способ получения якр-изображения

Классы МПК:G01N24/08 с использованием ядерного магнитного резонанса
G01N24/00 Исследование или анализ материалов с помощью ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса или других спин-эффектов
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Пермский государственный университет им.А.М.Горького
Приоритеты:
подача заявки:
1993-07-30
публикация патента:

Использование: исследование тел из диэлектрических материалов. Сущность изобретения: на образец, содержащий квадрупольные ядра, воздействуют радиочастотными импульсами. Дополнительно воздействуют импульсами линейных градиентов низкочастотного электрического поля. Первый импульс этого поля воздействует в промежутке между радиочастотными импульсами с градиентом по оси Z, второй - после радиочастотных импульсов с градиентами по осям X и У. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Формула изобретения

Способ получения ЯКР-изображения, включающий периодическое воздействие на обследуемый объект, содержащий квадрупольные ядра, радиочастотными импульсами, импульсными линейными градиентами поля и регистрацию сигнала отклика, по которому получают ЯКР-изображение, отличающийся тем, что импульсные линейные градиенты поля формируют в виде импульсов низкочастотного электрического поля, причем первый импульс электрического поля подают между радиочастотными импульсами с градиентом по оси Z, второй после радиочастотных импульсов с градиентами по осям Х и Y.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения изображений с помощью ядерного квадрупольного резонанса и может быть использовано при исследовании различных тел из диэлектрических материалов.

Известен способ получения ЯКР-изображения, основанный на периодическом воздействии на обследуемый объект, содержащий квадрупольные ядра, радиочастотными импульсами, постоянным однородным магнитным полем и линейными градиентами магнитного поля, регистрации сигналов отклика, по которому получают ЯКР-изображение [1]

Однако он не позволяет получить сразу изображение больших объектов. Кроме того, сложно создать однородное магнитное поле и линейные градиенты магнитных полей.

Общими признаками аналога с предлагаемым способом являются воздействие РЧ-импульсами, линейными градиентами поля и получение изображения.

Наиболее близким к изобретению является способ получения ЯКР-изображения, включающий периодическое воздействие на обследуемый объект, содержащий квадрупольные ядра, радиочастотными импульсами, импульсными линейными градиентами магнитных полей и регистрацию сигнала отклика, по которому получают ЯКР изображение [2]

Однако недостатками способа является то, что нельзя получить сразу изображение больших объектов и сложно создать импульсные линейные градиенты магнитного поля.

Общими с предлагаемым способом признаками являются воздействие РЧ- импульсами, импульсными линейными градиентами поля и получение изображения.

Задача изобретения получение ЯКР-изображения, позволяющего получить изображение больших объектов.

Задача достигается тем, что в способе получения ЯКР изображения, включающем периодическое воздействие на обследуемый объект, содержащий квадрупольные ядра, радиочастотными импульсами, импульсными линейными градиентами поля и регистрацию сигнала отклика, по которому получают ЯКР- изображение, импульсные линейные градиенты поля формируют в виде импульсов низкочастотного электрического поля, причем первый импульс электрического поля подают между радиочастотными импульсами с градиентом по оси Z, второй после радиочастотных импульсов с градиентами по осям X и У.

Далее раскрывается наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения и достигаемым результатом.

Во-первых, воздействуют импульсным низкочастотным электрическим полем (в аналоге и прототипе магнитным полем); во-вторых, импульсное низкочастотное электрическое поле подают между радиочастотными импульсами и после них (в прототипе во время действия первого РЧ-импульса и после двух РЧ-импульсов) и, в-третьих, первый импульс низкочастотного электрического поля подается с градиентом по оси Z, а второй с градиентами по осям X и Y, причем все три направления равнозначны (в прототипе основное направление по оси Z).

Анализ всех отличительных признаков предлагаемого изобретения показал, что изобретательский уровень высок раньше эти приемы не использовались для решения данной задачи.

На фиг. 1 приведена программа воздействия радиочастотными импульсами и линейными градиентами низкочастотного электрического поля на обследуемый объект (образец); на фиг. 2 блок-схема устройства, на котором реализован предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

На образец, содержащий квадрупольные ядра, воздействуют двумя РЧ-импульсами с частотой заполнения, равной частоте квадрупольного перехода. Кроме того, дополнительно воздействуют импульсами линейных градиентов низкочастотного электрического поля. Первый импульс этого поля воздействует в промежутке между РЧ-импульсами, а второй после ни, причем первый импульс поля с градиентом по оси Z, а второй с градиентами по осям X и У.

В этом случае амплитуда сигнала квадрупольного эха будет равна

<J>(способ получения якр-изображения, патент № 2094785V)=Bспособ получения якр-изображения, патент № 2094785sinспособ получения якр-изображения, патент № 2094785Q(t-2способ получения якр-изображения, патент № 2094785),

где способ получения якр-изображения, патент № 2094785

здесь А амплитуда обычного сигнала эха, которая наблюдается при возбуждении только двухимпульсной программой;

N число резонирующих ядер;

K постоянная Больцмана;

Т температура;

J0 функция Бесселя пулевого порядка;

Gx градиент по оси Х;

Gу градиент по оси У;

Gz градиент по оси Z;

способ получения якр-изображения, патент № 2094785i- частота низкочастотного осциллирующего электрического поля,

способ получения якр-изображения, патент № 2094785 - временной сдвиг между РЧ- импульсами;

способ получения якр-изображения, патент № 2094785Q - квадрупольная частота возбуждаемого перехода

способ получения якр-изображения, патент № 2094785x=x-xo, способ получения якр-изображения, патент № 2094785y=y-yo, способ получения якр-изображения, патент № 2094785z=z-zo, где способ получения якр-изображения, патент № 2094785V=способ получения якр-изображения, патент № 2094785xспособ получения якр-изображения, патент № 2094785способ получения якр-изображения, патент № 2094785yспособ получения якр-изображения, патент № 2094785способ получения якр-изображения, патент № 2094785z.

При реализации предлагаемого способа использовано устройство (фиг. 2), которое содержит:

1 микро ЭВМ;

2 блок сопряжения ЭВМ со спектрометром;

3 синтезатор частот;

4 фазоимпульсный модулятор;

5 усилитель мощности;

6 датчик с образцом (обследуемым объектом);

7 приемный тракт;

8 блок управления градиентами;

9 градиентные катушки;

10 блок управления перемещением образца.

Устройство представляет сбой автоматизированный Фурье-спектрометр ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) аналогично описанным в (авт. св. N 1163228 или одной части (одного канала) авт. св. N 1588767) с добавками - блоком управления градиентами 8, градиентными катушками 9 и блоком управления 10 перемещением образца.

При работе трех наборов градиентных катушек результирующей градиент будет зависеть от времени, величины и выбранного направления. Регистрируя картину заполнения послойно, предварительно устанавливаем такие величины токов и напряжений в катушках, чтобы при перемещении образца происходил переход от одного слоя к другому слою, т.е. чтобы изменялась выбранная координата.

Конфигурация катушек электрического поля, ВЧ-катушки и их взаимное расположение расположены и изготовлены так, чтобы было удобно работать. При этом образцы, как правило, могут быть в виде пластин, стержней, цилиндров и многослойных структур из соединений, в состав которых входят квадрупольные ядра.

Предлагаемый способ позволяет получить спиновый эхо-сигнал, который несет информацию об одной линии томографической плоскости, в результате чего анализ Фурье данного сигнала позволяет прямое восстановление изображения этой линии без необходимости использовать сложный алгоритм восстановления.

Так например, если установим полевую постоянную способ получения якр-изображения, патент № 2094785, градиент Gx 2 кВ/см2, частоту способ получения якр-изображения, патент № 2094785x 10 Гц и линейный размер способ получения якр-изображения, патент № 2094785X 2,4 мм, то в этом случае получаем изображение от объема способ получения якр-изображения, патент № 2094785V 14 мм3. Как видно из полученного, этот способ особенно хорош для больших объемов, причем все три направления равнозначны, т.е. можно образец перемещать либо по X, либо по Y, либо по Z. Увеличение способ получения якр-изображения, патент № 2094785V можно получить за счет увеличения частоты способ получения якр-изображения, патент № 2094785x либо за счет уменьшения градиента Gx.

На фиг. 3 приведена экспериментальная реализация данного способа (на ядрах 209Bi в поликристаллическом BiCl3 J 9/2, наблюдаемый переход 7/2 9/2, V 51,7 МГц, Т 296К). Образец находится в ампуле, которую помещают в электрическое поле и перемещают. Амплитуда сигнала эхо, которая зависит от объема исследуемого образца, приведена на этом чертеже.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно упростить получение ЯКР-изображения за счет использования градиента электрического поля, причем их использование позволяет получить три равнозначных направления перемещения исследуемого образца.

Кроме того, оно создает возможность получения изображения от больших объемов (в прототипе при тех же условиях 2 мм3).

Класс G01N24/08 с использованием ядерного магнитного резонанса

способ дистанционного обнаружения вещества -  патент 2526594 (27.08.2014)
способ оперативного контроля качества нефти и нефтепродуктов -  патент 2519496 (10.06.2014)
импульсная последовательность для измерения параметров самодиффузии методом ядерного магнитного резонанса -  патент 2517762 (27.05.2014)
способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий -  патент 2513630 (20.04.2014)
способ определения содержания твердого жира по данным ямр-релаксации -  патент 2506573 (10.02.2014)
способ определения содержания твердого жира по данным ямр-релаксации, прямой метод -  патент 2506572 (10.02.2014)
магнитная резонансная томография с расширенной зоной обзора -  патент 2505803 (27.01.2014)
способ дистанционного обнаружения вещества -  патент 2498279 (10.11.2013)
физиологический фармакокинетический анализ для комбинированной молекулярной магнитно-резонансной томографии и динамической позитронно-эмиссионной томографии -  патент 2498278 (10.11.2013)
устройство прецизионного перемещения полноразмерного керна в датчике ямр -  патент 2495407 (10.10.2013)

Класс G01N24/00 Исследование или анализ материалов с помощью ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса или других спин-эффектов

устройство для воздействия инфракрасным излучением на коллагеновый слой кожи человека с визуализацией процесса -  патент 2527318 (27.08.2014)
мрт с гиперполяризационным устройством, использующим фотоны с орбитальным угловым моментом -  патент 2526895 (27.08.2014)
способ дистанционного обнаружения вещества -  патент 2526594 (27.08.2014)
способ оценки качества кварцевого сырья -  патент 2525681 (20.08.2014)
способ оперативного контроля качества нефти и нефтепродуктов -  патент 2519496 (10.06.2014)
импульсная последовательность для измерения параметров самодиффузии методом ядерного магнитного резонанса -  патент 2517762 (27.05.2014)
способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий -  патент 2513630 (20.04.2014)
способ дистанционного обнаружения вещества -  патент 2510015 (20.03.2014)
способ определения содержания твердого жира по данным ямр-релаксации -  патент 2506573 (10.02.2014)
способ определения содержания твердого жира по данным ямр-релаксации, прямой метод -  патент 2506572 (10.02.2014)
Наверх