CN107677976B - 一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置，包括用户计算机、采样计算机、梯度控制模块、梯度功率放大器模块和梯度信号采集模块；还公开了一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，本发明基于梯度电流预加重补偿原理，首先在不进行预加重处理时，通过梯度功率放大器模块的电流监控端口采集梯度线圈上失真的实际梯度磁场波形数据，上传到用户计算机后计算出预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的偏差，根据此偏差获得涡流曲线，然后通过最小二乘法拟合出一组幅度常数和时间常数，再通过拟合出来的幅度常数和时间常数对梯度预加重参数进行预加重处理，以此来抵消涡流对梯度磁场的影响。

Description

一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置及方法

技术领域

本发明涉及核磁共振仪器技术领域，具体涉及一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置，还涉及一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，用于减小核磁共振实验中由于梯度涡流引起的梯度磁场畸变和失真。

背景技术

在核磁共振成像系统中，梯度系统负责产生线性变化的梯度磁场，用于对被测体进行空间编码，梯度系统通过在梯度线圈上施加梯度电流来产生所需要的梯度磁场。由于梯度线圈处于磁体内部，而磁体内包含很多金属部件，如磁屏蔽外壳、超导线圈、匀场线圈和射频线圈等，那么根据电磁感应定律，在梯度电流进行快速开关的突变过程中，会在这些金属部件内部感应出阻碍磁场变化的电流，这些感应出来的暂态电流称之为涡流(EddyCurrent)。涡流的存在会严重影响梯度磁场的变化，使磁场产生畸变和失真，导致梯度编码出现错误和偏差，如果不进行补偿，则会在磁共振图像中形成伪影，严重影响成像质量。因此，磁共振成像中必须寻找有效的方法来消除涡流对梯度磁场的影响。

为了消除梯度涡流的影响，目前采用的最普遍方法是对梯度电流进行预加重处理，即对梯度电流进行预补偿来改善梯度电流质量，从而产生期望的梯度磁场输出效果。这种方法主要是根据滤波器的瞬态响应进行设计，在梯度波形进入梯度功率放大器之前，由预加重滤波器给原始的梯度电流叠加上补偿电流，使梯度波形预失真，然后将预失真的波形输出到梯度功率放大器，最后在梯度线圈上得到满足要求的梯度波形。

补偿电流的大小满足多组e指数函数的叠加形式，方向与涡流方向相反。其大小可以表示为：其中I_e(t)为叠加后的补偿电流，N为补偿滤波器的级数，A_i和τ_i分别为补偿电流曲线的幅度常数和时间常数。因此，使用梯度预加重的方法进行涡流补偿即变为寻找一组或多组合适的幅度常数A_i和时间常数τ_i，然后用这些参数产生补偿电流叠加到原始梯度上，使得补偿电流刚好与涡流的变化趋势相反，抵消涡流对梯度磁场的影响，从而达到补偿涡流的目的。

目前常用的寻找补偿电流幅度常数A_i和时间常数τ_i的方法是基于核磁共振信号强度的梯度预加重调节方法，使用的脉冲序列示意图如图1所示。

该方法通常先对被测梯度线圈施加一段时间的驱动电流后关闭，此后的一段时间内信号都会受涡流磁场的影响。依次设置四组射频激发(RF)和采样(ACQ)得到四组自由感应衰减(FID)信号，其中最后一组激发采样设置的延时比较长，确保其不受涡流的影响，作为补偿调节的参照。根据梯度涡流的e指数衰减规律，启动扫描后可以观察到越靠近梯度脉冲的信号离散越快，信号幅度越小，后面采集的信号由于涡流影响逐渐减小，幅度逐渐增大。接着进行涡流补偿调节，假设有三组不同时间常数和幅度常数的涡流存在系统中，先对时间最长的一组涡流进行补偿，设置一组时间常数较长的补偿电流参数，将第三个FID信号波形恢复到与第四个FID相同。然后再设置时间常数中等和较小的两组补偿电流参数，依次补偿第二个FID和第一个FID，直到4个FID信号形状与幅度都基本一致，最后得到的三组时间常数和幅度常数则作为该梯度的涡流补偿参数。

上述基于核磁共振信号强度的梯度预加重调节方法虽然可以获得涡流补偿参数，但是依然存在以下不足：1.需要调试人员手动反复设置梯度预加重参数才能获得较好补偿效果，调试过程费时费力；2.时间常数和幅度常数的设置依赖于专业调试人员的经验，普通用户难以完成调试；3.该方法只能获取梯度下降沿产生的补偿电流常数，而梯度上升沿的补偿参数则无法获取，不能精确补偿涡流的影响。4.由于需要通过观察核磁共振信号强度来调节预加重参数，因此调试结果极易受到磁场不均匀性、样品弛豫时间、脉冲序列参数等因素的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提出了一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置，还提供一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置，包括：

用户计算机，用于将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数发送到采样计算机；还用于根据接收到实际梯度磁场波形数据生成涡流补偿参数，其中，涡流补偿参数包括幅度常数A_i和时间常数τ_i；还用于将涡流补偿参数设置到梯度预加重参数；

采样计算机，用于将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数分别对应转换为梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据，并将梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据分别发送到梯度控制模块和梯度信号采集模块；还用于接收梯度信号采集模块发送的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据发送到用户计算机；

梯度控制模块，用于将梯度预加重二进制数据叠加到原始梯度二进制数据上，得到预加重之后的梯度数据，然后将预加重之后的梯度数据转换成模拟梯度小信号，并将模拟梯度小信号输出到梯度功率放大器模块；

梯度功率放大器模块，用于将模拟梯度小信号进行放大之后驱动梯度线圈产生梯度磁场，梯度功率放大器模块包括用于监控梯度线圈上实际梯度磁场波形的电流监控接口；

梯度信号采集模块，用于根据接收到的脉冲序列二进制数据采集梯度功率放大器模块的电流监控端口上的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据上传到采样计算机。

如上所述的幅度常数A_i和时间常数τ_i使得涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小：涡流曲线ΔG(n)为经过离散化处理的预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的幅度差，n∈{1～M}，M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数。

一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，包括以下步骤：

步骤1、用户计算机首先将梯度预加重参数设置为初始值，用户计算机将初始的幅度常数A_i和时间常数τ_i设置到梯度预加重参数中；

步骤2、用户计算机将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数发送到采样计算机；

步骤3、采样计算机接收到用户计算机发送的梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数后，分别对应转换为梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据，并将梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据分别发送到梯度控制模块和梯度信号采集模块；

步骤4、梯度控制模块将梯度预加重二进制数据叠加到原始梯度二进制数据上，得到预加重之后的梯度数据，然后将预加重之后的梯度数据转换成模拟梯度小信号，模拟梯度小信号作为梯度控制模块的输出信号，输出到梯度功率放大器模块；

步骤5、模拟梯度小信号经过梯度功率放大器模块放大之后驱动梯度线圈产生梯度磁场，梯度信号采集模块根据接收到的脉冲序列二进制数据开始采集梯度功率放大器模块的电流监控端口上的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据上传到采样计算机；

步骤6、采样计算机接收到实际梯度磁场波形数据后，将实际梯度磁场波形数据上传到用户计算机，用户计算机接收到实际梯度磁场波形数据后，求出涡流曲线ΔG(n)，

如果涡流曲线ΔG(n)小于规定的阈值，将幅度常数A_i和时间常数τ_i作为涡流补偿参数进行保存，结束调试过程；

如果涡流曲线ΔG(n)大于或等于规定的阈值，则求取幅度常数A_i和时间常数τ_i，使得涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小，并将幅度常数A_i和时间常数τ_i设置到梯度预加重参数中返回步骤2，直到涡流曲线ΔG(n)的值小于规定的阈值，其中，n∈{1～M}，M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数。

如上所述的步骤6包括以下步骤：

步骤6.1、用户计算机首先计算经过离散化处理的预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的幅度差作为涡流曲线ΔG(n)，计算公式为ΔG(n)＝G₀(n)-G(n)，其中G₀(n)为预设梯度磁场波形数据，G(n)为实际梯度磁场波形数据，n∈{1～M}，M为取样点数；

如果涡流曲线ΔG(n)小于规定的阈值，将幅度常数A_i和时间常数τ_i作为涡流补偿参数进行保存，结束调试过程；

如果涡流曲线ΔG(n)大于或等于规定的阈值，则进入步骤6.2，直到涡流曲线ΔG(n)的值小于规定的阈值。

步骤6.2、通过最小二乘法准则进行拟合，求出一组幅度常数A_i和时间常数τ_i，使涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小，拟合计算的公式为：

上式中M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数，T₁和T₂分别为设定时间范围的最小值和最大值，

步骤6.3、将步骤6.2获得的幅度常数A_i和时间常数τ_i通过用户计算机1设置到梯度预加重参数中，返回步骤2。

如上所述的幅度常数A_i的取值范围为[-1，1]，时间常数τ_i的单位为ms，最小值T₁和最大值T₂分别为1ms和1000ms。

本发明基于梯度电流预加重补偿原理，首先在不进行预加重处理时，通过梯度功率放大器的电流监控端口采集梯度线圈上失真的实际梯度磁场波形数据，上传到用户计算机后，计算出预设梯度波形与实际梯度磁场波形的幅度差，根据幅度差获得涡流曲线数据，然后用曲线拟合的方法求出预加重补偿电流对应的多组幅度常数A_i和时间常数τ_i，再将A_i和τ_i发送到梯度控制模块对梯度波形进行预加重处理，以此来抵消涡流对梯度磁场的影响。梯度涡流的补偿效果通过再次采集预加重之后的实际梯度磁场波形数据来衡量，如果预加重之后采集的实际梯度磁场波形数据与预设梯度波形之间的幅度差小于预先设定的阈值，则补偿结束，否则继续使用上述方法求出预加重参数进一步对涡流进行补偿，直到幅度差小于设定的阈值后结束。本发明可以实现自动测试和拟合预加重参数的功能，能够快速完成梯度涡流的补偿，并能分别对梯度上升沿和下降沿计算补偿参数，实现更精确的涡流补偿，且不受磁场不均匀性、样品弛豫时间和脉冲序列参数等因素的影响，具有很强的抗干扰性，有效克服了现有涡流补偿方法的缺点和不足。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、可以实现计算机自动测试和拟合预加重参数的功能，快速完成梯度涡流的补偿，补偿过程不依赖于专业人员的调试经验；

2、能够分别对梯度上升沿和下降沿引起的涡流进行补偿；

3、可以同时对X、Y、Z三个方向上的梯度涡流进行测量和计算补偿参数，极大提高了涡流补偿的效率；

4、本发明采用直接采集梯度磁场波形的方法获得涡流曲线，调试结果与磁场不均匀性、样品弛豫时间和脉冲序列参数等因素无关，具有很强的抗干扰性；

附图说明

图1为基于核磁共振信号强度的梯度预加重调节方法的脉冲序列示意图；

图2为本发明的原理示意图；

图3为本发明工作流程图；

图4为根据预设梯度波形和实际梯度波形计算涡流曲线的示意图，其中(a)为G₀(n)波形示意图，(b)为G(n)波形示意图，(c)为ΔG(n)波形示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

实施例1

如图2所示，一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置，包括：

用户计算机1，用于将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数发送到采样计算机2；还用于根据接收到实际梯度磁场波形数据生成涡流补偿参数，其中，涡流补偿参数包括幅度常数A_i和时间常数τ_i；还用于将涡流补偿参数设置到梯度预加重参数。

幅度常数A_i和时间常数τ_i由如下方式生成：

用户计算机1首先计算经过离散化处理的预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的幅度差ΔG(n)，计算公式为ΔG(n)＝G₀(n)-G(n)，其中G₀(n)为预设梯度磁场波形数据，G(n)为实际梯度磁场波形数据，计算得到的ΔG(n)即为涡流曲线，n∈{1～M}，M为取样点数；

求取幅度常数A_i和时间常数τ_i，使得涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小。

拟合计算的公式为：

上式中M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数，A_i和τ_i分别为补偿电流曲线的幅度常数和时间常数，同时对所求幅度常数A_i和时间常数τ_i的取值范围进行限定，其中幅度常数A_i的取值范围为[-1，1]，时间常数τ_i的单位一般为ms，最小值T₁和最大值T₂分别为1ms和1000ms，幅度常数A_i和时间常数τ_i的求解变成一个有约束条件的多变量函数最优化问题，可以利用多变量函数寻优的方法求得数值解，从而得到涡流补偿参数A_i和τ_i；

用户计算机1可以是通用台式计算机、工作站或移动笔记本电脑等提供图形用户界面的设备，用户计算机1与采样计算机2之间通过以太网进行数据通讯。

采样计算机2，用于将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数分别对应转换为梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据，并将梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据分别发送到梯度控制模块3和梯度信号采集模块5；还用于接收梯度信号采集模块5发送的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据发送到用户计算机1。

所述的梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据位宽可以为48bits，每2个48bits的二进制数据为一组，每一组数据控制一个脉冲序列事件。采样计算机2是配备PCIe高速数据传输接口的通用台式计算机，采样计算机2与梯度控制模块3和梯度信号采集模块5之间通过PCIe总线进行高速数据通讯。

梯度控制模块3，用于将梯度预加重二进制数据叠加到原始梯度二进制数据上，得到预加重之后的梯度数据，然后将预加重之后的梯度数据转换成模拟梯度小信号，并将模拟梯度小信号输出到梯度功率放大器模块4。

梯度控制模块3可以由FPGA控制模块和DAC数据转换模块实现，FPGA控制模块的核心器件为Xilinx xc7a100tfgg676pkg，DAC数据转换模块的核心器件为AD5764CSU。

梯度功率放大器模块4，用于将模拟梯度小信号进行放大之后驱动梯度线圈产生梯度磁场。

梯度功率放大器模块4上还提供了用于监控梯度线圈上实际梯度磁场波形的电流监控接口401，该接口用于采集实际梯度磁场波形数据。梯度功率放大器模块4的核心部件可以选用CopleyMODEL 265P。

梯度信号采集模块5，用于根据接收到的脉冲序列二进制数据采集梯度功率放大器模块4的电流监控端口401上的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据上传到采样计算机2。

梯度信号采集模块5接收并解析从采样计算机2发送过来的脉冲序列二进制数据，用于控制实际梯度磁场波形数据的采样时序。梯度信号采集模块5可以由FPGA控制模块和ADC数据转换模块实现，FPGA控制模块的核心器件为Xilinx xc7a100tfgg676pkg，ADC数据转换模块的核心器件为AD9244BST-65。

一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，其工作流程如图3所示，具体工作流程如下：

步骤1、用户计算机1首先将梯度预加重参数设置为初始值，用户计算机1初始的幅度常数A_i和时间常数τ_i设置到梯度预加重参数中；

步骤2、用户计算机1将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数发送到采样计算机2；

步骤3、采样计算机2接收到用户计算机1发送的梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数后，分别对应转换为梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据，并将梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据分别发送到梯度控制模块3和梯度信号采集模块5；

步骤4、梯度控制模块3将梯度预加重二进制数据叠加到原始梯度二进制数据上，得到预加重之后的梯度数据，然后将预加重之后的梯度数据转换成模拟梯度小信号，模拟梯度小信号作为梯度控制模块3的输出信号，输出到梯度功率放大器模块4；

步骤5、模拟梯度小信号经过梯度功率放大器模块4放大之后驱动梯度线圈产生梯度磁场，梯度信号采集模块5根据接收到的脉冲序列二进制数据开始采集梯度功率放大器模块4的电流监控端口401上的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据上传到采样计算机2；

步骤6、采样计算机2接收到实际梯度磁场波形数据后，将实际梯度磁场波形数据上传到用户计算机1，用户计算机1接收到实际梯度磁场波形数据后，通过如下所述方法求出涡流补偿参数：

步骤6.1、用户计算机1首先计算经过离散化处理的预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的幅度差作为涡流曲线ΔG(n)，计算公式为ΔG(n)＝G₀(n)-G(n)，其中G₀(n)为预设梯度磁场波形数据，G(n)为实际梯度磁场波形数据，其中，n∈{1～M}，M为取样点数；

如果涡流曲线ΔG(n）小于规定的阈值，便可认为补偿了涡流的影响，将幅度常数A_i和时间常数τ_i作为涡流补偿参数进行保存，结束调试过程；

如果涡流曲线ΔG(n)大于或等于规定的阈值，则进入步骤6.2，直到涡流曲线ΔG(n)的值小于规定的阈值。

步骤6.2、涡流曲线的示意图如图4所示，在本实施例中，预设梯度磁场波形数据G₀(n)的波形如图4(a)所示，实际梯度磁场波形数据G(n)的波形如图4(b)所示，则计算二者的幅度差得到的涡流曲线ΔG(n)如图4(c)所示，涡流曲线ΔG(n)由I₁(t)和I₂(t)两段曲线组成，其中t₁t₂段为梯度上升沿的涡流曲线I₁(t)，t₃t₄段为梯度下降沿的涡流曲线I₂(t)。通过最小二乘法准则进行拟合，求出一组幅度常数A_i和时间常数τ_i，使实际测量得到的涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小，拟合计算的公式为：

上式中M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数，A_i和τ_i分别为补偿电流曲线的幅度常数和时间常数，同时对所求幅度常数A_i和时间常数τ_i的取值范围进行限定，其中幅度常数A_i的取值范围为[-1，1]，时间常数τ_i的单位一般为ms，T₁和T₂分别为设定时间范围的最小值和最大值，优选的最小值T₁和最大值T₂分别为1ms和1000ms，幅度常数A_i和时间常数τ_i的求解变成一个有约束条件的多变量函数最优化问题，可以利用多变量函数寻优的方法求得数值解，从而得到幅度常数A_i和时间常数τ_i；

步骤6.3、根据理论上的涡流曲线表达式幅度常数A_i和时间常数τ_i就是获得补偿电流曲线所需要设置的涡流补偿参数。将步骤6.2获得的幅度常数A_i和时间常数τ_i通过用户计算机1设置到梯度预加重参数中，返回步骤2。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生装置，其特征在于，包括：

用户计算机(1)，用于将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数发送到采样计算机(2)；还用于根据接收到实际梯度磁场波形数据生成涡流补偿参数，其中，涡流补偿参数包括幅度常数A_i和时间常数τ_i；还用于将涡流补偿参数设置到梯度预加重参数；

采样计算机(2)，用于将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数分别对应转换为梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据，并将梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据分别发送到梯度控制模块(3)和梯度信号采集模块(5)；还用于接收梯度信号采集模块(5)发送的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据发送到用户计算机(1)；

梯度控制模块(3)，用于将梯度预加重二进制数据叠加到原始梯度二进制数据上，得到预加重之后的梯度数据，然后将预加重之后的梯度数据转换成模拟梯度小信号，并将模拟梯度小信号输出到梯度功率放大器模块(4)；

梯度功率放大器模块(4)，用于将模拟梯度小信号进行放大之后驱动梯度线圈产生梯度磁场，梯度功率放大器模块(4)包括用于监控梯度线圈上实际梯度磁场波形的电流监控接口(401)；

梯度信号采集模块(5)，用于根据接收到的脉冲序列二进制数据采集梯度功率放大器模块(4)的电流监控端口(401)上的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据上传到采样计算机(2)，

所述的幅度常数A_i和时间常数τ_i使得涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小：涡流曲线ΔG(n)为经过离散化处理的预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的幅度差，n∈{1～M}，M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数。

2.一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、用户计算机(1)首先将梯度预加重参数设置为初始值，用户计算机(1)将初始的幅度常数A_i和时间常数τ_i设置到梯度预加重参数中；

步骤2、用户计算机(1)将梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数发送到采样计算机(2)；

步骤3、采样计算机(2)接收到用户计算机(1)发送的梯度预加重参数、原始梯度数据和脉冲序列控制参数后，分别对应转换为梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据，并将梯度预加重二进制数据、原始梯度二进制数据和脉冲序列二进制数据分别发送到梯度控制模块(3)和梯度信号采集模块(5)；

步骤4、梯度控制模块(3)将梯度预加重二进制数据叠加到原始梯度二进制数据上，得到预加重之后的梯度数据，然后将预加重之后的梯度数据转换成模拟梯度小信号，模拟梯度小信号作为梯度控制模块(3)的输出信号，输出到梯度功率放大器模块(4)；

步骤5、模拟梯度小信号经过梯度功率放大器模块(4)放大之后驱动梯度线圈产生梯度磁场，梯度信号采集模块(5)根据接收到的脉冲序列二进制数据开始采集梯度功率放大器模块(4)的电流监控端口(401)上的实际梯度磁场波形数据，并将实际梯度磁场波形数据上传到采样计算机(2)；

步骤6、采样计算机(2)接收到实际梯度磁场波形数据后，将实际梯度磁场波形数据上传到用户计算机(1)，用户计算机(1)接收到实际梯度磁场波形数据后，求出涡流曲线ΔG(n)，

如果涡流曲线ΔG(n)小于规定的阈值，将幅度常数A_i和时间常数τ_i作为涡流补偿参数进行保存，结束调试过程；

如果涡流曲线ΔG(n)大于或等于规定的阈值，则求取幅度常数A_i和时间常数τ_i，使得涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小，并将幅度常数A_i和时间常数τ_i设置到梯度预加重参数中返回步骤2，直到涡流曲线ΔG(n)的值小于规定的阈值，其中，n∈{1～M}，M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数。

3.根据权利要求2所述的一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，其特征在于，所述的步骤6包括以下步骤：

步骤6.1、用户计算机(1)首先计算经过离散化处理的预设梯度磁场波形数据与实际梯度磁场波形数据的幅度差作为涡流曲线ΔG(n)，计算公式为ΔG(n)＝G₀(n)-G(n)，其中G₀(n)为预设梯度磁场波形数据，G(n)为实际梯度磁场波形数据，n∈{1～M}，M为取样点数；

如果涡流曲线ΔG(n)小于规定的阈值，将幅度常数A_i和时间常数τ_i作为涡流补偿参数进行保存，结束调试过程；

如果涡流曲线ΔG(n)大于或等于规定的阈值，则进入步骤6.2，直到涡流曲线ΔG(n)的值小于规定的阈值，

步骤6.2、通过最小二乘法准则进行拟合，求出一组幅度常数A_i和时间常数τ_i，使涡流曲线ΔG(n)与理论上的涡流曲线表达式之间的方差E达到最小，拟合计算的公式为：

上式中M为取样点数，N为预加重补偿滤波器的级数，T₁和T₂分别为设定时间范围的最小值和最大值，

步骤6.3、将步骤6.2获得的幅度常数A_i和时间常数τ_i通过用户计算机1设置到梯度预加重参数中，返回步骤2。

4.根据权利要求3所述的一种自适应核磁共振梯度预加重波形产生方法，其特征在于，所述的幅度常数A_i的取值范围为[-1,1]，时间常数τ_i的单位为ms，最小值T₁和最大值T₂分别为1ms和1000ms。