Способ ямр-томографии

(21) 4616850/ (22) 08.12,88 (46) 30.12,91. (71) Научно-пр Всесоюзного проектно-кон ского инстит 5 ныи эх результ ную. С намиче операц получа рукции ную пр которо получа констр зовани редставлена блок-сх уществления предла г. 2 - 5 - примеры во рямоугольника на ос одной путем двойн ирования,На фиг. 1 и ройства для ос способа. на фи ления формы и второй произв ленного интегр ма устаемого становове его го чисГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл, %48 оизводственноеобъединение научно-исследовательского,структорского и технологичета кабельной промышленно(72) В,М,Уткин(56) Чжо З.Х. и др. Томография по ядерным магнитным резонанса с преобразованием Фурье ТИИЗР, (перевод с англ,) 1982, 70, М 10 с. 19-44,КазЬваг 6. ет а 1. Еаза пвй вадпд Ьу сапсепг 1 с заврИпд, ЕЕЕ 1 гапзасбоп оп Йцсаг Ясепсе, пз 33, М 2, р, 560-564,Изобретение относится креконструк-. тивной вычислительной томографии на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано для количественных интроскопических исследований различных сред, результаты которых используются в целях медицинской диагностики и неразрушающего контроля,Целью изобретения является повышение точности исследований,Сущность изобретения состоит в том, чтобы сформулировать ЯМР-сигнал, удобный для усиления, детектирования, оцифровки и обработки аппаратурой ЯМР-томографа и за счет этого повысить точность исследо в а ния на ЯМ Р-томографе. Для реализации такого подхода используется умножение эхо-сигнала на Фурье-образ ядра дифференцирования результата реконструкции, В результате преобразован(54) СПОСОБ ЯМР-ТОМОГРАФИИ(57) Изобретение относится к области реконструктивной вычислительной томогоа. фии на основе явления магнитного резонанса и может быть использовано для количественных интроскопических исследований оазличных сред, результаты которых используются в целях медицинскьй диагностики и неразрушающего контроля, Цель изобретения - повышение точности исследования. Поставленная цель достигается тем, что в процессе исследования сигнал ЯМР преобразуют путем перел)ножения с опорным электрическим сигналом, величина и вид которого зависят от величины воздействующего на объект градиентов магнитного поля. Затем преобразованный сигнал подвергают реконструкции и после цифрового интегрирования получают изображение объекта, 5 ил. о-сигнал характеризует уже не сам ат реконструкции, а его производэтим сигналом, имеющим малый диский диапазон, и производятся все ии усиления, детектирования и обра- В результате после реконструкции ют искомый результат (при реконстпо проекциям), либо некую численоизводную результата, на основе й, путем численного интегрирования, ют сам искомый результат (при реукции дискретным Фурье-преобра 1702271дисплеем 9 и блоком 10 формирования интервалов возбуждения эхо-сигналое. 25Причем выход блока 10 формирования 30 40 Устройство содержит блок 1 электромагнитных катушек, включающий катушку основного магнита, радиочастотную катушку и катушки издания градиентов магнитного поля по осям и предназначенный для помещения во внутреннее пространство исследуемого объекта, блок 2 управления катушкой основного магнита, предназначенный для поддержания напряженностиполя заданной величины; блок 3 управленияградиентами магнитного поля вдоль осей ху и г, пассивный коммутатор 4, представля, ющий собой сборку диодов, сопротивление которой зависит от подводимого к ней напряжения, и предназначенный для входных цепей приемника 5 от мощных импульсов передатчика, аналого-цифровой преобразователь 6, соединенный с выходом приемника 5, буферную полупроводниковую память 7, предназначенную для запоминания оцифрованных эхо-сигналов и включенную между аналого-цифровым преобразователем 6, блоком ЭВМ 8, полупроводниковым интервалов возбуждения эхо-сигналов соединен с программируемым генератором 11 импульсов, один выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 6, а другой - с входом 12 управления передатчиком, выход которого соединен с входом передатчика 13. По выходным интерфейсам ЭВМ 8 соединена с блоком 10 формирования интервалов возбукдения эхо-сигналов, полутоновым дисплеем 9, предназначенным для визуализации полученных изображений, и блочном 14 формирования градиентов магнитного поля, выходы х, у, г которого соединены с многоканальным цифровым преобразователем 15, аналоговые выходы которого соединены с блоком 16 предварительного усиления, выходы х, у,которого соединены с блоком 3 управления градиентами магнитного поля, выход блока 17 формирования опорного электрического сигнала соединен с перемйожителем 18, подключенным также к выходу коммутатора 4 и входу приемника 5.Выбирают метод получения изображения, например реконструкцию объема на основе трехмерного дискретного преобразования Фурье. Помещают объект исследования в блок магнитных катушек и фиксируют его там.Выбирают область исследования. Пересылают из ЭВМ 8 в блок 14 формирования градиентов магнитного поля координаты исследуемой области. В блоке 14 формиро 5 10 15 20 вания градиентов магнитного поля вырабатывают значения градиентов по осям х, у, г, соответствующие ориентации выбранной области. Значения градиентов, соответствующие первой строке Фурье-образа, поступают в цифроаналоговый преобразователь 15, где переходят в аналоговую форму, усиливаются блоком 16 предварительного усиления и поступают в блок 3 управления градиентами магнитного поля, с выхода которого поступают на катушки градиентов магнитного поля блока 1 электромагнитных катушек.Одновременно в блок 18 поступают значения градиентов магнитного поля, воздействующие на объект. На основе этих значений в блоке 18 формируется электрический сигнал преобразования А(т),Одновременно в блок 10 формирования возбуждения радиочастотн ых импульсов подается команда из ЭВМ 8 на формирование последовательности радиоимпульсов. С выхода блока 10 формирования интервалов сформированная последовательность загружается в программируемый генератор 11 импульсов, свыхода которого по команде от ЭВМ 8 поступает на блок 12 управления передатчиком, где вырабатываются радио- импульсы требуемой частоты, фазы и огибающей (например, гауссовой формы) и поступают в блок передатчика 13, где усиливаются и через пассивный коммутатор 4 поступают на радиочастотную катушку блока 1 электромагнитных катушек, После оказания возбуждающего воздействия на объект, программируемый генератор 11 импульсов начинает вырабатывать тактовые импульсы, поступающие на тактовый вход аналогоцифрового преобразователя 6, По приходу этих импульсов в аналого-цифровом преобразователе 6 происходит оцифровка сигналов воспринятых радиочастотной катушкой, как отклик объекта на электромагнитное возмущение и прошедших через блок 18 перемножения и приемник 5. При этом одновременно на объект оказывается воздействие считывающих градиентов магнитного поля формируемых цифроаналоговым преобразователем 15 на основе значения хранящихся в. блоке 14 формирования градиентов магнитного поля. Усиленное предварительным усилителем 16 градиентные управляющие напряжения одновременно поступают на входы х, у, г блока 17 формирования опорного электрического сигнала А(т),С выходов х, у, л блока 17 компоненты опорного сигнала Ах, Ау, Ад поступают на входы х, у, л блока 18 перемножения. где перемножаются с сигналом ЯМР Я(1). Преоб 1702271разованный сигнал 5(т) усиливается приемником 5 и оцифровывается аналого-цифровым преобразователем 6 по приходу тактовых импульсов из генератора 11, как отмечалось ранее. Оцифрованный сигнал запоминается в блоке 7 полупроводниковой буферной памяти,Далее указанная последовательность действий повторяется в условиях наложения считывающих градиентов магнитного поля, приводящих к наблюдению полной области данных.Измеренная область данных ЯМР-сигнала 8(т) обрабатывается алгоритмом реконструкции (дискретное преобразование Фурье), а затем подвергается цифровому интегрированию, Обработка алгоритма реконструкции и цифрового интегрирования производится в ЗВМ 8. Результат реконструкции визуализируется на полутоновом дисплее 9. При этом визуализироваться может модуль комплексной величины Рь,пп, или действительная часть (после проведения известной в ЯМР-томографии и спектроскопии операции фазовой коррекции). Формул а и за бр ете н ия 1. Способ ЯМР-томографии, заключающийся в воздействии на объект постоянным магнитным полем, наложении кодирующих градиентов магнитного поля. возбуждении сигнала радиоимпульсом, наложении считывающих градиентов магнитного полядетектировании возникающих эхо-сигналов квадратурным детектором, оцифровке и накоплении оцифрованных сигналов с многократным повторением укаэанных действий в условиях получения полного набора данных с последующей обработкой их алгоритмом реконструкции и визуализацией, о тл ича ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности исследований, эхо-сигнал преобразуют, воздействуя на него опорным электрическим сигналом так, что преобразованный эхо-сигнал зависит от воздействующих на.объект считывающих градиентов, причемф) = Я(т) А(1),где Я(т) - исходный эхо-сигнал;8(т) - преобразованный эхо-сигнал;А(т) - опорный электрический сигнал, а визуализацию осуществляют по результатам реконструкции преобразованного эхосигнала.2, Способ поп,1 отл и чаю щийся тем, что при исследовании сечения объекта опорный электрический сигнал имеет вид,г 1 гса при исследовании объема5 А(1) 6 у,/ Ох(т )сп ) +о+Ь 8 ййР+10 + уОйЙ,где Ох, Оу, Оа-составляющие градиентов посоответствующим координатным осям;у - гиромагнитное отношение ядер объ 153. Способ по и. 1 о т л и ч а ю щ и й с ятем., что опорный электрический сигнал А(т)имеет видА(т) = Ах(1) А(т) А(т),20 гдеА(т)=1 - совуО(т) бт;о1Ау(т) =1 - соз уОу(т) б;25оУАф) =1 - соз у,/От(с) бт,огде А(т), Ау(т), Ал(т) - составляющие электрического сигнала по соответствующим осям,30 при этом визуализацию осуществляют порезультатам численного интегрирования поформулен г я п к11 11,где - результат реконструкции по данным преобразованного сигнала ЯМР;Рм,п - искомый результат реконструкции,,Р,1 - индексы дискретизированного результата реконструкции преобразованного сигнала ЯМР;К а, и - индексы дискретизации искомого результата реконструкции;,и - линейный размер матрицы Р,п,.4, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что опорный электрический сигнал имеет видАх(т) =(1 - соз у,( О(т) й+ о 55+1 в 1 пу6(1)бтра, при этом визуализацию осуществляют по результатам численного интегрирования по формулел в М Р,в,оР