[发明专利]一种消除地面核磁共振数据中邻频谐波干扰的方法

权利要求书

1.一种消除地面核磁共振数据中邻频谐波干扰的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，录入地面核磁共振测量数据V＝[V₁,V₂,…,V_K]，K为采样点数，测量实验地点地磁场B₀，根据式f_L＝0.04258×B₀计算拉莫尔频率f_L；

步骤2，搜索工频谐波基频f₀，并对工频谐波进行建模，计算得到所有谐波系数X；

步骤3，根据拉莫尔频率f_L和每个谐波频率f_m＝m·f₀的频率差df_m＝f_L-f_m判断是否存在邻频谐波，其中m＝1,2,…,M，M是谐波个数，若所有的频率差|df_m|≥3Hz，说明不存在邻频谐波，利用步骤2得到的工频谐波基频f₀ 和谐波系数X计算得到谐波模型V_harm，在测量数据V中减去谐波模型V_harm，实现工频及其谐波干扰的消除；

步骤3中，若其中一个频率差|df_m|＜3Hz，则存在邻频谐波，进行步骤4；

步骤4，将谐波系数X中邻频谐波对应的系数置零，进行谐波建模，得到除邻频谐波外的谐波模型V′_harm，在测量数据V中减去谐波模型V′_harm，首先完成除邻频谐波外所有工频谐波的消除，得到数据V′，基于拟合的方法，得到邻频谐波V_m的参数，在数据V′中减去邻频谐波V_m，得到去除谐波噪声后的地面核磁共振信号；

步骤4中基于拟合的方法包括对数据V′以邻频谐波的频率f_m进行希尔伯特变换，并经过低通滤波器后得到数据V′包络的实部V_Re和虚部V_Im；

对数据V′包络的实部V_Re和虚部V_Im进行非线性拟合获得6个未知参数x₁～x₆，其中四个参数对应于地面核磁共振信号参数，两个参数为邻频谐波的参数，获得邻频谐波的幅度和相位，计算得到邻频谐波V_m，在数据V′中减去邻频谐波V_m完成邻频谐波的消除。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，经过低通滤波器后得到V′包络的实部V_Re和虚部V_Im分别为：

其中e₀、和θ分别为地面核磁共振信号的初始幅度，弛豫时间和相位，df_m＝f_L-f_m是拉莫尔频率f_L与邻频谐波频率f_m的频率差； A_m和分别为邻频谐波的幅度和相位，ε_r和ε_i分别是随机噪声的实部和虚部分量。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，根据表达式(1)和式(2)对数据V′包络的实部V_Re和虚部V_Im进行非线性拟合获得6个未知参数x₁～x₆，

其中，分别为经拟合得到的实部和虚部，x₁～x₄对应于地面核磁共振信号参数，x₅和x₆为邻频谐波的参数。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：利用搜索得到的工频谐波基频f₀，根据式(3)对工频及其谐波噪声建立模型V_harm：

其中，A_m和分别是第m个谐波的幅度和相位，M是谐波个数，t为采样时间，t＝[t₁,t₂,…,t_K]，对式(3)中的第m项进行线性化为：

其中，α_m和β_m为第m阶谐波对应系数，和求解线性方程组，

得到谐波系数X＝[α₁,…,α_M,β₁…,β_M]^T，其中T是转置符号。