Способ построения спинового изображения Советский патент 1990 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к радиоспектроскопии, а именно к интроскопии на основе магнитного резонанса, и может быть использовано при построении картины пространственного распределения резонирующих спиновых магнитных моментов в исследуемом образце.

Цель изобретения - устранение фазовых искажений,

На фиг. 1 представлена последовательность высокочастотных возбуждающих импульсов напряжением И, действующих на образец; на фиг. 2 - импуль- сы градиента магнитного поля в направ- лении оси Z - на фиг. 3 - импуль- сы градиента магнитного поля в направ-. лении оси X - gyj на фиг. 4 - импульсы градиента магнитного поля в направлении Y - §„; на фиг. 5 - сигналы спинового эха, полу шемые от образца в результате действия, указанных импульсов; на фиг. 6 - блок-схема устройст-- ва, реализующего данный способ.

Способ осуществляют следуняцим образом.

На образец, находяпщйся в однород- ном поляризующем магнитном поле, воздействуют в интервале времени 1 высокочастотным икшульсом и градиентом магнитного поля, например, вдоль оси Z. В результате в слое образца возбуждается магнитный резонанс путем поворота вектора спиновой намагниченности в слое на 90 . Затем на

О5

о

00 ND

О)

слой возбулэдендак спинов (ядерных или электронньпс) действуют частотно-кодирующим градиентом поля вдоль оси Y. После перемены знака градиента в об- разце возникает сигнал спинового эха, который регистрируется.

После этого в интервале времени 2 в образце вновь воз.бувдают слой спиновых магнитных моментов. Воздейству- ют на слой частотно-кодирующим, градиентом вдоль оси X, а вдоль оси Y - фазокоДирукщим градиентом. Последовательность импульсов, показанных в интервале времени 2, повторяют N раз при N значениях амплитуды фазокодирую .щего градиента. Получение N сигналов спинового эха регистрирз т.

Сигнал магнитного резонанса, полученный в интервале времени 1, описыва ется вьгражением

Jr l -b olg

dxdy, (1)

Sv(t)e jjp(x.y)e где Ц) - фаза сигнала};

(х,у) - распределение спиновой плотности в возбузвденном слое; If - гиромагнитное отношение спинов;gu - градиент магнитного поля в

направлении оси Y; t, - время;

ip - момент времени, соответствующий максимуму сигнала спинового эха .

Сигналы, регистрируемые в интервале времени 2, формируют двумерную матрицу:

Изобретение относится к области радиоспектроскопии, а точнее к интроскопии на основе магнитного резонанса. Цель изобретения - устранение фазовых искажений изображения. Способ основан на методе 2Д Фурье-томографии, заключающемся в воздействии на слой возбужденных спинов образца ортогональными градиентами в плоскости слоя и последующей регистрации сигналов магнитного резонанса при разной величине одного из градиентов. В способе используют последовательность импульсов, действующих на слой возбужденных спинов образца, которая позволяет получить опорный сигнал магнитного резонанса, вычислить фазовую поправку, скорректировать сигналы, несущие информацию о спиновой плотности, после чего построить изображение, свободное от фазовых искажений. 6 ил.

S(t,.p)(x.y) dxdy.. (2)

где Ли (р) - приращение фазы при каж- , дом из значений фазокодирующего гра- .

NN

диента; , - .,. .. ,-1,0,1,...,

S(tJ ,p)e

icf-iuqJCP

Сравнение выражений (1) и (3) показывает, что в момент времени 35 они отличаются наличием фазового множителя , который определяют из соотношения:

1Щ( S.(to,) - SCtiTpT(4)

Умножают затем двумерный сигнал, определяемый вьфажением (2), на вели-ilp-ibvfP) чину еи результат подверга-

ют двумерному преобразованию Фурье, получая тем самым изображение, свободное от фазовых искажений.

Блок-схема устройства, реализующего способ, показана на фиг. 6. Устройство содержит управлякйцую электронно- вычислительную машину (ЗИМ) 1, прием- ЦИК 2 сигналов магнитного резонанса, цередатчик 3, источники питания градиентных ..катушек 4-6, дисплей 7, . , приемную катушку 8, передающие катуш- ки 9, систему градиентных катушек 10, образец 11, электромагнит 12, источ- ник-Шатания электромагнита .13.

N , N м

т rl 9 о момент времени, соответствуюп(ий максимуму сигнала эха.

Фиксируя значение , получаем

30

JJ p (x,y)e dxdy (3)

5

0

Устройство работает под управлением электронной вычислительной машины 1 .следующим образом.

Сигнал с частотой, равной резонансной частоте спинов образца 11, находящегося в поле электромагнита 12, с передатчика 3 поступает на передающие катушки 9, создающие высокочастотное магнитное поле, ортогональное полю электромагнита 12. Одновременно с источника питания 4 на систему градиентных катушек 10 подается импульс, тока з -градиента. В результате в обг разце 11 возбуждается слой спинов в плоскости X,Y. Затем с источника питания 5 в катушки Вцтрадиента системы градиентных катушек 10 подается импульс тока, который через некоторое время меняет знак на противопсшож- ный. В приемной катушке 8 после этого наводится сигнал спинового эха, который усиливается в приемнике 2 и регистрируется в памяти ЭВМ.

Затем снова возбуждают слой спинов образца 11, а с-источника питания градиентных катушек 6 подают на

катушки 8х градиента импульс тока, формирую11 й сигнал эха. При этом перед формированием эха на слой возбужденных спинов с источника питания градиентных катушек 5 системы 10 подают на короткое время импульс тока, создающий градиент р,м. Регистрируют затем сигнал эха, изменяют амплитуду Y-градиента, последовательность импульсов (в интервале времени 2 фиг.1) повторяют. Возникающий сигнал спинового эха регистрируют в памяти ЭВМ 1, и так далее при N разных значениях амплитуды импульса тока в катушках Y-градиента. Из полученных сигналов с,помощью ЭВМ вычисляют фазовую поправку, корректируют двумерный массив данных, после 2 Лурье-преобразования которого получают картину iраспределения спиновой плотности в слое образца, отображаемую на дисплее 7.

ственным в интроскопии на основе магнитного резонанса, поскольку в большинстве случаев нестабильность фазы

полностью разрушает изображения.

Формула изобретения

Способ построения спинового изоб- Q ранения, заключающийся в том, что в слое образца возбутедают спиновый м2г- нитный резонанс с помощью 90 ВЧ импульса и магнитного поля с градиентом вдоль оси Z-gg, затем воздействуют 15 магнитным полем, с градиентами вдоль оси X-g и вдоль оси Y-gu, формируют сигнал спинового эха, который регистрируют при фиксированном значении gy п повторяют данную последовательность 20 при различных значениях gu и после ма- тематической обработки сигналов спинового эха получают спиновое изображение, отличающийся тем.

что, с целью устранения фазовых ис- Предлагаемый способ построения спи-25 кажений изображения, дополнительно нового изображения позволяет устранить регистрируют сигнал спинового эха при фазовые искажения изображения, возни- фиксированном значении gij, определяют каюрще в результате нестабильностиФазу сигнала спинового эха и с учетом

магнитного поля и параметров элект-Фазы проводят математическую обработ-.

ронной аппаратуры. Это является суще- JO ; ку сигнала,,

) ,

ственным в интроскопии на основе магнитного резонанса, поскольку в большинстве случаев нестабильность фазы

полностью разрушает изображения.

Формула изобретения

Способ построения спинового изоб- ранения, заключающийся в том, что в слое образца возбутедают спиновый м2г- нитный резонанс с помощью 90 ВЧ импульса и магнитного поля с градиентом вдоль оси Z-gg, затем воздействуют магнитным полем, с градиентами вдоль оси X-g и вдоль оси Y-gu, формируют сигнал спинового эха, который регистрируют при фиксированном значении gy п повторяют данную последовательность при различных значениях gu и после ма- тематической обработки сигналов спинового эха получают спиновое изображение, отличающийся тем.

(Риг.г