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CN101963657B - 边带抑制方法和边带抑制装置 - Google Patents

边带抑制方法和边带抑制装置 Download PDF

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CN101963657B CN200910157758.5A CN200910157758A CN101963657B CN 101963657 B CN101963657 B CN 101963657B CN 200910157758 A CN200910157758 A CN 200910157758A CN 101963657 B CN101963657 B CN 101963657B
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Abstract

本发明公开了一种边带抑制方法，该方法包括：A、确定正向涡流校正因子和负向涡流校正因子；采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号；采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；根据所述正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；根据所述负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；B、根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。同时，本发明还公开了一种边带抑制装置。采用本发明所述方法和装置，能够对边带进行有效地抑制。

Description

边带抑制方法和边带抑制装置
技术领域
本发明涉及磁共振波谱成像技术，特别涉及一种边带抑制方法和一种边带抑制装置。
背景技术
随着医学影像学的发展，磁共振波谱成像技术开创了一种新的无创检查方法。在正常组织中，代谢物以正常的浓度存在，而当组织发生病变时，代谢物的浓度会发生改变，磁共振波谱成像技术可通过对代谢物的波谱进行观测而获得代谢物的浓度，进而对代谢物的浓度进行分析，以达到疾病诊断的目的。
然而，如果梯度系统设计得不完美，梯度的切换会导致磁体的机械震动，从而使主磁场(B0场)随时间震荡，导致波谱信号被频率调制，在谱图中表现为正常的信号峰两边出现小信号峰，即边带。由于边带的强度和被调制的信号强度成正比，当被调制的信号强度很高时，边带的强度也很高，高强度的边带与代谢物的波谱信号混叠在一起，会对代谢物波谱信号的观测造成困难。
现有技术中，为了抑制边带，通常采用正负极性梯度扫描方法：假设扫描次数为N，其中，N为偶数，前N/2次扫描所用的梯度极性和后N/2次扫描所用的梯度极性相反，例如，前N/2次扫描采用正极性梯度，后N/2次扫描采用负极性梯度，然后将每次扫描所得的信号累加求平均，通过这种扫描方法获得的信号被认为是没有边带的信号。这个方法的理论基础是，边带信号的相位和梯度的极性相关，改变梯度的极性能使边带信号的相位改变180度，而代谢物信号的相位不受影响，相位相差180度的边带信号相加会相互抵消，因此上述方法理论上可以消除边带。
但是，在实际应用中，由于涡流的存在，正负极性梯度扫描情况下的边带信号的相位不是完全相差180度，因此边带信号并不能完全被抵消，更糟糕的是，涡流还会使正负极性梯度扫描信号的初始相位不一致，从而导致累加后的波谱信号的信噪比下降。基于上述原因，现有技术中所提供的方法还不能对边带进行有效的抑制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种边带抑制方法，能够对边带进行有效地抑制。
本发明的另一目的在于提供一种边带抑制装置，能够对边带进行有效地抑制。
因此，本发明提供了一种边带抑制方法，该方法包括：
确定正向涡流校正因子和负向涡流校正因子；采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号；采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；根据所述正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；根据所述负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；
根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
优选地，所述确定正向涡流校正因子包括：采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，其中，P为大于1的正整数；对所述正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子。
根据一种实施方式，所述滤波包括：获取正向参考扫描的采样间隔，获取磁体的机械振动频率；计算所述正向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；采用所述均值滑动滤波器对所述正向参考信号进行均值滑动滤波。
优选地，所述获取磁体的机械振动频率包括：采用点分辨波谱技术PRESS序列对水模进行波谱测量，获得水模信号的谱图；计算所述谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为磁体的机械振动频率。
根据另一种实施方式，所述滤波包括：计算正向滤波带宽；根据所述正向滤波带宽设计高斯型带通滤波器；采用所述高斯型带通滤波器对所述正向参考信号进行带通滤波。
优选地，所述计算正向滤波带宽包括：获取正向参考扫描的谱图；若正向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号没有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为正向滤波带宽；若正向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号有重合的部分，则首先将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，然后计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为正向滤波带宽。
优选地，所述确定负向涡流校正因子包括：采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号，其中，P为大于1的正整数；对所述负向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为负向涡流校正因子。
在一种实施方式中，所述滤波包括：获取负向参考扫描的采样间隔，获取磁体的机械振动频率；计算所述负向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；采用所述均值滑动滤波器对所述负向参考信号进行均值滑动滤波。
优选地，所述获取磁体的机械振动频率包括：采用PRESS序列对水模进行波谱测量，获得水模信号的谱图；计算所述谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为磁体的机械振动频率。
在另一种实施方式中，所述滤波包括：计算负向滤波带宽；根据所述负向滤波带宽设计高斯型带通滤波器；采用所述高斯型带通滤波器对所述负向参考信号进行带通滤波。
优选地，所述计算负向滤波带宽包括：获取负向参考扫描的谱图；若负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号没有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为负向滤波带宽；若负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号有重合的部分，则首先将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，然后计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为负向滤波带宽。
优选地，所述对正极性梯度扫描信号进行涡流校正包括：计算所述正极性梯度扫描信号的相位与所述正向涡流校正因子的差值。所述对负极性梯度扫描信号进行涡流校正包括：计算所述负极性梯度扫描信号的相位与所述负向涡流校正因子的差值。
优选地，所述计算经边带抑制的波谱信号包括：将所述涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和所述涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
本发明还提供了一种边带抑制装置，该装置包括：一个正向涡流校正因子确定模块、一个负向涡流校正因子确定模块、一个正极性梯度扫描信号采集模块、一个负极性梯度扫描信号采集模块、一个正向涡流校正模块、一个负向涡流校正模块和一个边带抑制模块；其中，
所述正向涡流校正因子确定模块，用于确定正向涡流校正因子；
所述负向涡流校正因子确定模块，用于确定负向涡流校正因子；
所述正极性梯度扫描信号采集模块，用于采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；
所述负极性梯度扫描信号采集模块，用于采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号；
所述正向涡流校正模块，用于根据所述正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；
所述负向涡流校正模块，用于根据所述负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；
所述边带抑制模块，用于根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
所述正向涡流校正因子确定模块包括：一个正向参考扫描子模块和一个正向滤波子模块；其中，所述正向参考扫描子模块，用于采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，其中，P为大于1的正整数；所述正向滤波子模块，用于对所述正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为所述正向涡流校正因子。
所述正向滤波子模块包括：一个正向采样间隔获取单元、一个机械振动频率获取单元、一个正向滑动窗口计算单元、一个均值滤波器设计单元和一个正向均值滑动滤波单元；其中，所述正向采样间隔获取单元，用于获取正向参考扫描的采样间隔；所述机械振动频率获取单元，用于获取磁体的机械振动频率；所述正向滑动窗口计算单元，用于计算所述正向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；所述均值滤波器设计单元，用于根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；所述正向均值滑动滤波单元，用于采用所述均值滑动滤波器对所述正向参考信号进行均值滑动滤波。
所述机械振动频率获取单元包括：一个波谱测量子单元和一个计算子单元；其中，所述波谱测量子单元，用于采用点分辨波谱技术PRESS序列对水模进行波谱测量，获得水模信号的谱图；所述计算单元，用于计算所述谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为所述磁体的机械振动频率。
所述正向滤波子模块包括：一个正向滤波带宽计算单元、一个正向带通滤波器设计单元和一个正向带通滤波单元；其中，所述正向滤波带宽计算单元，用于计算正向滤波带宽；所述正向带通滤波器设计单元，用于根据所述正向滤波带宽设计一个高斯型带通滤波器；所述正向带通滤波单元，用于采用所述高斯型带通滤波器对所述正向参考信号进行带通滤波。
所述正向滤波带宽计算单元包括：一个正向谱图获取子单元和一个正向计算子单元；其中，所述正向谱图获取子单元，用于获取正向参考扫描的谱图；所述正向计算子单元，用于判断正向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号是否有重合的部分，若有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为正向滤波带宽；否则，将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，并计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为正向滤波带宽。
所述负向涡流校正因子确定模块包括：一个负向参考扫描子模块和一个负向滤波子模块；其中，所述负向参考扫描子模块，用于采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号，其中，P为大于1的正整数；所述负向滤波子模块，用于对所述负向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为所述负向涡流校正因子。
所述负向滤波子模块包括：一个负向采样间隔获取单元、一个机械振动频率获取单元、一个负向滑动窗口计算单元、一个均值滤波器设计单元、一个负向均值滑动滤波单元；其中，所述负向采样间隔获取单元，用于获取负向参考扫描的采样间隔；所述机械振动频率获取单元，用于获取磁体的机械振动频率；所述负向滑动窗口计算单元，用于计算所述负向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；所述均值滤波器设计单元，用于根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；所述负向均值滑动滤波单元，用于采用所述均值滑动滤波器对所述负向参考信号进行均值滑动滤波。
所述机械振动频率获取单元包括：一个波谱测量子单元和一个计算单元；其中，所述波谱测量子单元，用于采用PRESS序列对水模进行波谱测量，获得水模信号的谱图；所述计算单元，用于计算所述谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为所述磁体的机械振动频率。
所述负向滤波子模块包括：一个负向滤波带宽计算单元和一个负向带通滤波器设计单元和一个负向带通滤波单元；其中，所述负向滤波带宽计算单元，用于计算负向滤波带宽；所述负向带通滤波器设计单元，用于根据所述负向滤波带宽设计一个高斯型带通滤波器；所述负向带通滤波单元，用于采用所述高斯型带通滤波器对所述负向参考信号进行带通滤波。
所述负向滤波带宽计算单元包括：一个负向谱图获取子单元和一个负向计算子单元；其中，所述负向谱图获取子单元，用于获取负向参考扫描的谱图；所述负向计算子单元，用于判断负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号是否有重合的部分，若有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为负向滤波带宽；否则，将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，并计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为负向滤波带宽。
所述正向涡流校正模块包括：一个正向接收子模块和一个正向减法子模块；所述正向接收子模块，用于接收所述正极性梯度扫描信号与所述正向涡流校正因子；所述正向减法子模块，用于计算所述正极性梯度扫描信号的相位与所述正向涡流校正因子的差值；
所述负向涡流校正模块包括：一个负向接收子模块和一个负向减法子模块；所述负向接收子模块，用于接收所述负极性梯度扫描信号与所述负向涡流校正因子；所述负向减法子模块，用于计算所述正极性梯度扫描信号的相位与所述正向涡流校正因子的差值。
所述边带抑制模块包括：一个加法子模块和一个平均子模块；其中，所述加法子模块，用于将涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并获得累加和；所述平均子模块，用于对所述累加和求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
由上述技术方案可见，本发送所提供的边带抑制方法和装置首先确定正向涡流校正因子和负向涡流校正因子，然后根据正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正，根据负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正，这样就可消除涡流对正负极性梯度扫描信号的影响，不仅能保证正负极性梯度扫描信号的初始相位是一致的，而且能保证在正负极性梯度扫描情况下的边带信号的相位相差180度，最后根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算得到经边带抑制的波谱信号，也就是说，边带信号经计算后可完全被抵消，即对边带进行了有效抑制。
附图说明
图1为本发明所提供的一种边带抑制方法的实施例的流程图。
图2为本发明所提供的一种边带抑制方法中确定正向涡流校正因子的方法的流程图。
图3为正向参考扫描示意图。
图4a为水信号与代谢物信号不重合时的正向滤波带宽的计算示意图。
图4b为水信号与代谢物信号重合时的正向滤波带宽的计算示意图。
图5为本发明所提供的一种边带抑制方法中确定负向涡流校正因子的方法的流程图。
图6为负向参考扫描示意图。
图7为本发明所提供的一种边带抑制装置的第一较佳实施例的结构图。
图8为本发送所提供的一种边带抑制装置的第二较佳实施例的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明所提供的一种边带抑制方法的实施例的流程图，如图1所示，该流程包括以下步骤：
步骤101，确定正向涡流校正因子和负向涡流校正因子。
图2为本发明所提供的一种边带抑制方法中确定正向涡流校正因子的方法的流程图，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1011，采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并仅在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，其中P为大于1的正整数，P的具体取值可视实际情况而定。
需要说明的是，在本发明中，所述正向均指采用正梯度，所述负向均指采用负梯度。
图3为正向参考扫描示意图，前P-1次正向参考扫描是为了使系统进入稳态，在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号。
所述正向参考扫描为满足以下条件的扫描方法：第一，不进行水峰抑制；第二，系统的激发频率等于水质子的共振频率，具体扫描的方法为现有技术，在此不予赘述。
步骤1012，对正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子。
滤波步骤可在参考信号的时间域或频率域进行。下面分别对在不同域中所使用的滤波方法进行介绍。
首先，介绍时间域滤波方法。
当进行正向参考扫描时，正向参考信号相位由两部分信号相位构成，具体为：
Figure G2009101577585D00071
其中，为正向参考信号相位，为正向参考扫描时低频非周期性的信号相位，
Figure G2009101577585D00074
为正向参考扫描时高频周期性的信号相位；而
Figure G2009101577585D00075
其中，
Figure G2009101577585D00076
为正向参考扫描时由体素内的磁场不均匀性而导致的信号相位，
Figure G2009101577585D00077
为正向参考扫描时由涡流导致的信号相位，
Figure G2009101577585D00078
为正向固定补偿相位，不随时间的变化而变化；而
Figure G2009101577585D00081
其中，
Figure G2009101577585D00082
为正向参考扫描时由主磁场震荡而导致的信号相位，为正向参考扫描时代谢物的信号相位。
在本步骤中，滤波的目的就是将
Figure G2009101577585D00084
从
Figure G2009101577585D00085
中滤除掉，从而使滤波后的信号相位仅剩余
Figure G2009101577585D00086
滤波的方法采用均值滑动滤波方法，下面对本步骤中的均值滑动滤波方法进行介绍。
首先计算滑动窗口的长度l＝1/(fv*ΔT)，其中，fv为磁体的机械振动频率，ΔT为正向参考扫描的采样间隔，在本发明中，正向参考扫描与负向参考扫描的采样间隔相同，ΔT在正向参考扫描前就可预先获知，而fv是通过以下方法获得的：对水模进行波谱测量，扫描所用的序列可为普通的点分辨波谱技术(PRESS)序列，并获得水模信号的谱图，谱图中水峰与任一距离最近的边带(只考虑一阶边带，二阶以上的边带可忽略)之间的频率差的绝对值即为fv；需要说明的是，在谱图中，在水峰两边有两个最近的边带，且每个边带与水峰的距离相等，所以任意选择一个最近的边带，并计算所选择的边带与水峰的频率差的绝对值都可得到fv；然后，根据滑动窗口的长度l设计均值滑动滤波器，并采用所设计的均值滑动滤波器将
Figure G2009101577585D00087
从
Figure G2009101577585D00088
中滤除掉。其中，根据滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器以及采用均值滑动滤波器滤波的方法均为现有技术，在此不予赘述。
最后，将经滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子，也就是说，令正向涡流校正因子
Figure G2009101577585D00089
由于
Figure G2009101577585D000810
而
Figure G2009101577585D000811
因此本发明中的正向涡流校正因子不仅可对正向参考扫描时由涡流导致的信号相位进行校正，还可对正向参考扫描时由体素内的磁场不均匀性而导致的信号相位和固定补偿相位进行校正，其中，对正向参考扫描时由体素内的磁场不均匀性而导致的信号相位进行校正可减少谱线的半高宽，因而提高波谱信号的分辨率和信噪比，另外，对正向固定补偿相位进行校正也是必要的，信号解调后，水质子是应该处于共振状态的，其信号的相位也应该为0，如果存在正向固定补偿相位，水质子在频率域的实部信号就不是纯吸收线形，而会发生畸变，这对谱图的观测和评估也会造成困难。
然后，介绍频率域滤波方法。
当进行正向参考扫描时，正向参考信号由以下信号组成：
Figure G2009101577585D00091
其中，Sref +(t)为正向参考信号，A+ w(t)为正向参考扫描时水信号的幅度，ω0为水质子的共振频率，
Figure G2009101577585D00092
为正向参考扫描时由涡流导致的信号相位，Am +(t)为正向参考扫描时代谢物的信号幅度，ωm为代谢物的共振频率。
另外，需要说明的是，
Figure G2009101577585D00093
为正向参考扫描时的水信号Sw +(t)，
Figure G2009101577585D00094
为正向参考扫描时的代谢物信号Sm +(t)。在本步骤中，滤波的目的就是将Sm +(t)去除掉，从而使滤波后的信号仅为Sw +(t)，滤波的方法具体为：首先根据正向参考扫描的谱图计算正向滤波带宽BW +，其中，正向参考扫描的谱图的获取为现有技术的内容。BW +的计算分为两种情况：图4a为水信号与代谢物信号不重合时的正向滤波带宽的计算示意图，如图4a所示，在正向参考扫描的谱图中，若正向参考扫描时的水信号与正向参考扫描时的代谢物信号没有重合的部分，则BW +为正向参考扫描时水信号的频带；图4b为水信号与代谢物信号重合时的正向滤波带宽的计算示意图，如图4b所示，若正向参考扫描时的水信号与代谢物信号有重合的部分，则BW +＝(正向参考扫描时水信号的频带)-(正向参考扫描时水信号与代谢物的重合频带)/2。然后，根据所计算的正向滤波带宽设计高斯型带通滤波器，滤波器中心为水信号中心，并采用设计的高斯型带通滤波器在频率域中将代谢物的信号从正向参考信号中去除掉，这样，正向参考信号中仅剩余Sw +(t)。其中，根据滤波带宽设计高斯型带通滤波器以及采用高斯型带通滤波器滤波的方法均为现有技术，在此不予赘述。
系统的激发频率等于水质子的共振频率，即ω0＝0，则
Figure G2009101577585D00095
因此，可知
Figure G2009101577585D00096
其中，获取Sw +(t)的实部和虚部的方法为现有技术的内容，在此不予赘述。
最后，令正向涡流校正因子
Figure G2009101577585D00097
也就是说，将滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子。
至此，对确定正向涡流校正因子的方法介绍完毕，下面对确定负向涡流校正因子的方法进行介绍。
图5为本发明所提供的一种边带抑制方法中确定负向涡流校正因子的方法的流程图，如图5所示，包括以下步骤：
步骤1013，采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并仅在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号，其中P为大于1的正整数。
图6为负向参考扫描示意图，前P-1次负向参考扫描是为了使系统进入稳态，在第P次参考扫描时采集负向参考信号。
步骤1014，对负向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为负向涡流校正因子。
步骤1013与步骤1011的技术特征对应，步骤1014与步骤1012的技术特征对应，因此，关于步骤1013、1014的介绍可参照步骤1011、1012中相应的内容。
在步骤101中，确定正向涡流校正因子的过程和确定负向涡流校正因子的过程可以同时进行(例如交叉执行步骤1011、1012与步骤1013、1014)，也可以先后进行，本发明对比不做限制。
至此，对步骤101介绍完毕。
步骤102，采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号；采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号，其中，N为偶数。
该步骤的具体内容为现有技术，不予赘述。
步骤103，根据正向涡流校正因子对N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；根据负向涡流校正因子对N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正。
对正极性梯度扫描信号进行涡流校正的方法为：正极性梯度扫描信号的相位与正向涡流校正因子相减，将所得差值作为涡流校正后的正极性梯度扫描信号的相位，而正极性梯度扫描信号的幅度不变，即Scorr+(t)＝S+(t)*exp(-i*q+)，其中，S+(t)为正极性梯度扫描信号，Scorrt+(t)为涡流校正后的正极性梯度扫描信号。
对负极性梯度扫描信号进行涡流校正的方法为：负极性梯度扫描信号的相位与负向涡流校正因子相减，将所得差值作为涡流校正后的负极性梯度扫描信号的相位，而负极性梯度扫描信号的幅度不变，即Scorr-(t)＝S-(t)*exp(-i*q-)，其中，S-(t)为负极性梯度扫描信号，Scorrt-(t)为涡流校正后的负极性梯度扫描信号。
本实施例的方法中，对N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正的步骤也可以在步骤102采集正极性梯度扫描信号之后执行，本发明不局限于上述顺序。
步骤104，根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
计算经边带抑制的波谱信号的方法为：将涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
基于上述边带抑制方法，图7为本发明所提供的一种边带抑制装置的第一较佳实施例的结构图。如图7所示，该装置包括：一个正向涡流校正因子确定模块11、一个负向涡流校正因子确定模块21、一个正极性梯度扫描信号采集模块12、一个负极性梯度扫描信号采集模块22、一个正向涡流校正模块13、一个负向涡流校正模块23和一个边带抑制模块30。
其中，正向涡流校正因子确定模块11确定正向涡流校正因子；负向涡流校正因子确定模块21确定负向涡流校正因子；正极性梯度扫描信号采集模块12采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；负极性梯度扫描信号采集模块22采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号；正向涡流校正模块13根据正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；负向涡流校正模块23根据负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；边带抑制模块30根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
正向涡流校正因子确定模块11包括：一个正向参考扫描子模块1 11和一个正向滤波子模块112。
其中，正向参考扫描子模块111采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并仅在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，其中P为大于1的正整数；正向滤波子模块112对正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子。
正向滤波子模块112包括：一个正向采样间隔获取单元1121、一个机械振动频率获取单元1122、一个正向滑动窗口计算单元1123、一个均值滤波器设计单元1124和一个正向均值滑动滤波单元1125。
其中，正向采样间隔获取单元1121获取正向参考扫描的采样间隔；机械振动频率获取单元1122获取磁体的机械振动频率；正向滑动窗口计算单元1123计算正向参考扫描的采样间隔与磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；均值滤波器设计单元1124根据滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；正向均值滑动滤波单元1125采用设计的均值滑动滤波器对正向参考信号进行均值滑动滤波。
机械振动频率获取单元1122包括：一个波谱测量子单元11221和一个计算子单元11222。
其中，波谱测量子单元11221采用PRESS序列对水模进行波谱测量，并获得水模信号的谱图；计算单元11222计算谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为磁体的机械振动频率。
负向涡流校正因子确定模块21包括：一个负向参考扫描子模块211和一个负向滤波子模块212。
其中，负向参考扫描子模块211采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并仅在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号，其中P为大于1的正整数；负向滤波子模块212对负向参考信号滤波，将经滤波后的信号相位作为负向涡流校正因子。
负向滤波子模块212包括：一个负向采样间隔获取单元2121、一个机械振动频率获取单元1122、一个负向滑动窗口计算单元2123、一个均值滤波器设计单元1124、一个负向均值滑动滤波单元2125。
其中，负向采样间隔获取单元2121获取负向参考扫描的采样间隔；机械振动频率获取单元1122获取磁体的机械振动频率；负向滑动窗口计算单元2123计算负向参考扫描的采样间隔与磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；均值滤波器设计单元1124根据滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；负向均值滑动滤波单元2125采用设计的均值滑动滤波器对负向参考信号进行均值滑动滤波。
机械振动频率获取单元1122包括：一个波谱测量子单元11221和一个计算单元1222。
其中，波谱测量子单元11221采用PRESS序列对水模进行波谱测量，并获得水模信号的谱图；计算单元11222计算谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为磁体的机械振动频率。
正向涡流校正模块13包括：一个正向接收子模块131和一个正向减法子模块132。
其中，正向接收子模块131接收正极性梯度扫描信号与正向涡流校正因子；正向减法子模块132计算正极性梯度扫描信号的相位与正向涡流校正因子的差值；
负向涡流校正模块包括23：一个负向接收子模块231和一个负向减法子模块232。
其中，负向接收子模块231接收负极性梯度扫描信号与负向涡流校正因子；负向减法子模块232计算正极性梯度扫描信号的相位与正向涡流校正因子的差值。
边带抑制模块包括30：一个加法子模块301和一个平均子模块302。
其中，加法子模块301将涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并获得累加和；平均子模块302对累加和求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
图8为本发明所提供的一种边带抑制装置的第二较佳实施例的结构图。如图8所示，该装置包括：一个正向涡流校正因子确定模块11、一个负向涡流校正因子确定模块21、一个正极性梯度扫描信号采集模块12、一个负极性梯度扫描信号采集模块22、一个正向涡流校正模块13、一个负向涡流校正模块23和一个边带抑制模块30。
其中，正向涡流校正因子确定模块11确定正向涡流校正因子；负向涡流校正因子确定模块21确定负向涡流校正因子；正极性梯度扫描信号采集模块12采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；负极性梯度扫描信号采集模块22采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号；正向涡流校正模块13根据正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；负向涡流校正模块23根据负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；边带抑制模块30根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
正向涡流校正因子确定模块11包括：一个正向参考扫描子模块111和一个正向滤波子模块112。
其中，正向参考扫描子模块111采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并仅在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，其中P为大于1的正整数；正向滤波子模块112对正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子。
正向滤波子模块112包括：一个正向滤波带宽计算单元1126、一个正向带通滤波器设计单元1127和一个正向带通滤波单元1128。
其中，正向滤波带宽计算单元1126计算正向滤波带宽；正向带通滤波器设计单元1127根据所述正向滤波带宽设计一个高斯型带通滤波器；正向带通滤波单元1128采用所述高斯型带通滤波器对所述正向参考信号进行带通滤波。
正向滤波带宽计算单元1126包括：一个正向谱图获取子单元11261和一个正向计算子单元11262。
其中，正向谱图获取子单元11261获取正向参考扫描的谱图；正向计算子单元11262判断正向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号是否有重合的部分，若有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为正向滤波带宽；否则，将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，并计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为正向滤波带宽。
负向涡流校正因子确定模块21包括：一个负向参考扫描子模块211和一个负向滤波子模块212。
其中，负向参考扫描子模块211采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并仅在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号，其中P为大于1的正整数；负向滤波子模块212对负向参考信号滤波，将经滤波后的信号相位作为负向涡流校正因子。
负向滤波子模块212包括：一个负向滤波带宽计算单元2126、一个负向带通滤波器设计单元2127和一个负向带通滤波单元2128。
其中，负向滤波带宽计算单元2126计算负向滤波带宽；负向带通滤波器设计单元2127根据所述负向滤波带宽设计一个高斯型带通滤波器；负向带通滤波单元2128采用所述高斯型带通滤波器对所述负向参考信号进行带通滤波。
负向滤波带宽计算单元2126包括：一个负向谱图获取子单元21261和一个负向计算子单元21262。
其中，负向谱图获取子单元21261获取负向参考扫描的谱图；负向计算子单元21262判断负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号是否有重合的部分，若有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为负向滤波带宽；否则，将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，并计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为负向滤波带宽。
正向涡流校正模块13包括：一个正向接收子模块131和一个正向减法子模块132。
其中，正向接收子模块131接收正极性梯度扫描信号与正向涡流校正因子；正向减法子模块132计算正极性梯度扫描信号的相位与正向涡流校正因子的差值；
负向涡流校正模块包括23：一个负向接收子模块231和一个负向减法子模块232。
其中，负向接收子模块231接收负极性梯度扫描信号与负向涡流校正因子；负向减法子模块232计算正极性梯度扫描信号的相位与正向涡流校正因子的差值。
边带抑制模块包括30：一个加法子模块301和一个平均子模块302。
其中，加法子模块301将涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并获得累加和；平均子模块302对累加和求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
本发明所提供的一种边带抑制装置的实施例的具体说明请参照图1所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。
可见，基于上述边带抑制方法和装置，首先确定正向涡流校正因子和负向涡流校正因子，然后根据正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正，根据负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正，这样就可消除涡流对正负极性梯度扫描信号的影响，保证正负极性梯度扫描信号的初始相位是一致的，保证在正负极性梯度扫描情况下的边带信号的相位是相差180度的，最后根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算最终经边带抑制的波谱信号，这样，边带信号经计算就可完全被抵消，本发明所提供的方法和装置能够有效地对边带进行抑制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种边带抑制方法，该方法包括：
确定正向涡流校正因子和负向涡流校正因子；
采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号；采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；
根据所述正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；根据所述负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；
根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定正向涡流校正因子包括：采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，对所述正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为正向涡流校正因子；
所述确定负向涡流校正因子包括：采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号，对所述负向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为负向涡流校正因子；
其中，P为大于1的正整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波包括：
获取正向/负向参考扫描的采样间隔，获取磁体的机械振动频率；
计算所述正向/负向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；
根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；
采用所述均值滑动滤波器对所述正向/负向参考信号进行均值滑动滤波。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取磁体的机械振动频率包括：
采用点分辨波谱技术PRESS序列对水模进行波谱测量，获得水模信号的谱图；
计算所述谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为磁体的机械振动频率。
5.根据权利要求2所述的方法，所述滤波包括：
计算正向/负向滤波带宽；
根据所述正向/负向滤波带宽设计高斯型带通滤波器；
采用所述高斯型带通滤波器对所述正向/负向参考信号进行带通滤波。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算正向/负向滤波带宽包括：
获取正向/负向参考扫描的谱图；
若正向/负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号没有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为正向/负向滤波带宽；若正向/负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号有重合的部分，则首先将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，然后计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为正向/负向滤波带宽。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述对正极性梯度扫描信号进行涡流校正包括：计算所述正极性梯度扫描信号的相位与所述正向涡流校正因子的差值；
所述对负极性梯度扫描信号进行涡流校正包括：计算所述负极性梯度扫描信号的相位与所述负向涡流校正因子的差值。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述计算经边带抑制的波谱信号包括：将所述涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和所述涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
9.一种边带抑制装置，该装置包括：
一个正向涡流校正因子确定模块(11)，用于确定正向涡流校正因子；
一个负向涡流校正因子确定模块(21)，用于确定负向涡流校正因子；
一个正极性梯度扫描信号采集模块(12)，用于采用正极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集正极性梯度扫描信号，其中，N为偶数；
一个负极性梯度扫描信号采集模块(22)，用于采用负极性梯度进行N/2次扫描，并分别在每次扫描时采集负极性梯度扫描信号；
一个正向涡流校正模块(13)，用于根据所述正向涡流校正因子对所采集的N/2个正极性梯度扫描信号进行涡流校正；
一个负向涡流校正模块(23)，用于根据所述负向涡流校正因子对所采集的N/2个负极性梯度扫描信号进行涡流校正；以及，
一个边带抑制模块(30)，用于根据涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号计算经边带抑制的波谱信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述正向涡流校正因子确定模块(11)包括：一个正向参考扫描子模块(111)，用于采用正极性梯度进行P次正向参考扫描，并在第P次正向参考扫描时采集正向参考信号，其中，P为大于1的正整数；一个正向滤波子模块(112)，用于对所述正向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为所述正向涡流校正因子；
所述负向涡流校正因子确定模块(21)包括：一个负向参考扫描子模块(211)，用于采用负极性梯度进行P次负向参考扫描，并在第P次负向参考扫描时采集负向参考信号；一个负向滤波子模块(212)，用于对所述负向参考信号进行滤波，将滤波后的信号相位作为所述负向涡流校正因子。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述正向滤波子模块(112)包括：一个正向采样间隔获取单元(1121)，用于获取正向参考扫描的采样间隔；一个机械振动频率获取单元(1122)，用于获取磁体的机械振动频率；一个正向滑动窗口计算单元(1123)，用于计算所述正向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；一个均值滤波器设计单元(1124)，用于根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；以及一个正向均值滑动滤波单元(1125)，用于采用所述均值滑动滤波器对所述正向参考信号进行均值滑动滤波；
所述负向滤波子模块(212)包括：一个负向采样间隔获取单元(2121)，用于获取负向参考扫描的采样间隔；一个机械振动频率获取单元(1122)，用于获取磁体的机械振动频率；一个负向滑动窗口计算单元(2123)，用于计算所述负向参考扫描的采样间隔与所述磁体的机械振动频率的乘积，然后对乘积取倒数，将结果作为滑动窗口的长度；一个均值滤波器设计单元(1124)，用于根据所述滑动窗口的长度设计均值滑动滤波器；以及一个负向均值滑动滤波单元(2125)，用于采用所述均值滑动滤波器对所述负向参考信号进行均值滑动滤波。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述机械振动频率获取单元(1122)包括：一个波谱测量子单元(11221)，用于采用点分辨波谱技术PRESS序列对水模进行波谱测量，获得水模信号的谱图；以及一个计算单元(11222)，用于计算所述谱图中水峰与任一距离最近的边带之间的频率差的绝对值，将此绝对值作为所述磁体的机械振动频率。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述正向滤波子模块(112)包括：一个正向滤波带宽计算单元(1126)，用于计算正向滤波带宽；一个正向带通滤波器设计单元(1127)，用于根据所述正向滤波带宽设计一个高斯型带通滤波器；以及一个正向带通滤波单元(1128)，用于采用所述高斯型带通滤波器对所述正向参考信号进行带通滤波；
所述负向滤波子模块(212)包括：一个负向滤波带宽计算单元(2126)，用于计算负向滤波带宽；一个负向带通滤波器设计单元(2127)，用于根据所述负向滤波带宽设计一个高斯型带通滤波器；以及一个负向带通滤波单元(2128)，用于采用所述高斯型带通滤波器对所述负向参考信号进行带通滤波。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述正向滤波带宽计算单元(1126)包括：一个正向谱图获取子单元(11261)，用于获取正向参考扫描的谱图；以及一个正向计算子单元(11262)，用于判断正向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号是否有重合的部分，若没有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为正向滤波带宽，否则，将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，并计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为正向滤波带宽；
所述负向滤波带宽计算单元(2126)包括：一个负向谱图获取子单元(21261)，用于获取负向参考扫描的谱图；以及一个负向计算子单元(21262)，用于判断负向参考扫描谱图中的水信号与代谢物信号是否有重合的部分，若没有重合的部分，则获取水信号的频带，将水信号的频带作为负向滤波带宽，否则，将水信号与代谢物信号的重合频带除以2，获得一个商值，并计算水信号的频带与所述商值的差值，将结果作为负向滤波带宽。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述正向涡流校正模块(13)包括：一个正向接收子模块(131)，用于接收所述正极性梯度扫描信号与所述正向涡流校正因子；以及一个正向减法子模块(132)，用于计算所述正极性梯度扫描信号的相位与所述正向涡流校正因子的差值；
所述负向涡流校正模块(23)包括：一个负向接收子模块(231)，用于接收所述负极性梯度扫描信号与所述负向涡流校正因子；以及一个负向减法子模块(232)，用于计算所述负极性梯度扫描信号的相位与所述负向涡流校正因子的差值。
16.根据权利要求9至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述边带抑制模块包括(30)：一个加法子模块(301)，用于将涡流校正后的N/2个正极性梯度扫描信号和涡流校正后的N/2个负极性梯度扫描信号进行累加，并获得累加和；以及一个平均子模块(302)，用于对所述累加和求平均值，将结果作为经边带抑制的波谱信号。
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