Способ получения изображения внутренней структуры объекта с помощью ядерного магнитного резонанса Советский патент 1987 года по МПК G01N24/08 

1 1

Изобретение относится к ЯМР-интро скопии и предназначено для качествен ноге и количественного анализа вещества, позволяет получить информацию о составе и состоянии вещества в заданной точке объекта и может бытъ использовано как в науке (физике ..химии, биологии, медицине)5 так и в технике в тех случаях, когда недопус тимо нарушение целостности объекта, в частности при исследовании живых организмов.

Цель изрбретения - увеличение дос товарности локальной информации и увеличение точности измерения локаль ных 51МР-параметров.

Способ основан на уменьшении побочных максимумов функции пространст венной чувствительности (ФПЧ) при регистрации постоянной составляющей сигнала ЯМР с использованием техники синхронного детектирования. Это достигается дополнительным синхронным детектированием за счет выделения амплитуды второй гармоники модуляции и суммирования ее с амплитудой постоянной составля1оп1;ей,, получаемой синхронным детектированием на частоте модуляции магнитного поля.

Вьзделяя постоянную составляющую сигнала ЯМР, получают эффект локализации сигнала ЯМР в рассматриваемой области. Однако полученный сигнал зависит от параметра (./ -фазы между час тотой модуляции и частотой следования возбуждающих импульсов и знггчи- тельно видоизменяется при изменении I/ от О до 90°.

Исследования зависимости сигнала ЯМР от параметра ( показали, что при любом значении ( вид ФПЧ сигнала ЯМР характеризуется тем., что помимо основного максимума в нулевой точ ке существует один или несколько побочных максимумов, которые мог-ут дать значительный по сравнению с полезным сигналом вклад в усредненный сигнал ЯМР в случае, когда неоднород нести распределены в объекте таким образом, что в месте расположения побочного максимума плoтнoc -ь спинов значительно выше плотности в чувствительной области.

Однако для каждого вида функции пространственной чувствительности ФПЧ можно подобрать такую гармонику полного сигнала ЯМР, пространственное распределение амплитуды которой

2697 2

в сумме с корректируемой ФПЧ даст благоприятное распределение вьщеляе- мого сигнала ЯМР по объему объекта,

, т.е. сильно выраженные максимумы

(кроме основного максимума в нулевой точке) в результирующей ФПЧ будут скомпенсированы.

Пример. Экспериментальная 10 проверка предлагаемого способа была проведена на установке, созданной на основе релаксометра ЯМР, рабочее поле которого составляло 0,007 Тл. Модельный образец представлял собой ампулу

15 диаметром 10 мм с водным раствором парамагнетика, которая помещал ась между двумя градиентными кольцами-. В присутствии постоянного магнитного поля спиновая система образца возбуж20 далась последовательностью высокочастотных импульсов (резонансная частота 300 кГц). Градиент магнитного поля (0,4 Гс/см), создаваемый градиентными кольцами, модулировался по

25 закону cosflt; Частота следования возбуждающих импульсов выбиралась равной частоте модуляции градиента 57. 50 Гц. Сигнал ЯМР от чувствительной плоскости выделялся из общего

30 квазиста ционарного сигнала с помощью синхронно-фазового детектора и фильтра низких частот с накопителем. Толщина чувствительной плоскости оценивалась по ширине центрального макси2g мума ФПЧ на его полувысоте и в пространственном масштабе была равна 2 мм. Блок управления градиентом.поля, собранный на основе цифроаналоговых

40 показателей, осуществлял пошаговое перемещение чувствительной плоскости по координате X с помощью разбаланса токов в кольцах градиентной системы.

45 Коррекция ФПЧ осуществлялась с помощью второго синхронно-фазового детектора (допо.пнительного) , выделяющего вторую гармонику модуляции из полного сигнала ЯМР. Опорная частота

QQ второго детектора равнялась соответственно двум частотам модуляции,т.е. 2Я. . Таким образом,, на накопитель поступала сумма амплитуды постоянной соста-вляющей сигнала ЯМР и амплитуда

gg его втог)0.й гармоники модуляции.

Дополнительно бьши проведены эксперименты по локальному измерению времен ядерной релаксации Т., и Т. Эксперименты показали, что использо

вание. скорректированной ФПЧ позволяет избежать ошибки в измерениях времен Т и Т (достигающей 25-30%) с помощью исходной ФПЧ. Точность локальных измерений времен релаксации предлагаемым способом лежит в пределах 5-7% и может быть увеличена применением цифрового накопления.

Формула изобретения

Способ получения изображения внут ренней структуры объекта с помощью ядерного магнитного резонанса, заключающийся в том, что объект помещают в постоянное магнитное поле, моду

26971

лируемое переменньпи магнитным полем с градиентом, возбуждают сигнал свободной индукции ядер импульсным высокочастотным полем резонансной часто- 5

ты и выделяют постоянную составляющую сигнала ядерного магнитного резонанса синхронным детектированием, отличающийся тем, что, 10 с целью увеличения достоверности информации и увеличения точности измерения ЯМР-параметров, производят дополнительное синхронное детектирование, при котором выделяют амплитуду. 15 второй гармоники модуляции и суммируют с амплитудой постоянной составляющей сигнала ядерного магнитного резонанса.

Изобретение относится к области ЯМР-интроскопии и предназначено для качественного и количественного анализа вещества, позволяет интроскопи- ческим путем получать информацию о составе и состоянии вещества в заданной точке объекта и может быть использовано как в науке (физике, химии, биологии, медицине), так и в технике в тех случаях, когда недопустимо нарушение целостности объекта, в частности при исследовании живых организмов. Целью изобретения является увеличение достоверности информации и увеличение точности измерения ЯМР-параметров. Изображение внутренней структуры объекта получают с помощью ЯМР при синхронном выделении сигнала ЯМР. Дополнительно производят синхронное детектирование, при котором выделяют амплитуду второй гармоники модуляции и суммируют- с амплитудой постоянной составляющей а гнала ЯМР. Это позволяет повысить точность получаемой локальной инфор - мации и избежать ложных 5ГМР-изображе- ний за счет коррекции вида функции пространственной чувствительности с помощью выделения дополнительных компонентов полного сигнала ЯИР. § СП