Способ ЯМР-томографии Советский патент 1988 года по МПК G01N24/08 

со о

00

ел IN

Изобретение относится к способам реконструктивной вычислительной томографии на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и предназначено для количественных интроскопи- ческих исследований различных сред, результаты которых используются в целях медицинской диагностики и неразрушающего контроля.

Цель изобретения - повьшение точности исследования за счет увеличения отношения сигнал/шум.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации способа на фиг.2 и 3 - векторные диаграммы радиоимпульсов; на фиг.4 - эпюры напряжений, позволяющих осуществить способ; на фиг.5-8 - сигналы на выходе квадратурного детектора U(t) и V(t) и после фурье-преобразования с фазовой коррекцией R(to) и I (а) .

Сущность изобретения состоит в том, чтобы использовать возбуждающий радиоимпульс, приводящий к возникновению квадратурных сигналов спада свободной индукции (ССИ) и эхосигна- лов, и за отведенное время исследования провести сканирование объекта дважды.

Устройство содержит блок 1 электромагнитных катушек , включающий катушку основного магнита, радиочастотную катуатку и катушки создания грсщиентов магнитного поля по реям X, Y.и Z и .предназначенный для помещения в его внутреннее пространство исследуемого объекта, блок 2 управления катушкой основного магнита, предблоком 10 формирования интервалов возбуждения эхосигналов, Причем выход блока 10 формирования интервалов

возбуждения эхосигналов соединен с программируемьм генератором 11 импульсов, один выход которого соединен с тактовым входом алалого-цифро- вого преобразователя 6, а другой с входом блока 12 формирования радиоимпульсов , выход которого соединен с входом передатчика 13. По выходным интерфейсам ЭВМ 8 соединена с блоком 10 формирования интервалов возбуждения эхосигнала, полутоновым дисплеем 9, предназначенным для визуализации полученных изображений, и блоком 14 формирования градиентов магнитного поля, выходы X, Y и Z которого

соединены с многоканальным цифроана- логовым преобразователем 15, аналоговые выходы которого соединены с блоком 1 6 предварительного усиления , выходы X, Y и Z которого соединены с

блоком 3 управления градиентами магнитного поля.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбирают метод получения изображения, например по проекциям. Помещают объект исследования в блок магнитных катушек и фиксируют его там. Выбирают плоскость иccJ Ieдyeмqгo сечения, Пересылают из ЭВМ 8 в блок 14 формирования градиентов магнитного поля координаты наклона плоскости исследуемого сечения . В блоке 14 формирования градиентов вырабатывают значения градиентов по осям X, Y и Z, со

Изобретение относится к способам вычислительной томографии на основе явления ядерного магнитного резонанса, предназначенным для интро- скопических исследований при медицинской диагностике и неразрушающем контроле. Цель изобретения - повьше- ние точности исследований за счет увеличения отношения сигнал/шум. Сущность способа заключается в том, что объект исследования дважды за отведенное время исследования подвергают воздействию радиоимпульса, возбуждающего затухающий сигнал свободной индукции и сигнал эха. При этом фазы первой половины гармонических колебаний устанавливаются О или 180 , а второй половины 90 или 270, а получаемые в результате двукратного воздействия сигналы усредняют. 8 ил. (Л

назначенный для поддержания напряжен- 40 ответствующие ориентации выбранной ности поля заданной величины, блок 3 плоскости и различным направлениям управления градиентами магнитного поля вдоль осей X, Y и Z, пассивный

коммутатор 4, представляющий собой

проецирования. Значения градиентов, соответствующие первому углу проецирования, поступают в цифроаналоговый сборку диодов, сопротивление которой 45 преобразователь 15, где.переходят в зависит от подводимого к ней напряже- аналоговую форму, усиливаются блоком

16 предварительного усиления и поступают в блок 3 управления градиентами

магнитного поля, с выхода которого

ния, и предназначенный для защиты входных цепей квадратурного детектора 5 от мощных импульсов передатчика, коммутатор включен между радиочастот- gg поступают на катушки градиентов маг- ной катушкой блока 1, квадратурным нитного поля блока 1 электромагнитньщ катушек.

Одновременно в блок 10 формировадетектором 5 и передатчиком, аналого- цифровой преобразователь 6, соединенный с выходами квадратурного детектора 5, буферную память 7, предназначенную для запоминания оцифрованных эхосигналов и включенную между аналого-цифровым преобразователем 6, блоком ЭВМ 8, полутоновым дисплеем 9 и

55

нкя интервалов возбуждения эхосигна- лоз подается команда из ЭВМ 8 на формирование последовательности с раз- иостоящими (180) импульсами возбуждения эхосигналов. Сформированная последовательность загружается в

магнитного поля, с выхода которого

поступают на катушки градиентов маг нитного поля блока 1 электромагнит

нкя интервалов возбуждения эхосигна- лоз подается команда из ЭВМ 8 на формирование последовательности с раз- иостоящими (180) импульсами возбуждения эхосигналов. Сформированная последовательность загружается в

3

программируемый генератор 11 импульсов, с выхода которого по команде от ЭВМ 8 поступает на блок 12 формирования радиоимпульсов, где вырабатываются (90°) радиоимпульсы с требуемым набором частот и фаз, определяемых кодирующей матрицей Адамара, а также широкополосные (180) радиоимпульсы, поступающие в блок передатчика 13, где усиливаются, и через пас- сивньш коммутатор 4 поступают на радиочастотную катушку блока 1 элек- тромагйитных катушек (фиг.2 и 3),

Одновременно с этим программируемый генератор 11 импульсов начинает вырабатывать тактовые импульсы, поступающие на тактовый вход аналого- цифрового преобразователя 6. По приходу этих импульсов в аналого-цифровом преобразователе 6 происходит оцифровка сигналов, детектированных квадратурным детектором 5. Оцифрованные сигналы запоминаются в блоке буферной памяти 7 и накапливаются. Эпюры 17-21 градиентов и наблюдаемых сигналов представлены на фиг,4.

Далее указанные действия повторяют вновь, используя те же значения градиентов, но применяя следующую строку из кодирующей матрицы Адамара Так делают до тех пор, пока не будут перебраны все строки матрицы. В результате получают набор комплексных данных (матрицу), Осуществляют комплексное фурье-преобразование полученных значений комплексных данных по соответствующим слоям и получают предварительное комплексное значение проекций для первого направления проецирования в двух слоях. Для Получения значений проекций, соответст- другим слоям, производят фурье-преобразование и фазовую кор-. рекцию сигналов, соответствующих другим ортогональным парам слоев.

Далее производят сбор информации о сл-едующей проекции. Из ЭВМ 8 в блок формирования градиентов магнитного поля поступает команда на установление проецирования, и операция сбора- обработки сигналов повторяется. -Такие действий Производят до.тех пор, пока не переберут все значения градиентов и не получат полный набор дан- нь5Х для каждого исследуемого сечения.

68752 i

Затем проводят повторное сканирование, полностью повторяющее первоначальное. Результаты двух сканиро ваний усредняют. Полученный набор данных обрабатывается алгоритмом реконструкции и визуализируется на полутоновом дисплее 9.

Таким образом, в предлагаемом спо10 собе за отведенное время исследование проводится дважды, а результаты усредняются, что приводит к возрастанию отношения сигнал/шум в V2 раз, без усложнения устройства для реали15 заций способа и усложнения алгоритма обработки.

Формула изобретения

20 Способ ЯМР-томографии, заключающийся в помещении объекта исследования в постоянное магнитное поле, наложении градиентов магнитного поля, возбуждении сигналов свободной индук25 ции радиоимпульсом, состоящим из набора модулированных гармонических колебаний, частоты которые определяют положение исследуемых слоев, а фазы устанавливаются О или 180° в соот30 ветствии с кодирующей матрицей Адамара, возбуждении эхосигналов широкополосным радиоимпульсом, детектировании эхосигналов квадратурным детектором, оцифровке и накоплении оцифрованных сигналов с многократным повторением указанных действий для получения полного набора данных, который обрабатывают путем решения системы линейных уравнений, разделяющей сиг40 налы от различных слоев объекта, обработке разделенных сигналов алгоритмом реконструкции и визуализации результатов реконструкции, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности исследования за счет увеличения отношения сигнал/шум, исследуемый объект двешды за отведенное время исследования подвергают воздействию радиоимпульса, в котором фазы одной половины гармонических ка- лебаний устанавливаются О или 180°, а второй половины 90 или 270 в соответствии с кодирующей матрицей Адамара, а сигналы, получаемые в результате двукратного воздействия.

35

45

5

усредняют.

13

12

l-I

if Ж

qsue.l

In

fi /Л fV A Л

f v/-X- 4- f- 4-A# - 4-- - «n V л A л

фиеЛ

. и 1.1 11 I Lj-.fli .. Y ЫIB

If 19 и

фи&.З.

/

-.

иг7

Rih))

fpi/e.6

I{oJ}

(J

Ч-/

Фиг.8