Способ магнитно-резонансной интроскопии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 039 19) И 24/08 51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ких,во СССР1975.акоп Ьу; Ье зепР 11 уя у АНСНО осится к радиного резонанс оличестве ожет бытье, ког ного анализа веществаиспользовано при диагно стикние цел имо наруше- иней структу- н ышение чувст- д разрешающей способнос- п а недопуст ти внутрен Цель - пов ры объектов. вительности СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(57) Изобретение отнспектроскопии магнит го применению для качественно ти, Способ заключается в воздействии на исследуемый объект постоянным магнитным полем, возбуждении частиц, содержащихся в объекте, при воздействии импульсным радиочастотным полем на частоте спинового резрнанса частиц с заданной частотой следования импульсов, и одновременном воздействии на исследуемый объект пространственно неоднородным переменным магнитным полем, параллельным основному. Затем сигнал спиновой индикации синх-, ронно детектируют сигналом спиновой индукции, по усредненной величине сигнала определяют значения магнитно- резонансных параметров, связанных со структурой объекта, причем воздействие дополнительным пространственно неоднородным магнптным полем производят синхронно с воздействием импульсным радиочастотным полем при начапьном сдвиге фаз между частотой зменения пространственно неоднородого магнитного поля и частотой слеования импульсов радиочастотного оля в диапазоне 27-35 , 5 ил,436039 С (х-х,)/й 55 Изобретение относится к радиоспект. роскопии магнитного резонанса и его применения для качественного и количественного анализа вещества и может быть использовано при диагностике в тех случаях, когда недопустимо нарушение целосэности объекта,в частнос- ти при исслецовании живых организмов. 1 ОЦелью изобретения является повьппение чувствительности и разрешающей способности.На Фиг.1 представлена расчетная зависимость вклада в постоянную сос тавляющую сигнала индукции при совпадении частоты следования радиоимпульсов и частоты изменения неоднородного магнитного поля; на Фиг.2 и 3 модели исследуемых обьектов; на Фиг.4 щ и 5 - экспериментальные зависимости величины сигнала при наличии сдвига Фаз между частотой следования радио- импульсов и частотой переменного неод. нородного магнитного поля, 25Система спинов, создает в исследуемом объекте намагниченность М,поведение которой в магнитных полях описывается уравнениями Блоха,Спиновая система может находиться 30 в постоянном и неоднородном переменном магнитных полях, причем градиент неоднородного магнитного поля направлен вдоль оси х, возбуждается периодической последовательностью импульсов высокочастотного поля, причем моменты появления высокочастотных импульсов строго связаны с определенной Фазой переменного поля, тогда из решений уравнений Блоха для некоторой точки образца следует выражение для локального усредненного сигнала спиновой индукции (х)при условии магнитного резонанса. р(х) = 1 (6) ео ) где р - значение Фазы переменногонеоднородного магнитногополя в момент окончания импульса высокочастотного 50 поля;безразмерная координата,равная где- гиромагнитное отношение,р - амплитуда градиента магнитного поля по оси х; х - текущая координата,х - координата положения плосокости, в которой неоднородное магнитное поле обращаетВ качестве примера экспериментального осуществления предложенного способа рассмотрим получение проекциираспределения плотности ядерных спинов в модельных объектах на некоторбенаправление, принятое за ось х, Проекцию плотности спинов получают путемЪпомещения объекта в постоянное маг"нитное поле, воздействия на объектпоследовательностью импульсов высокочастотного поля, наложения переменного неоднородного магнитного. поля,последующего синхронного детектирования и усреднения сигнапа спиновой индукции и изменения неоднородного переменного магнитного поля.Эксперимент осуществляют на спектрометре ЯМР в промежуточных полях,модифицированном с целью получения:возможности наблюдения импульсныхсигналов ЯМР и локализации области,от которой регистрируются сигнал ЯМР.1Измерительная система состоит иэспектрометр а ЯМР, р або тающего начастоте 300 кГц, блока высокочастотных импульсов, блока управления пере, менным неоднородным полем и катушек1одля получения переменного неоднородного поля, имеющего градиент вдольодной из координатных осеи, используют пары симметричных катушек, причемкаждую из катушек, составляющих пару,питают переменным током разной амплитуды и в противоположной фазе,Степень разбаланса модулирующнхтоков в катушках, создающих неоднородное магнитное поле с градиентомвдоль оси х (модулирующих катушках)определяет положение плоскости, вкоторой амплитуда модулирующего поляобращается в нуль. Изменяя степеньразбаланса, т.е, меняя соотношениетоков в модулирующих катушках, перемещают положение такой плоскости и,следовательно, изменяют значениекоординаты х,. Значение координатых, однозначно связано со значениямиамплитуд токов в модулирующих катушках. Значение координаты х, экспериментально определяют по значениямтоков модуляции в модулирующих катушках,В качестве модельных объектов используют либо два капилляра, заполненных водным раствором парамагнитнойсоли И 504 (модель 1), либо цилиндр,заполненный этим же раствором и разделенный перегородкой, параллельной осиТаким образом, путем введения синхронизации между частотой повторениявысокочастотных импульсов и частотой40 изменения неоднородного магнитногоЬполя при выборе фазы переменного неоднородного магнитного поля в момент окончания высокочастотного импульса в диапазооне 24-35 согласно предлагаемому способу45 достигают уменьшения фоновой помехидо уровня шумов и, как следствие,увеличение разрешающей способности ичувствительности,50 Формул а иэ обретения Способ магнитно-резонансной интроскопии, заключающийся в воздействии на исследуемый объект постоянным маг" нитным полем, возбуждении сигналов спиновой индукции частиц объекта путем воздействия импульсным радиочастотным полем на частоте спинового 55 резонанса частиц и неоднородным пе 43 б 039 4(модель 2). Поперечные сечения моделей 1 и 2 показаны на фиг.2 и 3 со"ответственно.На фиг,4 и 5 приведены зкспериментальные зависимости усредненного сигнала спиновой индукции от положенияплоскости х=х для моделей 1 (кривые1 и 2)и 2 (кривые 3 и 4) при наличии 10 синхронизации между частотами повторения высокочастотных импульсов и изменения неоднородного магнитного пооля при значении сдвига фаз с = 30беэ синхронизации, На фиг.4 приведе" 15 ны зависимости для модели 1 при значении амплитуды градиента переменного неоднородного магнитного поля 2,510 Тл м , В соответствии с кривой 2 значение фона для х, =- 14 мм,где плотность спинов в модели равнанулю и составляет 50 Х в случае отсутствия синхронизации, тогда какпри наличии синхронизации в этой жеточке фон с точностью до уровня шу мов полностью отсутствувг. Уширениеконтура получившегося распределенияна половине высоты относительного истинного составляет около 30 и 75 Хдля кривых 1 и 2 соответственно, что 30 характеризует существенное эффективное увеличение разрешающей способности, В случае модели 2 при амплитуде градиента 7 10 Тл м фон отсут,ствует для кривой 3 и составляет 25 для кривой 4 (фиг.5).ременным магнитным полем, параллельным постоянному магнитному полю, атакже синхронном детектированиисигнала спнновой индукции, по вели-чине которого определяют значениямагнитно-резонансных параметров, связанных со структурой объекта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения чувствительности и разреша ющей спосо бности, воздействие неоднородным переменным магнитным полем производят синхронно с воздействием импульсным радиочастотным полем приначальном сдвиге фаз между частотойпеременного неоднородного магнитного поля и частотой следования импульсов радиочастотного поля в диапазоне24-35одписиое За о комит й иотк оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проект 5641/44 Тираж 847 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Р