针对磁共振射频脉冲的时频域分析方法比较研究

doi:10.11938/cjmr20160414

波谱学杂志 ›› 2016, Vol. 33 ›› Issue (4): 646-654.doi: 10.11938/cjmr20160414

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针对磁共振射频脉冲的时频域分析方法比较研究

杜庆阳^1,2, 常严², 钱嵩松¹, 杨晓冬²

1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏南京 210094;
2. 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏苏州 215163

收稿日期:2016-04-11 修回日期:2016-10-24 出版日期:2016-12-05 发布日期:2016-12-05
通讯作者: 杨晓冬,电话:0512-69588133,E-mail:xiaodong.yang@sibet.ac.cn E-mail:xiaodong.yang@sibet.ac.cn
作者简介:杜庆阳(1991-),男,云南昆明人,硕士研究生,电子通信工程专业
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（11505281）.

Comparison of Time-Frequency Analysis Methods for Radio Frequency Pulses Used in Magnetic Resonance

DU Qing-yang^1,2, CHANG Yan², QIAN Song-song¹, YANG Xiao-dong²

1. College of Electrical Engineering and Optoelectronic Technology, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China;
2. Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163, China

Received:2016-04-11 Revised:2016-10-24 Online:2016-12-05 Published:2016-12-05

摘要/Abstract

摘要： 射频脉冲可实现样本自旋体系的精确操控，进而产生预期的核磁共振（NMR）信号，在NMR信号产生过程中扮演重要角色．该文分别采用短时傅里叶变换（STFT）、连续小波变换（CWT）和维格纳-威利分布（WVD）几种时频域分析方法对射频脉冲（优化形状脉冲）进行特性分析和比较．结果表明，三种方法各自具有优缺点，结合各自优势对射频脉冲进行各种方法分析，可以更好地理解复杂脉冲的幅度、相位特性在时频域的分布情况．该文的研究方法将为直观理解复杂射频脉冲对自旋体系的作用机制提供参考．

关键词: 磁共振射频脉冲, 短时傅里叶变换(STFT), 连续小波变换(CWT), 时频域分析法, 维格纳-威利分布(WVD)

Abstract: Accurate manipulation of spin systems can be achieved by radio frequency (RF) pulses, which play a key role in nuclear magnetic resonance (NMR). This paper analyses the time-frequency characteristics of RF pulses, such as the optimal shaped pulse, using different time-frequency analysis methods such as short-time Fourier transform (STFT), continuous wavelet transform (CWT) and Wigner-Ville distribution (WVD). The performances of these methods were then compared. The results indicated that combination of the above methods may achieve a better performance in analyzing the amplitude and phase distribution of complex RF pulse in joint time-frequency domain. The research provides a reference for understanding of the effects of complex RF pulses on specific spin systems.

Key words: radio frequency pulse, short-time Fourier transform(STFT), Wigner-Ville distribution(WVD), continuous wavelet transform(CWT), time-frequency analysis

中图分类号:

O482.53

杜庆阳, 常严, 钱嵩松, 杨晓冬. 针对磁共振射频脉冲的时频域分析方法比较研究[J]. 波谱学杂志, 2016, 33(4): 646-654.

DU Qing-yang, CHANG Yan, QIAN Song-song, YANG Xiao-dong. Comparison of Time-Frequency Analysis Methods for Radio Frequency Pulses Used in Magnetic Resonance[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2016, 33(4): 646-654.

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