[其他]確定一個物體中的一個區域中的核磁共振(NMR)分布的快速方法與設備

在審

• 申請號: 101985000003309
• 申請日: 1985-05-14
• 公開（公告）號: CN1004303B
• 公開（公告）日: 1989-05-24
• 發明（設計）人: 卡皮恩;格羅恩
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 葉凱東

本發明是關于在采樣核磁共振信號時，施加一個交變的梯度磁場，確定以核磁共振的分布，交變梯度磁場的頻率比較低，在每測量周期中該磁場有幾個到幾十個周期，在采樣自由感應衰減信號時，象頻率被鋸齒形（振蕩）線所復蓋，從而填充了幾到幾十行象頻率矩陣，通過運用準備梯度磁場，象頻率矩陣可以被若干條相互偏移的鋸齒形線所復蓋，使得象頻率空間中采樣密度均勻。本發明使用信號采樣值填充象頻率矩陣加快了幾到幾十倍，同時大大減少了控制梯度磁場線圈所需的能量。

本發明是關于一種方法，用于確定一個物體中的某區域中的核磁共振分布，該物體位于一個穩定的、均勻的磁場之中，本方法包括下列步驟：

A）激發一個射頻電磁脈沖，以使物體中的核磁化產生一個進動運動，這樣激發了一個共振信號;

B）經過一個準備周期以后，在一個或者數個測量周期內激發一個交變的、周期性的梯度磁場，上述測量周期被分為若干個采樣間隔，以便對共振信號進行若干次采樣;

C）經過一個等待周期，重復A）和B）項，如此進行數次，準備周期的持續時間和（或）在準備周期內對至少一個施加在此準備周期的梯度磁場的積分，每次各不相同，以取得一組信號采樣值，經過信號變換，就可以確定核磁化分布的一個象，

本發明也是關于一種設備，用來確定一個物體的某區域中的核磁共振分布，設備包括：

A）產生穩定的、均勻的磁場的裝置;

B）產生射頻電磁輻射的裝置;

C）產生梯度磁場的裝置;

D）產生交變的、周期性的梯度磁場的裝置;

E）采樣裝置，用于對共振信號進行采樣，在有D）段所規定的裝置激發的交變的、周期性的梯度磁場的情況下，用A）和B）段規定的裝置;

F）信號處理裝置，用來處理信號采樣值，以便得到核磁共振分布;

G）控制裝置，用來控制至少B）到F）段所規定的裝置，以便產生、調節和采樣若干共振信號并進行采樣信號處理。

這樣的一個方法和裝置見于荷蘭專利申請82.-03519.在其測量周期之內，激發一個周期性的交變梯度磁場，它的周期等于采樣間隔，在每個采樣間隔內至少取一個附加的采樣。

如上述荷蘭專利申請NL-A-82.03519所述，交變梯度磁場的應用和取附加的采樣保證了，在采樣一個共振信號（FID-自由感應衰減或自旋回波信號）以后，（二維）象頻率矩陣的至少二行被充滿。這樣，當取一（二，三）個附加的信號采樣時，測量周期的持續時間分別減少到一半（三分之一，四分之一）。因為共振信號的持續時間只有幾十毫秒，取128或者256個采樣值（在象頻率矩陣的一行中）將要求一個采樣間隔為100μs數量級，這就意味著附加梯度磁場的頻率必須達10KHz。這個對于交變梯度磁場來說比較高的頻率，限制了象頻率矩陣的最大行數，此象頻率矩陣是由采樣一個共振信號所填充的。采樣一個共振信號所填充的二行之間的最大間距△K的量為

其中，1/2tm為周期性交變磁場的周期的前二分之一，γ為旋磁率，G（l）是該交變梯度磁場。最大間距△K決定了，由采樣一個共振信號所填充的象頻率矩陣的最大行數，并與所施加的交變磁場的幅值成比例。該交變磁場的幅值并不能隨意增大，因為此交變磁場的變化率（dG/dt）必須保持在一定的安全界限之內。這個變化率與附加的梯度磁場的幅值和頻率之積成比例。因為頻率本身是較高的（10KHz），一個最大允許幅值將很快達到。

也要注意到，激發梯度線圈所需能量與磁場頻率成比例上升，當加在梯度線圈上的能量增加時，產生主磁場的磁體的磁鐵性部件中的渦流也要增加，而這是我們所不希望的。第一點意味著較貴的（放大器）設備是需要的，這也是一個缺點。

本發明的目標是提供一種方法和設備，它并不需要激發較高頻率的交變的周期性的梯度磁場，而且，與現有的方法與設備相比，它形成一個象的時間一樣或者（顯著地縮短，象的分辨率）至少相等。