,2(n+1)，Tl(j-1)和Tr(j-1)表示第k-2个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，Trel(j-1)和Trer(j-1)分别表示第k-1个梯度波形的左梯度沿爬升时间和右梯度沿爬升时间，Δt表示相邻梯度波形间梯度沿的时间差。
3.根据权利要求2所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，其特征在于，第4个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tl1大于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmax，第2(n+1)个梯度波形的左梯度沿爬升时间Tln小于最大梯度切换率对应的梯度沿爬升时间Tmin。
4.根据权利要求1所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，其特征在于，在根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率之后，所述方法还包括：
分别计算***的梯度延迟时间和梯度切换率的迭代偏差：
δTDelay＝abs(TDelay-TDelay0)； (9)
δS＝abs(S-S0)； (10)
其中，δTDelay表示梯度延迟时间的迭代偏差，δS表示梯度切换率的迭代偏差；
更新初始梯度延迟时间为TDelay0＝TDelay，并更新初始梯度切换率为S0＝S。
5.根据权利要求4所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，其特征在于，在更新初始梯度延迟时间和初始梯度切换率之后，所述方法还包括：
判断是否结束迭代，若是，则结束迭代循环，其中，判定条件如下：
δTDelay＜δTDelaythre&&δS＜δSthre； (11)
其中，δTDelaythre表示梯度延迟时间的迭代阈值，δSthre表示梯度切换率的迭代阈值。
6.根据权利要求1所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法，其特征在于，所述射频脉冲包括软脉冲或硬脉冲。
7.磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测装置，其特征在于，包括：
参数设置模块，用于设置梯度检测参数，其中，所述梯度检测参数至少包括一组测试梯度值和多个待测梯度轴；
扫描检测模块，用于基于预设的脉冲序列对每一待测梯度轴进行扫描检测，得到每一测试梯度值对应的一组回波数据；
指标计算模块，用于将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率；
所述预设的脉冲序列包括至少一个射频脉冲RF、n+1个信号采集窗以及2(n+1)个梯度波形Apre，A0，Are0，A1，Are1，...,Are(n-1)，An；其中，第j个信号采集窗的中心对应第2j个梯度波形的中心，第1个梯度波形的起始时间为射频脉冲RF的结束时间，第1个梯度波形和第2梯度波形的面积满足Apre＝A0/2，第3个梯度波形至第2(n+1)个梯度波形的面积满足Are(j-1)＝(Aj-1+Aj)/2)，j＝0,1,...,n；
所述一组测试梯度值包括G1,G2,...,Gm，且G1＜G2＜...＜Gm，Gm表示测试梯度幅值，所述多个待测梯度轴包括待测梯度X轴、待测梯度Y轴和待测梯度Z轴；
所述梯度检测参数还包括初始梯度延迟时间TDelay0、初始梯度切换率S0以及预设的脉冲序列的梯度沿爬升时间范围，其中，所述预设的脉冲序列的梯度沿爬升时间范围中，梯度沿最大爬升时间为Tmax＝Gm/S0，梯度沿最小爬升时间为Tmin＝G1/S0；
将回波数据做逆傅里叶变换后得到一阶相位数据，并根据一阶相位数据分别计算得到***的梯度延迟时间和梯度切换率，包括：
将每组回波数据echo0i,...,echoni做逆傅里叶变换后得到一组一阶相位数据ph0i,...,phni，其中，i∈[1，m]，m表示测试梯度值总数；
根据每组一阶相位数据计算每一测试梯度值对应的梯度延迟时间，计算公式如下：
TDelayi＝ph0i/2/pi×NoRd×DW； (5)
其中，pi表示圆周率π，NoRd表示采样点数，DW表示采样间隔时间；
根据多个梯度延迟时间的平均值得到***的梯度延迟时间：
TDelay＝mean(TDelay1,...,TDelaym)； (6)
采用差分或拟合计算获取一组一阶相位数据中的突变值phxi，并根据突变值phxi计算得到对应的梯度切换率：
Si＝Gi/Tlx； (7)
其中，Gi表示当前测试梯度值，Tlx表示突变值phxi对应的极限梯度爬升时间；
根据多个梯度切换率的平均值得到***的梯度切换率：
S＝mean(S1,...,Sm) (8)。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1-6任意一项所述的磁共振梯度延迟和梯度切换率同时检测方法。
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