[发明专利]核磁共振测量流体流速的方法与装置

权利要求书

1.一种核磁共振测量流体流速的方法，其特征在于，所述方法应用于核磁共振测量流体流速的装置，该装置包括：流体管、磁体、至少两个射频天线、高导磁外壳和处理设备；所述流体管位于所述高导磁外壳内；所述磁体包括预极化磁体段和测量磁体段，所述测量磁体段包括均匀磁场磁体段和梯度磁场磁体段，所述均匀磁场磁体段靠近所述预极化磁体段的一端的外部套设有所述至少两个射频天线中的第二天线线圈；所述均匀磁场磁体段用于产生均匀磁场，以使所述第二天线线圈能够在所述测量磁体段的作用下与预极化处理后的高速待测流体样品产生共振信号；

所述梯度磁场磁体段外套设所述至少两个射频天线中的第一天线线圈；所述梯度磁场磁体段用于产生梯度磁场，以使所述第一天线线圈能够在所述测量磁体段的作用下与预极化处理后的低速待测流体样品产生共振信号，其中，所述高速待测流体样品为流速大于15cm/s的待测流体样品；所述低速待测流体样品为流速小于等于15cm/s的待测流体样品；所述至少两个射频天线均可以用于发射脉冲序列和接收所述待测流体样品返回的核磁共振信号，所述磁体套设在所述流体管的外部、且位于所述高导磁外壳和所述流体管之间；所述至少两个射频天线绕设于所述流体管的外壁、且位于所述测量磁体段和所述流体管之间；所述至少两个射频天线的输出端与所述处理设备连接；所述方法包括：

所述预极化磁体段对待测流体样品进行预极化处理；

所述射频天线在所述测量磁体段的作用下与预极化处理后的所述待测流体样品产生共振信号，并将所述共振信号传输至所述处理设备；

所述处理设备根据所述共振信号计算所述待测流体样品的流速；

所述处理设备根据所述共振信号计算所述待测流体样品的流速，包括：

根据所述共振信号的回波串的衰减曲线特征，确定采用所述共振信号的至少两个回波的相位计算所述待测流体样品的流速；或者，

根据所述共振信号的回波串的衰减曲线特征，确定采用所述共振信号的回波串的衰减曲线特征计算所述待测流体样品的流速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述待测流体样品处于流动状态时流体分子中的氢原子核被所述预极化磁体段极化，所述共振信号的至少两个回波中的奇数波的相位不完全重聚，所述至少两个回波中的偶数波的相位完全重聚；

所述处理设备采用所述共振信号的至少两个回波的相位计算所述待测流体样品的流速，包括：

所述处理设备根据所述共振信号的至少两个回波的相位，获取所述至少两个回波中的所述奇数波与所述偶数波的相位差；

根据所述至少两个回波中的所述奇数波与所述偶数波的相位差，获取所述待测流体样品的流速。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个回波中的所述奇数波与所述偶数波的相位差，获取所述待测流体样品的流速，包括：

采用如下公式获取所述待测流体样品的流速：

其中，为所述奇数波和所述偶数波的相位差，γ为旋磁比，G为梯度磁场的磁场梯度，v为流速，T_E为所述奇数波和所述偶数波的回波间隔。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述共振信号的回波串的衰减曲线特征计算所述待测流体样品的流速，包括：

所述处理设备根据所述共振信号的回波串的衰减曲线特征，获取所述预极化处理后的所述待测流体样品的横向弛豫时间T₂和纵向弛豫时间T₁；

所述处理设备根据所述横向弛豫时间T₂和纵向弛豫时间T₁，获取所述待测流体样品的流速；

其中，所述横向弛豫时间T₂和所述纵向弛豫时间T₁采用如下公式获取：

其中，I(t)为t时刻的流体磁化矢量，I₀为流体初始磁化矢量，t为流体衰减时间。