Способ получения изображения внутренней структуры объекта с помощью ядерного магнитного резонанса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1326971 И 9) А 1 М 24/08 ОСУДАРСТВЕННЫЙ Н О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСИОМУ СИИ очк пользованмии биотехнике трукторское бюборостроениябъединения ИЗ ОБ РАЖЕН ИЯБЬЕКТА С ПООГО РЕЗОНАНС но для го ана(71) Специальное консро аналитического приНаучно-технического оАН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯВНУТРЕННЕИ СТРУКТУРЫ ОМОЩЬЮ ЯДЕРНОГО МАГНИТН(57) Изобретение относится к обласЯМР-интроскопии и предназначекачественного и количественно лиза вещества, позволяет интроскопическим путем получать информацию осоставе и состоянии вещества в зада ной т е о а и может быть нсо науке (физике, хилогии, медицине), так и в в тех случаях, когда недопустимо наруиение 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 сигнала ЯМР. Это позволяет повысить точность получаемой локальной инфор- мации и избежать ложных ЯМР-изображений за счет коррекции вида функции пространственной чувствительности с помощью выделения дополнительных компонентов полного сигнала ЯМР.Изобретение относится к ЯМР-ицтроскопии и предназначено для качественного и количественного анализа вещества, позволяет получить ицформацюоо составе и состоянии вещества в заданной точке объекта и может бытьиспользовано как в науке (физикехимии, биологии, медицине), так и втехнике в тех случаях, когда недопустимо нарушение целостности объекта,в частности при исследовании живыхорганизмов.11 ель изобретения - увеличение достоверности локальной информации иувеличение точности измерения локальных 5 П 1 Р-параметров.Способ основан на уменьшении побочных максимумов функции пространственной чувствительности (ФПЧ) прирегистрации постоянной составляющейсигнала ЯМР с использованием техникисинхронного детектирования, Это достигается дополнительным синхроннымдетектированием за счет выделеццяамплитуды второй гармоники модуляциии суммирования ее с амплитудой постояцной составляющей получаемойсинхронным детектированием ца частоте модуляции магнитного поля,Выделяя постоянную составляющуюсигнала ЯМ 1, получают эффект локализации сигнала ЯМР, в рассматриваемойобласти, Однако полученный сигнал зависит от параметра с -Фазы между частотой модуляции и частотой следования возбуждающих импульсов ц значительно видоизменяется при измененииот 0 до 90",Исследования зависимости сигнацаЯМР от параметрапоказали, чтопри любом значениивид ФПЧ сигнала ЯМ 1 характеризуется тем, что помимо основного максимума в нулевои точке существует один или несколько побочных максимумов, которые могутдать значительный по сравнению с полезным сигналом вклад в усредненныйсигнал ЯМР в случае, когда неоднородности распределены в объекте такимобразом, что в месте расположения побочного максимума плотность спицовзначительно выше плотности в чувствительной области.Однако,цля каждого вида функциипространственной чувствительностиФПЧ можно подобрать такую гармоникуполного сигнала ЯМР, пространственное распределение амплитуды которой 5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 в сумме с корректируемой ФПЧ дастблагоприятное распределение выделяемого сигнала ЯМР по объему объекта,т,е, сильно выраженные максимумы(кроме основного максимума в нулевойточке) в результирующей ФПЧ будутскомпенсированы.П р и м е р, Экспериментальнаяпроверка прецлагаемого способа былапроведена на установке, созданной наоснове релаксометра ЯМР, рабочее полекоторого составляло 0,007 Тл, Модельный образец предс .авлял собой ампулудиаметром 10 мм с водным растворомпарамагцетика, которая помещаласьмежду двумя градиентными кольцами.Б присутствии постоянного магнитногополя спиновая система образца возбуждалась последовательностью высокочастотных импульсов (резонансная частота 300 кГц), Градиент магнитногополя (0,4 Гс/см), создаваемый градиентными кольцами, модулировался позакону соэЯг., Частота следования возбуждающих импульсов выбиралась равной частоте модуляции градиента Я50 Гц, Сигнал ЯМР от чувствительной плоскости выделялся из общегокваэистационарного сигнала с помощьюсицхронно-фазового детектора и фильтра низких частот с накопителем. Толщина чувствительной плоскости оценивалась по ширине центрального максимума ФПЧ на его полувысоте и в пространственном масштабе была равна2 мм,Блок управления градиентом поля,собранный на основе цифроаналоговыхпоказателей, осуществлял пошаговоеперемещение чувствительной плоскости по координате Х с помощью разбаланса токов в кольцах градиентнойсистемы,Коррекция ФПЧ осуществлялась с помощью второго синхронно-Фазового детектора (дополнительного), выделяющего вторую гармонику модуляции изполного сигнала ЯМ 1. Опорная частотавторого детектора равнялась соответственно двум частотам модуляции,т,е.2 Й . Таким образом на накопительпоступала сумма амплитуды постояннойсоставляющей сигнала ЯМР и амплитудаего второй гармоники модуляции.Дополнительно .были проведены эксперименты по локальному измерениювремен ядерной релаксации Т и Т,Эксперименты показали, что испольэо1 О Составитель В.МайоршинТехред Л.Олийнык Редактор М.Петрова Корректор И,Муска Заказ 3381/39 Тираж 776ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, ч з13269 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 изобретенияСпособ получения иэображения внутренней структуры объекта с помощью 5 ядерного магнитного резонанса, заключающийся в том, что объект помещают в постоянное магнитное поле, модулируемое переменнью магнитным полемс градиентом, возбуждают сигнал свободной индукции ядер импульсным высокочастотным полем резонансной частоты и выделяют постоянную составляющую сигнала ядерного магнитного резонанса синхронным детектированием,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения достоверности информации и увеличения точности измерения ЯМР-параметров, производят дополнительное синхронное детектирование, при котором выделяют амплитудувторой гармоники модуляции и суммируют с амплитудой постоянной составляющей сигнала ядерного магнитного резонанса.