Вычислительный томограф на основе ядерного магнитного резонанса

-исследова нструкторскии титут кабельирнов Хшаее йоппа 11 оп тезопапсе СЬе ой, - 1.Арр 1. 8, р. 3709. ельство СССР И 24/08, 1983,(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ НОВЕ ЯДЕРНОГО МАГНИ (57) Изобретение от лительной томографн и может быть исполь ТОМОГРАФНОГО РЕЗОосится к на основовано для ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный научтельский, проектно-ки технологический инной промышленности(56) Нз.пзсйоы Ч.Я.Ьу пис 1 еаг шаапесвепз).1 че-роь.п шесЬРаув. 1974, ч.47, УАвторское свидетУ 1126850, кл. 6 01 ния пространств енного распределения химической структуры исследуемых объектов. Цель изобретения - повышение производительности, Устройство содержит магнитную систему, систему катушек, а также блок детектирования сигнала, формирователь импульсов, синтезатор несущей частоты, блок формирования селективного импульса и усилитель мощности. Кроме того, в него дополнительно, введены программатор, управляемое оперативно запоминающее устройство, буфер данных и центральный процессор, В силу особенностей релаксационных свойств биологических тканей время между регистрацией отдельных проекций составляет 600-1000 мс. Предлагаемое устройство позволяет организовать математическую обработку данных за это время, 1 ил.20 Центральный процессорсоединен с синтезатором 5 несущей частоты, первым входом управляемого оперативно запоминающего устройства 3, входом устройства управления градиентами и выходами буфера 16 данных, первый вход которого соединен с выхо-. дом блока 15 детектирования сигнала, а второй - с вторым выходом программатора 2, первый выход которого соединен с устройством 4 управления градиентами, третий - с вторым входом управляемого оперативно запоминающего устройства 3, четвертый - с вторым входом Формирователя 6 импуль са, выход которого соединен с первым входом блока 7 Формирования селективного импульса, второй вход которо. го соединен с управляемым оперативно запоминающим устройством 3, а выход через усилитель 8 мощности соединен с приемно-передающей катушкой 9, которая также соединена с блоком 15 детектирования сигнала, Х-градиентная катушка 11, У-градиентная катушка 12, Е-градиентная катушка 13 и сканирующая катушка 14, соединенные с устройством 4 управления градиента,ми, а также приемно-передающая каИзобретение относится к областивычислительной томографии на основеядерного магнитного резонанса (ЯМР)и можетбыть использовано дпя изучения пространственного распределения химической структуры исследуемыхобъектов.,Цель изобретения - повышение произв одит ель но сти,На чертеже дана блок-схема вычислительного томографа на основе ЯМР.ЯИР-томограф содержит центральныйпроцессор 1, программатор 2 с че -тырьмя выходами, управляемое оперативно запоминающее устройство 3 сдвумя входами, устройство 4 управле-.ния градиентами, синтезатор 5 несущей частоты, формирователь 6 импульсов с двумя входами, блок 7 Формирования селективного импульса с двумявходами, усилитель 8 мощности, приемно-передающую катушку 9, исследуемый объект 10, Х-градиентную катушку 1, У-градиентную катушку 12,Е-градиентную катушку 13, сканирующую катушку 14, блок 15 детектирования сигнала, буфер 16 данных сдвумя входами, датчик 17, магнитнуюсистему 18. 35 40 45 50 55 тушка 9 с исследуемым объектом 10, расположенньм в датчике 17, находящемся в магнитной системе 18.Устройство работает следующим образом.Перед началом сканирования из центрального процессора 1 в программатор 2 загружаются программа управления сканированием, в оперативно запоминающее устройство 3 - значения формы селективного импульса, а в уст. ройство 4 управления градиентами - значение формы Х-градиента, У-градиента, Е-градиента и сканирующего магнитного поля. Процесс сканирования начинается по команде центрального процессорана программатор 2 и синтезатор 5 несущей частоты, Программатор 2 начинает программу управления сканированием, Синтезатор 5 несущей частоты генерирует синусоидальные колебания с частотой равной частоте ядерного магнитного резонанса исследуемого ядра, которые поступают на первый вход формирователя бимпульса, в котором по командам программатора 2, поступающим через второй вход, формируются Фаза и длительность импульсов, а также расстояние между импульсами. Сформированная пос.ледовательность импульсов поступает на первый вход блока 7 формирования селективного импульса, в котором происходит модуляция амплитудного импульса по форме, задаваемой кодами, поступающими на второй зход от управляемого оперативно запоминающего устройства 3, причем управление частотой выборки кодов во время сканирсвания производится программатором 2. Процесс Формирования селектив ного импульса осуществляется с целью получений заданной спектральной Формы импульса, Полноь сформированная последовательность усиливается в усилителе 8 мощности и передается в приемно-передающую катушку 9, в которой находится исследуемый объект 10. По команде программатора 2 устройство 4 управления градиентами выдает сигналы, пропордональные заданным значениям Формы, в Х-градиентную катушку 11, У-градиентную катушку 12, Е-градиентную катушку 13 и сканирующую катушку 14.Возбуждающие импульсы и градиенты переключаются строго синхронно по командам программатора 2.После действия возбуждающих импульсов в приемно-передающей катушке 9 наводится сигнал ЯМР, которыйв блоке 15 детектировайия подвергается квадратурному детектированию и 5преобразованию в цифровые коды. Иэблока 15 детектирования сигнала цифровые коды поступают через первыйвход в буфер 16 данных,на второйвход которого поступают команды свторого выхода программатора 2. Вбуфере 16 данных производится накопление данных, которые затем по команде передаются в центральный процессор для дальнейшей математической обработки,Перед сканированием иэ центрального процессора 1 передаются массивы данных значений формы радиочастотного импульса объемом 1000 10-раз. 2 Орядных слов. Аналогичные четыре массива передаются в устройство управления градиентами для задания формы градиентов и сканирующего магнитного поля, В программатор 2 передается программа, содержащая временную последовательность радиочастотных импульсов и градиентов,. По команде начала сканированиясинтезатор 5 несущей частоты генерирует рабочую частоту, например,5 МГц, По управляющим командам формируется рабочая импульсная последовательность, состоящая из 90 и180-градусных широкополосных и се.- 35лективных импульсов, Синхронно срадиочастотными импульсами включаются Х, У, Е-градиенты. Величина градиентов лежит в пределах 0,11 Гс/см.Сигнал ЯМР после детектированияи преобразования в цифровУю формупередается в буфер данных с двумявходами емкостью 4000 16-разрядныхслов, После накопления данные по ко 45маиде программатора 2 с четырьмя выходами передаются в центральный процессор 1, Полученный массив данныхпредставляет собой одну иэ 128 проекций, необходимых для восстановления50ЯМР-томограммы. В силу особенностейрелаксационных свойств биологическихтканей время между регистрацией отдельных проекций составляет 6001000 мс и, следовательно, одна проекция поступает в центральный процессор 1 с этим интервалом, Это позволяет организовать математическую обработку данных за это время.Сокращение времени получения одного изображения существенно повышаает производительность ЯМР-томографа, так как при одном обследовании необходимо получать10 - 20 ЯМР-томограмм, а время обработки изображения составляет половину времени операции съемки.Формула изобретенияВычислительный томограф на основе ядерного магнитного резонанса, со. держащий магнитную систему с расположенным в ней датчиком, включающим Х-градиентную катушку, У-градиентную катушку, Е-градиентную катушку и сканирующую катушку, соединенные с устройством управления градиентами, и приемно-передающую катушку с исследуемьм объектом, выход которой соединен с блоком детектирования сигнала, формирователь. импульсов с двумя входами, первый вход которого соединен с синтезатором несущей частоты, блок формирования селективного импульса, первый вход которого соединен с формирователем импульсов, выход - с усилителем мощности, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, в него дополнительно Введены програм. матор с четырьмя выходами, управляемое оперативно запоминающее устройство с двумя входами, буфер данных с двумя входами, причем вход программатора соединен с центральным процессором, первый выход - с устройством управления градиентами, второй выход - с вторым входом буфера с двумя входами, первый вход которого соединен с блоком детектирования сигнала, а выход - с центральным процессором, третий выход - с вторым входом управляемого оперативно запоминающего устройства, первый вход которого соединен с центральным процессором, а выход - с вторым входом блока формирования селективного импульса, и четвертый выход - с вторым входом формирователя импульсов.Редактор Л.Г о Корректор А. Зимокос ираж 778 арственного комитета ССС изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб., Заказ 2118/3 Т НИИПИ Госуд по делам 3035, Моск