CN114966507B - 一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法和设备，方法包括：获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；根据本征时域成像数据，利用利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数；基于本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。本发明仅考虑由于射频接收线圈与被试相对运动带来的本征时域噪声，排出了被试样本的生理噪声，从而得到仅与射频接收线圈本身性能有关的本征时域信噪比计算模型，通过该模型的计算结果能够对射频接收线圈的时域稳定性进行评价，从而指导功能磁共振成像中的专用射频接收线圈的设计，提高线圈质量，进而提高功能磁共振成像的图像质量。

Description

一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法

技术领域

本发明属于核磁共振技术领域，具体涉及fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

背景技术

在7T(tesla，特斯拉)超高场磁共振成像系统中，由于磁场强度的提高，图像信噪比以及功能磁共振成像(fMRI，functional Magnetic Resonance Imaging))中检测神经元活动时的对比度也随之提高，因此超高场磁共振被广泛应用于亚毫米功能成像中。然而，在超高场磁共振成像中，随着磁场强度的提高，被试运动利用的时域噪声也随之增强，从而极大削弱了超高场下可能达到的成像潜能。迄今为止，功能磁共振成像在缓解时域噪声方面主要致力于改进数据获取方法，如图像后处理和运动校正算法，但很少能从根本上解决磁场强度相关的时域噪声问题。

其中，与磁场强度相关的时域噪声可以归因于随着场强提升的射频工作频率，该射频工作频率使得电磁场与被试之间产生更复杂的相互作用。具体的，成像被试与射频线圈之间由于电动力学耦合而作为介质负载，当射频接收线圈的空间位置相对于成像被试发生变化时，电动力学耦合会受到干扰；当线圈与被成像被试的距离保持不变时，电动力学耦合才会达到稳态。

现有技术中，MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)获取序列和图像后处理算法中常假设射频接收线圈和被试之间具有恒定的耦合水平，但这在fMRI中显然不适用。原因在于：功能磁共振扫描中人体大脑内部不可避免地发生变化，即使受试者的头部是静止的，也会有脑组织的非刚性运动，以及血液和脑脊液等的流动，从而干扰成像被试与射频接收线圈之间的相互作用。尽管有学者研究了射频接收线圈参与影响功能磁共振成像的时域信噪比(tSNR，time SIGNAL NOISE RATIO)，但这些研究将生理噪声和射频接收线圈相关的时域噪声叠加在一起进行考虑，没有单独考虑由于线圈-被试相对运动带来的相关时域噪声，从而无法获知射频接收线圈本身性能对亚毫米空间尺度下的功能磁共振成像的影响，进而导致成像性能仍然不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，用于解决现有技术中无法获知射频接收线圈本身性能对亚毫米空间尺度下的功能磁共振成像的影响，进而导致成像性能仍然不佳的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，包括：

在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；

根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，所述本征时域稳定性参数至少包括本征时域信噪比、本征时域灵敏度稳定性和本征时域热噪声稳定性；

基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。

在一种可能的设计中，所述本征时域成像数据包括fMRI时域成像过程中各个时刻的样本热噪声数据、线圈灵敏度数据以及高斯热噪声数据。

在一种可能的设计中，根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，包括:

根据所述fMRI时域成像过程中各个时刻的线圈灵敏度数据、高斯热噪声数据和样本热噪声数据，计算本征时域噪声方差

计算公式如下：

其中，

表示线圈灵敏度时域方差，

表示高斯热噪声方差，

表示样本热噪声时域方差；

根据所述本征时域噪声方差

利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域信噪比tSNR^*，计算公式如下：

其中，

表示灵敏度时域平均值，σ_t ^*′表示本征时域噪声标准差σ_t ^*′。

在一种可能的设计中，所述线圈灵敏度时域方差

所述高斯热噪声方差

以及所述

样本热噪声时域方差分别通过以下公式计算得到：

其中，

表示fMRI时域成像过程中各个时间点的线圈灵敏度；

其中，

表示线圈损耗的高斯热噪声方差，

表示任意时刻样本损耗热噪声瞬态方差；

其中，

表示各时刻j的样本损耗热噪声瞬态方差，j表示任意离散时间点，N表示总的时域采样个数。

在一种可能的设计中，所述任意时刻样本损耗热噪声瞬态方差

的计算公式如下：

其中，E表示电场，σ表示电导率，r表示被试样本内部的空间坐标，E和σ均为关于r的函数。

在一种可能的设计中，所述灵敏度时域平均值

通过任意时刻灵敏度S^*的均值计算得到，所述任意时刻灵敏度S^*的计算公式如下：

其中，H_x和H_y均表示任意时刻的线圈横向磁场分量，i表示H_y的虚部，μ₀表示磁导率。

在一种可能的设计中，基于本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价，包括：

将公式(1)带入公式(2)，通过变换得到所述本征时域信噪比tSNR^*是关于本征信噪比SNR^*的函数，变换后的公式如下：

其中，

表示本征热噪声标准差，

表示本征灵敏度方差；

将所述本征热噪声标准差定义为本征热噪声时域稳定性α^*，并将所述本征灵敏度方差定义为本征灵敏度时域稳定性λ^*，则公式(6)可转化为如下公式：

根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*对射频接收线圈在fMRI应用中的本征时域稳定性进行评价。

在一种可能的设计中，根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*对射频接收线圈在fMRI应用中的本征时域稳定性进行评价，包括：

根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*，确定所述本征时域信噪比tSNR^*与所述本征信噪比SNR^*的比值，并根据比值确定二者的转化效率；其中，

所述本征热噪声时域稳定性α^*和/或所述本征灵敏度时域稳定性λ^*的值越接近于零，本征信噪比SNR^*越容易转化为本征时域信噪比tSNR^*，则表明射频接收线圈本征时域噪声越小。

第二方面，本发明提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价装置，包括：

参数获取模块，用于在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；

计算模块，用于根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，所述本征时域稳定性参数至少包括本征时域信噪比、本征时域灵敏度稳定性和本征时域热噪声稳定性；

评价模块，用于基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。

第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

第五方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

有益效果：

本发明通过在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数；基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。即本发明仅考虑由于射频接收线圈与被试相对运动带来的本征时域噪声，排出了被试样本的生理噪声，提出了仅与射频接收线圈本身性能有关的本征时域信噪比计算模型，通过该模型的计算结果能够对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价，从而能够用于指导功能磁共振成像中的专用射频接收线圈的设计，提高线圈质量，进而提高功能磁共振成像的图像质量。

附图说明

图1为本实施例中的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法的流程图；

图2为本实施例中的本征信噪比和本征时域信噪比之间的转化曲线示意图。

具体实施方式

为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于射频接收线圈的电磁场决定了磁共振信号本征灵敏度和本征热噪声水平，基于此已有本征信噪比SNR^*的概念被提出，通过本征信噪比SNR^*可以根据数值电磁仿真计算来确定实际磁共振扫描时图像信噪比的上限；然而，本征信噪比无法评价时域信号带来的动态噪声，且目前尚无能够有效揭示射频接收线圈电磁特性与功能磁共振成像获取中的时域噪声的关系的方法，基于此，本实施例认为本征时域性能应当被量化，并且可以用来评估射频接收线圈对时域噪声的贡献。

此外，由于在MRI扫描中由射频接收线圈的电动力学所决定的磁共振信号本征灵敏度与本征热噪声水平会有波动，本实施例将其定义为本征时域噪声。由于UHF(特高频)的射频波长较短，由此产生的本征时域噪声可能是与磁场强度相关的时域噪声的主要组成部分，从而恶化了亚毫米空间尺度下的成像性能，因此，本征时域噪声的确定对于提高成像性能具有重要意义。

此外，现代MRI系统使用射频接收线圈的相控阵列设计，以实现在更大的视野范围上获得比较高的图像信噪比，同时可实现并行成像技术以提高图像编码效率。但线圈不同单元之间与被试载荷之间存在复杂的电动力学耦合，不可避免地会影响并行成像的灵敏度、热噪声和噪声放大因子(g因子)。这种电动力学耦合的扰动会导致相控阵列单元间相互耦合发生变化，从而使本征时域噪声更加复杂。基于此，本实施例提出了一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，并通过该方法对仅与射频接收线圈本身相关的本征时域噪声进行定量分析，从而可以根据分析结果促进线圈结构改进，进而提高图像成像性能。以下通过实施例对该方法进行说明，具体如下：

实施例

如图1所示，第一方面，本实施例提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，包括但不限于由步骤S101～S103实现：

步骤S101.在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；

其中，需要说明的是，本实施例中的被试样本主要是指人体头部，在功能磁共振成像中，人体头部内部的脑组织等结构将不可避免地与射频接收线圈之间产生相对位移，从而带来动态的时域噪声，基于此，本实施例通过获取本征时域成像数据来对射频接收线圈的本征时域稳定性进行定量评价。

其中，需要说明的是，本实施例可以直接在电磁场仿真设计阶段评估上述射频接收线圈的本征时域成像数据，也可以在磁共振成像设备上测量射频接收线圈的本征时域成像数据，此处不做限定。

优选的，所述本征时域成像数据包括但不限于样本热噪声数据、线圈灵敏度数据以及高斯热噪声数据。

其中，需要说明的是，对于本征时域噪声，当图像信噪比较高的时候，构成本征时域噪声的主要成分是射频接收线圈时域信号受被试样本位移引起的波动，当图像信噪比较低的时候，构成本征时域噪声的主要成分开始变为射频接收线圈热噪声水平受被试样本位移引起的波动。其中，射频接收线圈灵敏度由线圈的磁场分布决定，射频接收线圈时域信号的波动即为所述线圈灵敏度的变化，即后述的灵敏度时域方差；而射频接收线圈的热噪声来源包括两个部分：一部分是射频接收线圈内部的传导电流(即电场分布)引起的热噪声，另一部分是线圈电磁场在成像物体内部产生传导电流引起的热噪声(即电场分布决定的样本热噪声)，其中，第二部分由于位移电流的水平受到射频线圈和被试样本相对位置所决定，因为也会受到被试样本在成像过程中位移的影响。

步骤S102.根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，所述本征时域稳定性参数至少包括本征时域信噪比、本征时域灵敏度稳定性和本征时域热噪声稳定性；

其中，需要说明的是，所述本征时域信噪比是指仅考虑射频接收线圈和被试样本相对运动，由射频接收线圈灵敏度、热噪声以及二者的时域波动等因素所决定的时域信噪比性能参数，用于评价特定射频接收线圈是否适用于功能磁共振成像这种时域获取应用中，即同时考虑射频接收线圈和被试样本相对运动带来的时域噪声，以及射频接收线圈的灵敏度和热噪声。

在步骤S102中，根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，包括:

步骤S1021.根据所述fMRI时域成像过程中各个时刻的线圈灵敏度数据、高斯热噪声数据和样本热噪声数据，计算本征时域噪声方差

计算公式如下：

其中，

表示线圈灵敏度时域方差，用于衡量由于被试样本和线圈相对位移导致的灵敏度变化，

表示表示高斯热噪声方差，产生高斯热噪声的根源是线圈本身损耗、样本因线圈导致的损耗以及样本相对线圈位移导致的电场分布变化，

表示样本热噪声时域方差，根源是由于样本相对线圈位移导致的电场分布变化；

其中，所述线圈灵敏度时域方差

所述高斯热噪声方差

以及所述

样本热噪声时域方差分别通过以下公式计算得到：

其中，

表示....；

其中，

表示线圈损耗的高斯热噪声方差，

表示任意时刻样本损耗热噪声瞬态方差；

优选的，对于特定的射频接收线圈来说，线圈损耗的高斯热噪声时域方差

可以用等效电阻来表征，此时该参数为一常量。

其中，

表示各时刻j的样本损耗热噪声瞬态方差，j表示任意离散时间点，N表示总的时域采样个数。

其中，所述任意时刻样本损耗热噪声瞬态方差

的计算公式如下：

其中，E表示电场，σ表示电导率，r表示被试样本内部的空间坐标，E和σ均为关于r的函数。

步骤S1022.根据所述本征时域噪声方差

利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域信噪比tSNR^*，计算公式如下：

其中，

表示灵敏度时域平均值，σ_t ^*′表示本征时域噪声标准偏差σ_t ^*′。

其中，所述灵敏度时域平均值

通过以下公式计算得到：

其中，H_x和H_y均表示任意时刻的线圈横向磁场分量，i表示H_y的虚部，μ₀表示磁导率、

步骤S103.基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。

在步骤S103中，基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价，包括：

步骤S1031.将公式(1)带入公式(2)，通过变换得到所述本征时域信噪比tSNR^*是关于本征信噪比SNR^*的函数，变换后的公式如下：

其中，

表示本征热噪声标准差，

表示本征灵敏度方差；

步骤S1032.将所述本征热噪声标准差定义为本征热噪声时域稳定性α^*，并将所述本征灵敏度方差定义为本征灵敏度时域稳定性λ^*，则公式(6)可转化为如下公式：

步骤S1033.根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*对射频接收线圈在fMRI应用中的本征时域稳定性进行评价。

在步骤S1033中，根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*对射频接收线圈在fMRI应用中的本征时域稳定性进行评价，包括：

根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*，确定所述本征时域信噪比tSNR^*与所述本征信噪比SNR^*的比值，并根据比值确定二者的转化效率；其中，

所述本征热噪声时域稳定性α^*和/或所述本征灵敏度时域稳定性λ^*的值越接近于零，本征信噪比SNR^*越容易转化为本征时域信噪比tSNR^*，表明射频接收线圈本征时域噪声越小。

如图2所示，示出了本征信噪比SNR^*和本征时域信噪比tSNR^*之间的转化曲线模型，可见，当所述本征热噪声时域稳定性α^*和/或所述本征灵敏度时域稳定性λ^*的值越为零时，则认为未产生任何本征时域噪声，所述射频接收线圈与所述被试样本相对静止，如图中所示，此时曲线的斜率为1；当所述本征热噪声时域稳定性α^*和/或所述本征灵敏度时域稳定性λ^*的值越不为零时，所述本征热噪声时域稳定性α^*越大，曲线的斜率越小，则本征信噪比SNR^*向本征时域信噪比tSNR^*转化的效率越低，此时射频接收线圈本征时域噪声越大；当所述本征灵敏度时域稳定性λ^*越大，图像高信噪比区域的上限越小，此时射频接收线圈本征时域噪声越大。

基于上述公开的内容，本实施例通过在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数；基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。即本发明仅考虑由于射频接收线圈与被试相对运动带来的本征时域噪声，排出了被试样本的生理噪声，提出了仅与射频接收线圈本身性能有关的本征时域信噪比计算模型，通过该模型的计算结果能够对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价，从而能够用于指导功能磁共振成像中的专用射频接收线圈的设计，提高线圈质量，进而提高功能磁共振成像的图像质量。此外，本实施例中的本征时域信噪比可用于厂商设计新的射频接收线圈，作为线圈性能的测评指标之一，同时，该参数还可以用于客户对购买的射频接收线圈产品进行三方检测，用于日常线圈质量评估。

第二方面，本实施例提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价装置，包括：

参数获取模块，用于在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；

计算模块，用于根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，所述本征时域稳定性参数至少包括本征时域信噪比、本征时域灵敏度稳定性和本征时域热噪声稳定性；

评价模块，用于基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价。

本实施例第二方面提供的前述装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。

本实施例第三方面提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input First Output，FIFO)和/或先进后出存储器(First Input Last Output，FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器；所述收发器可以但不限于为WiFi(无线保真)无线收发器、蓝牙无线收发器、GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)无线收发器和/或ZigBee(紫蜂协议，基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)无线收发器等。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。

本实施例第三方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。

本实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

本实施例第四方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。

本实施例第五方面提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法。

本实施例第五方面提供的前述计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，其特征在于，包括：

在功能磁共振成像fMRI中，获取射频接收线圈与被试样本的相对位移产生的本征时域成像数据；

根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，所述本征时域稳定性参数至少包括本征时域信噪比、本征时域灵敏度稳定性和本征时域热噪声稳定性；

基于所述本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价；

所述本征时域成像数据包括fMRI时域成像过程中各个时刻的线圈灵敏度数据以及热噪声数据；其中，热噪声数据包括样本热噪声数据和高斯热噪声数据；

根据所述本征时域成像数据，利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域稳定性参数，包括:

根据所述fMRI时域成像过程中各个时刻的线圈灵敏度数据、热噪声数据，计算本征时域噪声方差

计算公式如下：

其中，

表示线圈灵敏度时域方差，

表示不会受射频接收线圈与被试样本的相对位移影响的高斯热噪声方差，

表示会受射频接收线圈与被试样本的相对位移影响的样本热噪声时域方差；

根据所述本征时域噪声方差

利用本征时域信噪比计算模型计算本征时域信噪比tSNR^*，计算公式如下：

其中，

表示灵敏度时域平均值，σ_t ^*′表示本征时域噪声标准差。

2.根据权利要求1所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，其特征在于，所述线圈灵敏度时域方差

所述高斯热噪声方差

以及所述

样本热噪声时域方差分别通过以下公式计算得到：

其中，

表示fMRI时域成像过程中各个时间点的线圈灵敏度；

其中，

表示线圈损耗的高斯热噪声方差，

表示任意时刻样本损耗热噪声方差；

其中，

表示各时刻j的样本损耗热噪声瞬态方差，j表示任意离散时间点。

3.根据权利要求2所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，其特征在于，所述任意时刻样本损耗热噪声瞬态方差

的计算公式如下：

其中，E表示电场，σ表示电导率，r表示被试样本内部的空间坐标，E和σ均为关于r的函数。

4.根据权利要求1所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，其特征在于，所述灵敏度时域平均值

通过任意时刻灵敏度S^*的均值计算得到，所述任意时刻灵敏度S^*的计算公式如下：

其中，H_x和H_y均表示任意时刻的线圈横向磁场分量，i表示H_y的虚部，μ₀表示磁导率。

5.根据权利要求1所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，其特征在于，基于本征时域稳定性参数对射频接收线圈在fMRI应用中的性能进行评价，包括：

将公式(1)带入公式(2)，通过变换得到所述本征时域信噪比tSNR^*是关于本征信噪比SNR^*的函数，变换后的公式如下：

其中，

表示本征热噪声标准差，

表示本征灵敏度方差；

将所述本征热噪声标准差定义为本征热噪声时域稳定性α^*，并将所述本征灵敏度方差定义为本征灵敏度时域稳定性λ^*，则公式(6)可转化为如下公式：

根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*对射频接收线圈在fMRI应用中的本征时域稳定性进行评价。

6.根据权利要求5所述的fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性评价方法，其特征在于，根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*对射频接收线圈在fMRI应用中的本征时域稳定性进行评价，包括：

根据所述本征热噪声时域稳定性α^*和所述本征灵敏度时域稳定性λ^*，确定所述本征时域信噪比tSNR^*与所述本征信噪比SNR^*的比值，并根据比值确定二者的转化效率；其中，

所述本征热噪声时域稳定性α^*和/或所述本征灵敏度时域稳定性λ^*的值越接近于零，本征信噪比SNR^*越容易转化为本征时域信噪比tSNR^*，则表明射频接收线圈本征时域噪声越小。

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