CN102768347A

CN102768347A - 核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法

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Publication number: CN102768347A
Application number: CN2012102825086A
Authority: CN
Inventors: 刘光曹; 陈忠; 陈志伟
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: CN102768347B

Abstract

核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，涉及一种核磁共振波谱仪。提出根据相位编码数选用匀场线圈的方法，扣除X、Y的高阶匀场线圈，以此为基础在计算中可加入适当的正则化修正的方法，相位编码数缩减到3×3、2×2时仍然能够达到良好的匀场效果。这种极少的2×2、3×3相位编码，广泛适用于核磁共振谱仪的各种三维梯度匀场的脉冲序列，例如三维梯度回波脉冲序列、倾斜三维梯度回波脉冲序列、脉冲梯度场激发回波脉冲序列。克服化学位移较远的多个谱峰在相位测量时的互相干扰。氢核选择性激发的三维梯度匀场，使得匀场方法摆脱对氘代试剂的依赖，再配合极少的相位编码数和小角度激发带来速度的提高，具有广泛的适用范围。

Description

核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法

技术领域

本发明涉及一种核磁共振波谱仪，尤其是涉及一种核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法。

背景技术

在核磁共振的测量中，必须具备高度均匀的磁场才能获得核磁共振的精细分裂谱图。核磁共振谱仪上往往配备为数众多的匀场线圈。核磁共振谱仪上，匀场线圈的名称一般以X、Y、Z的阶数来命名。Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7是Z方向匀场线圈的名称，从Z的1阶次到7阶。X1、Y1、XZ、YZ、XY、XZ2、YZ2、ZXY、Z3X、Z3Y、Z2XY、Z4X、Z4Y、X2Y2、ZX2Y2、Z2X2Y2、X3、Y3、ZX3、ZY3是一系列非Z方向的匀场线圈的名称。其中X或Y的阶数大于或等于2阶的匀场线圈称为X、Y方向的高阶匀场线圈，包括X2Y2、ZX2Y2、Z2X2Y2、X3、Y3、ZX3、ZY3这些匀场线圈。每个样品放入谱仪进行测试前，这些匀场线圈的电流都要经过精细地调节，以便得到高度均匀的磁场。若依靠人工方式调节，则需要花费大量的时间，效率很低。目前，核磁共振技术上最有效的自动匀场方式是梯度匀场，梯度匀场先是出现在磁共振成像仪上。1994年，美国霍普金斯大学的P.C.M Van Ziil首先把梯度匀场应用在核磁共振波谱仪上（P.Van Zijl,S.Sukumar,M.O′Neil Johnson,P.Webb,R.Hurd,Optimized shimming for high-resolution NMR using three-dimensional image-based feld mapping,Journal of magnetic resonance.Series A111，1994，203-207）。梯度匀场包括一维梯度匀场和三维梯度匀场。一维梯度匀场自动调节Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7等Z轴各阶匀场线圈的电流。三维梯度匀场除了自动调节一维梯度匀场中的Z轴各阶匀场线圈的电流外，还能调节X1、Y1、XZ、YZ、XY、X2Y2、X3、Y3、XZ2、YZ2、ZXY、ZX2Y2等匀场线圈的电流。梯度匀场是利用磁共振成像的脉冲序列，测量磁场不均匀的三维空间分布，计算匀场线圈的补偿电流,来得到较为均匀的磁场。

由于普通核磁共振波谱仪不用于磁共振成像，因此多数没有配备X、Y方向脉冲梯度磁场设备。为了达到梯度匀场的目的，就要利用X、Y方向的一阶匀场线圈——X1、Y1匀场线圈来代替梯度线圈，产生X、Y方向的梯度磁场。在脉冲序列中控制匀场线圈，要经过一个通信过程，导致一个不精确的10～20ms的延时。因此，在普通核磁共振波谱仪上，即没有X、Y脉冲梯度设备的波谱仪上，匀场线圈产生的X、Y方向梯度不能实时变化，需要克服不精确的通信延时。这导致绝大部分的快速成像的脉冲序列都无法使用，也就限制了普通谱仪上的三维梯度匀场的速度。

传统三维梯度匀场的观念追求较高的分辨率，相位编码数常常达到32×32，速度较慢。2004年，美国曼切斯特大学的V.V.Korostelev给出了一种改进的三维梯度匀场方法。该方法使用PFGSTE脉冲序列，把相位编码缩减到8×8、6×6、4×4。发现4×4相位编码的匀场效果和6×6、8×8的匀场效果相差不大，而4×4相位编码的速度比6×6、8×8快了很多。继续把相位编码减少到3×3时，匀场效果变很差。使用这个方法中最快的4×4相位编码，在没有X、Y脉冲梯度设备的核磁共振波谱仪上，对于重水、氘代二甲基亚砜样品，每次迭代一般要1.5min。如果遇上氘代丙酮等样品T1恢复时间较长，每次迭代就长达5分钟。由于匀场要多次迭代，再加上匀场前参数调节花费一些时间，匀场的速度依然不够快。

核磁共振中，氘核的信号强度不足氢核的百分之一，然而梯度匀场往往氘核信号，少用氢核信号。因此，以往三维梯度匀场方法的推广应用容易受信噪比制约。特别是核磁实验中常用的氘代氯仿样品，其氘核浓度仅仅是重水的1/9，这使得原本信噪比较低的氘核的三维梯度匀场面临更严重的应用限制。本专利的大幅缩减相位编码数方法恰恰能够提高每个像素的信噪比，为三维梯度匀场在核磁共振谱仪上的广泛应用铺平道路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法。使得核磁共振波谱仪的三维梯度匀场达到更快的速度和具有更广泛的适用性。

本发明包括以下步骤：

1）制作匀场线圈场图，具体步骤如下：

（1）当三维梯度匀场制作匀场线圈场图流程开始时，通过手工匀场，或者一维梯度匀场的方法配合手工匀场的方法，得到均匀磁场；

（2）使用三维梯度匀场的脉冲序列，同时读入这些脉冲序列的默认参数；

（3）调节参数：依次调节射频脉冲的中心频率对准一维核磁共振波谱的主峰位置、调节射频脉冲产生的翻转角、调节接收机的增益，确保信号强度不溢出；借助一维梯度回波重复激发，调节脉冲激发的重复间隔时间（TR）或等待时间（d1），使得一维梯度回波的信号幅度没有下降，也没有震荡信号；

（4）选择相位编码数和匀场线圈：在2×2至8×8相位编码数中，选择一种相位编码数，再根据相位编码数确定三维梯度匀场调节的匀场线圈，三维梯度匀场调节的匀场线圈的X或Y的阶数，必须低于X、Y方向相位编码数；

（5）以当前的基础磁场进行两次成像采样，保存采样数据；依次改变选用的每个匀场线圈的电流，并分别进行两次成像采样，保存采样数据；

（6）所有采样数据进行三维傅里叶变换，获得包含相位信息的一系列图像，图像X、Y中心校正，计算每个匀场线圈图像上有效区域内各点的两次成像相位差再扣除基础磁场的相位差

然后进行相位解缠，除以时间差：

相位解缠

得到数据ω（r），即每个匀场线圈的场图。

2）匀场，具体步骤如下：

（1）使用制作匀场线圈场图时相同的脉冲序列；

（2）相位编码数与制作匀场线圈场图时一致，要调节的匀场线圈与制作匀场线圈场图时一致，根据场图的相关性、以往收敛效果、匀场电源功率等因素，可以再扣除几个匀场线圈；

（3）当使用2×2至8×8相位编码数时，调入一组保存的所有匀场线圈电流，再进行匀场，形成一个基础磁场；

（4）调节参数方法与制作场图流程相同；

（5）执行脉冲序列，进行两次成像采样，获得数据；

（6）数据进行三维傅里叶变换，得到包含相位信息的两个三维图像，图像X、Y中心校正，用图像有效区域内各点的相位信息计算出当前磁场不均匀分布的场图，计算各个匀场线圈的电流变化量，使得各个匀场线圈的磁场组合，抵消当前不均匀场磁场的分布；

（7）磁场均匀度无法改善，或是磁场的均匀程度可以接受，即完成匀场流程；否则重复步骤（5）～（7）。

在步骤1）第（2）部分中，所述脉冲序列可选自三维梯度回波（3D GRE）脉冲序列、倾斜三维梯度回波（ramped 3D GRE）脉冲序列、脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列等中的一种；所述默认参数可选自脉冲激励时长、梯度的大小、相位编码时间、采样读取信号时间、信号增益等中的至少一种。

在步骤1）第（4）部分中，所述相位编码数为3×3相位编码时，剔除X或Y的阶数在3以上的匀场线圈，即X3、Y3、ZX3、ZY3等匀场线圈；所述相位编码数为2×2相位编码时，要剔除X或Y的阶数在2以上的匀场线圈，即X2Y2、ZX2Y2、Z2X2Y2、X3、Y3、ZX3、ZY3等匀场线圈。

在步骤2）第（2）部分中，所述匀场线圈可为Z方向最高阶的匀场线圈。

在步骤2）第（6）部分中，所述计算的过程中可加入正则化修正，所述正则化修正可采用Tikhonov正则化等。

本发明提出了根据相位编码数选用匀场线圈的方法，扣除X、Y的高阶匀场线圈，以此为基础在计算中可以加入适当的正则化修正的方法，相位编码数缩减到3×3、2×2时仍然能够达到良好的匀场效果。这种极少的2×2、3×3相位编码，广泛适用于核磁共振谱仪的各种三维梯度匀场的脉冲序列，例如三维梯度回波（3D GRE）脉冲序列、倾斜三维梯度回波(ramped 3DGRE)脉冲序列、脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列。

三维梯度匀场中，有些样品（如氘代丙酮）的T1恢复时间很长，甚至达到10秒以上，扫描次数又多的情况下，三维梯度匀场的速度非常慢，多次迭代需要几十分钟。2×2、3×3相位编码减少了扫描次数，能够明显缩短三维梯度匀场的时间。2×2相位编码的速度是4×4相位编码的4倍，是传统32×32相位编码的256倍。另一个优点是2×2、3×3相位编码的信噪比高，在信号弱的氘核溶剂的三维梯度匀场中，显得更加重要。此外，由于2×2、3×3相位编码中扣除了一些高阶匀场线圈，有效防止这些匀场线圈的电流值达到或超过允许的上下限，因此，匀场电源模块的总功率过大的情况很少出现，使用安全性得到提高。在4×4以上相位编码的梯度匀场中，实际应用中有时也需要适当扣除一些高阶匀场线圈，来保护匀场电源模块。

射频激发脉冲除了用硬脉冲外，还可以拓展为使用软脉冲——选择性激发脉冲，比如高斯脉冲、Sinc函数脉冲。核磁共振谱仪氢核的灵敏度相对氘核高出100倍以上，但是氢核三维梯度匀场最主要受限于多个谱峰存在互相干扰。应用选择性激发软脉冲，只选择一个谱峰或者化学位移相近的几个谱峰，克服了化学位移较远的多个谱峰在相位测量时的互相干扰。氢核选择性激发的三维梯度匀场，使得匀场方法摆脱了对氘代试剂的依赖，再配合极少的相位编码数（2×2或3×3）和小角度激发带来速度的提高，具有非常广泛的适用范围。

附图说明

图1为三维梯度匀场流程图，包括制作匀场线圈场图和匀场两个部分。

图2为倾斜三维梯度回波（ramped 3D GRE）脉冲序列。相位编码梯度场仅在脉冲之前和信号采样后变化。

图3为图2脉冲序列的K空间，即图像作傅里叶变换的空间。

图4为一维梯度回波重复激发，采样数据傅里叶变换后，用来比较重复时间TR或等待时间d1是否太短的效果图。左侧图为重复时间TR或等待时间d1恰当，信号幅度不会逐个下降，也没有明显震荡。右侧图为TR或d1太短，数据经傅里叶变换后，信号幅度逐个下降，有的出现震荡阴影。

具体实施方式

本实施例使用瓦里安Varian500MHz谱仪，其中配备的匀场线圈是Varian28-shims。三维梯度匀场包括制作线圈场图和每次实验匀场两个流程。事先制作匀场线圈的场图，每次匀场都能使用这个场图，不用重新制作场图。制作场图和匀场使用相同的脉冲序列，流程在图1中，具体实施过程示例如下。

（1）制作场图的流程开始时，通过手工匀场、一维梯度匀场的方法方法的配合使用，来得到较为均匀的磁场。如果之前有其他三维梯度匀场的场图，也可以先用之前的场图来匀场，获得尽可能均匀的基础磁场。

（2）选用脉冲序列，调节参数：具备微成像功能的核磁共振谱仪，可以使用三维梯度回波（3D GRE）脉冲序列；不具备微成像功能的谱仪，推荐使用图2的倾斜三维梯度回波(ramped3D GRE)脉冲序列，其信噪比优于脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列。

如果使用倾斜三维梯度回波(ramped 3D GRE)脉冲序列，主要参数设置如表1所示。

表1 倾斜三维梯度回波(ramped 3D GRE)脉冲序列的参数设置

如果使用三维梯度回波（3D GRE）脉冲序列，只需将上述参数中的T_PE1和T_PE2缩短3到10倍，相应X和Y方向的相位编码梯度增量ΔG_X和ΔG_Y都增强3到10倍即可。

如果使用脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列，信噪比低于前两种脉冲序列，参数设置可以参考瓦里安核磁共振谱仪上三维梯度匀场gmapxyz的参数设置。

按照常规核磁实验的方法，调节脉冲序列用到的中心频率；制作匀场线圈场图的流程中，使用接近90度的脉冲激励时间，再调节增益。设置足够长的脉冲激发的重复间隔时间（TR）或等待时间（d1）。

（3）调节参数：调节射频脉冲的中心频率对准一维核磁共振波谱的主峰位置；调节射频脉冲产生的翻转角，若脉冲序列是脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列，射频脉冲翻转角必须是90°，其他脉冲序列的射频脉冲翻转角没有严格限制，只要一维梯度回波上没有明显噪声信号即可，接近90°信噪比更好，但制作场图的速度会慢些；调节接收机的增益，在确保信号强度不溢出的情况下，使用尽可能高的增益；借助一维梯度回波重复激发，调节脉冲激发的重复间隔时间（TR）或等待时间（d1），使得一维梯度回波的信号幅度没有明显下降，也没有震荡信号，即图4左侧的效果。

（4）选择2×2~8×8中的一种相位编码数，再根据相位编码数选择要调节电流的匀场线圈。根据相位编码数选择要调节电流的匀场线圈的方法为：从所有匀场线圈中，扣除X项阶数大于等于X方向的相位编码数的匀场线圈，同样扣除Y项阶数大于等于Y方向相位编码数的匀场线圈，剩余的匀场线圈都可以选用。

实现2×2相位编码的三维梯度匀场时，扣除X2Y2、ZX2Y2、Z2X2Y2、X3、Y3、ZX3、ZY3匀场线圈，它们的X项或Y项的阶数大于等于2。其余的匀场线圈都可以选用，包括Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、X1、Y1、XZ、YZ、XY、XZ2、YZ2、ZXY、Z3X、Z3Y、Z2XY、Z4X、Z4Y这些匀场线圈。

实现3×3相位编码的三维梯度匀场时，扣除X3、Y3、ZX3、ZY3等匀场线圈，它们的X项或Y项阶数大于等于3。其余的匀场线圈都可以选用，包括Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、X1、Y1、XZ、YZ、XY、XZ2、YZ2、ZXY、Z3X、Z3Y、Z2XY、Z4X、Z4Y、X2Y2、ZX2Y2、Z2X2Y2这些匀场线圈。

（5）设置匀场线圈电流变化量：高阶的匀场线圈电流变化量在不超过允许的范围前提下，应尽可能增大，才能施加足够的调节磁场。所有匀场线圈的电流变化量应保证匀场线圈的场图有良好的信噪比。

（6）以当前比较均匀的基础磁场开始采样，并保存；然后依次变化各匀场线圈的电流来采样，并分别保存。

（7）数据处理，制成场图。所有采样数据通过三维傅里叶变换得到一系列图像。其中，每个匀场线圈对应有两个回波时间的图像。图像X、Y中心校正，经过平移，使得样品的重心在图像正中心。由于相位编码数少，成像的像素特别少（4×4、2×2像素），当图像的平移量是小数量时，比如X方向偏移了1.34个像素，不能简单把各个像素上的数据交换实现图像平移。图像上一个小数量的平移可以借助傅里叶频移特性实现。

采样的各点数据X[k]，经离散傅里叶变换后得到图像上各点数据x[n]。根据傅里叶频移特性：m作为平移量，可以不是整数值，而是小数值。图像就由x[n]平移到x[n-m]。这就实现了图像上非整数格的平移。

X、Y、Z三个方向加窗，去掉信噪比低的区域，得到相位信号的有效区域。所有采样数据进行三维傅里叶变换，获得包含相位信息的一系列图像。图像X、Y中心校正。计算每个匀场线圈图像上有效区域内各点的两次成像相位差再扣除基础磁场的相位差

然后进行相位解缠，除以时间差，这样得到数据ω（r）即每个匀场线圈的场图。

相位解缠

把各个匀场线圈的场图保存，等到匀场流程使用。这样完成了制作匀场线圈场图的流程。

匀场流程的具体实施过程如下：

（1）匀场流程开始时，调用制作匀场线圈场图的脉冲序列。脉冲序列参数可以使用制作场图时的参数，或者是为样品特别定制的参数。

（2）选用匀场线圈，基本与制作匀场线圈场图流程时的一致。根据以往收敛效果、匀场电源功率等因素，可以再多扣除几个匀场线圈，如扣除Z7线圈来提高收敛的稳定性。

（3）所有匀场线圈载入一组初始电流，即以往磁场均匀性良好时保存的所有匀场线圈的电流。

（4）调节参数方法与制作场图流程基本相同，唯一区别是使用倾斜三维梯度回波(ramped3D GRE)脉冲序列、脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列时，射频脉冲的翻转角不推荐使用90°，只要一维梯度回波没有明显噪声，就可以尽可能减少射频脉冲的翻转角，以提高匀场速度。

（5）执行脉冲序列，采样获得两个不同梯度回波时刻的成像数据。

（6）数据处理，计算并设置匀场线圈新电流值：经过三维傅里叶变换，得到包含相位信息的两个三维图像。与制作匀场线圈场图时类似，图像X、Y中心校正；X、Y、Z三维加窗，去掉信噪比低的区域，得到相位信号的有效区域。用两个图像有效区域内每个点的相位差，除以两个图像的回波时间差，得到当前不均匀磁场的场图。

用A代表匀场线圈的场图矩阵，B代表有待补偿的当前不均匀磁场的场图向量，X代表匀场线圈电流的变化量，问题转化成AX=B的线性超定方程组求解。对A矩阵SVD分解A=USV’，左除到B向量上，X=VS^-1U^-1B。可以添加正则化修正(Regularization)减少解的误差，比如用Tikhonov正则化。计算出匀场线圈电流改变量X后，设置到匀场线圈的硬件上。

（7）判断是否继续迭代：当磁场均匀度无法改善，或是磁场的均匀度可以接受，就完成匀场流程；否则重复执行步骤（5）~（7）。重复步骤（5）时，在磁场均匀度有改善的情况下，也可以适当延长回波时间差（Δt），以提高测量场图的信噪比。

在制作场图流程的步骤（2）中，在普通核磁共振谱仪（没有装备微成像梯度场）上，推荐使用图2的倾斜三维梯度回波(ramped 3D GRE)脉冲序列，其相位编码梯度场可以用匀场线圈产生。本发明对使用倾斜三维梯度回波(ramped 3D GRE)脉冲序列的重要改进是大幅减少相位编码数（2×2~8×8），使得匀场速度和成像的信噪比都大大提高，并且克服了过去该脉冲序列对氘核样品三维梯度匀场效果较差的缺陷。该倾斜三维梯度回波(ramped 3D GRE)脉冲序列的应用上，当Z方向梯度(Gz)远大于X方向梯度(Gx)和Y方向梯度(Gy)，并且应用了很少的相位编码数时，填充线的倾斜角变得非常小，K空间的梯形填充网格就接近正常的矩形填充网格，有利于近似用三维傅里叶变换来得到三维图像。

通常，三维梯度匀场流程的大部分时间都花费在脉冲序列的执行上。制作场图流程的步骤（4）和匀场流程的步骤（2）中的相位编码数越少，脉冲序列执行的速度越快。V.V.Korostelev用PFGSTE脉冲序列时，相位编码数能够缩减到4×4，即X方向相位编码数为4、Y方向相位编码数为4。继续把相位编码数减少到3×3，匀场效果变得很差（V.V.Korostelev:Improvements in Three-Dimensional Automated Shimming Techniques in High-Resolution NuclearMagnetic Resonance,Manchester,2004,Table6.3,p96）。本发明的改进是提出了根据相位编码数选用匀场线圈的方法，扣除X、Y的高阶匀场线圈，以此为基础在计算中可以加入适当的正则化修正的方法，相位编码数缩减到3×3、2×2时仍然能够达到良好的匀场效果。这种极少的2×2、3×3相位编码，广泛适用于核磁共振谱仪的各种三维梯度匀场的脉冲序列，例如三维梯度回波（3D GRE）脉冲序列、图2的倾斜三维梯度回波(ramped 3D GRE)脉冲序列、脉冲梯度场激发回波（PFGSTE）脉冲序列。

在步骤（3）中，如果脉冲序列是三维梯度回波（3D GRE）或图2倾斜三维梯度回波(ramped3D GRE)脉冲序列，在保证成像信噪比前提下，可以减小脉冲激发角度，即减小硬脉冲激励时长或选择性激发软脉冲的功率，这样重复间隔时间（TR）或等待时间（d1）能够相应缩短，有利于进一步提高速度。TR或d1时间也不能太短，否则影响采样的信号。本发明提出了一种缩短TR或d1的方法。把相位编码梯度场去掉，脉冲序列变成一维梯度回波。多次连续激发和采样，每次采样的回波时间TE相同。如果TR或d1时间太短，会得到图4右侧的幅度逐个下降的成像效果，有时成像上会有图4右侧阴影类似的震荡信号。只有在TR或d1时间调节适当的情况下，后续的一维梯度回波信号的幅度下降程度很小，即信号的损失可以忽略，并且成像上也没有明显震荡信号，如图4左侧所示。

Claims

1.核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于包括以下步骤：

1）制作匀场线圈场图，具体步骤如下：

（3）调节参数：依次调节射频脉冲的中心频率对准一维核磁共振波谱的主峰位置、调节射频脉冲产生的翻转角、调节接收机的增益，确保信号强度不溢出；借助一维梯度回波重复激发，调节脉冲激发的重复间隔时间或等待时间，使得一维梯度回波的信号幅度没有下降，也没有震荡信号；

然后进行相位解缠，除以时间差：

相位解缠

得到数据ω（r），即每个匀场线圈的场图；

2）匀场，具体步骤如下：

（1）使用制作匀场线圈场图时相同的脉冲序列；

（2）相位编码数与制作匀场线圈场图时一致，要调节的匀场线圈与制作匀场线圈场图时一致，根据场图的相关性、以往收敛效果、匀场电源功率因素，再扣除几个匀场线圈；

（4）调节参数方法与制作场图流程相同；

（5）执行脉冲序列，进行两次成像采样，获得数据；

2.如权利要求1所述的核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于在步骤1）第（2）部分中，所述脉冲序列选自三维梯度回波脉冲序列、倾斜三维梯度回波脉冲序列、脉冲梯度场激发回波脉冲序列中的一种。

3.如权利要求1所述的核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于在步骤1）第（2）部分中，所述默认参数选自脉冲激励时长、梯度的大小、相位编码时间、采样读取信号时间、信号增益中的至少一种。

4.如权利要求1所述的核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于在步骤1）第（4）部分中，所述相位编码数为3×3相位编码时，剔除X或Y的阶数在3以上的匀场线圈，即X3、Y3、ZX3、ZY3匀场线圈；所述相位编码数为2×2相位编码时，要剔除X或Y的阶数在2以上的匀场线圈，即X2Y2、ZX2Y2、Z2X2Y2、X3、Y3、ZX3、ZY3匀场线圈。

5.如权利要求1所述的核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于在步骤2）第（2）部分中，所述匀场线圈为Z方向最高阶的匀场线圈。

6.如权利要求1所述的核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于在步骤2）第（6）部分中，所述计算的过程中加入正则化修正。

7.如权利要求6所述的核磁共振波谱仪上缩减相位编码数快速三维梯度匀场方法，其特征在于所述正则化修正采用Tikhonov正则化。