[發明專利]高分辨核磁共振FID信號分析方法

無效

• 申請號: 200910024008.0
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN102023174A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 吳雪梅;劉志強
• 申請（專利權）人: 吳雪梅
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01R33/46;G01R33/465
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技術領域

本發明涉及核磁共振(NMR)時域自由衰減信號(FID)的分析與處理。

背景技術

核磁共振以其獨特的優勢已在化學、生物、醫學、能源等方面有著廣泛的用途。目前核磁共振的應用主要是通過各核共振過程中的固有特征參數：化學位移(共振頻率)、馳豫時間(衰減常數)、峰面積(共振信號能量)等進行分析與處理，最終取得有用結果。顯然，化學位移、馳豫時間及峰面積的準確程度直接影響到最終結果的準確性。因此，欲取得更精確的處理結果，必須采用更精確的特征參數。現有的脈沖——傅里葉變換核磁共振波譜儀均是將時域自由衰減(FID)信號采樣后進行快速傅里葉變換(FFT)，得到FID信號的頻譜并求得其功率譜，然后通過計算峰位置估計核的共振頻率，進而估計其化學位移；通過對峰的積分估計峰面積；根據特定的發射脈沖時序，如倒轉法(IR)、自旋回波法(CPSEFT)等，利用各共振信號幅度與時間之間的負指數關系，通過快速傅里葉變換估計共振信號幅度，再對縱向馳豫時間T1或橫向馳豫時間T₂進行估計。由此可見，核磁共振分析的基礎是快速傅里葉變換。

快速傅里葉變換是數字傅里葉變換(DFT)的快速計算方法，它是數字信號處理的理論基礎之一。其基本原理是將頻率數字化后，利用各數字頻率信號向量之間的正交性，將原信號分解到各數字頻率上進行觀察。DFT與FFT的頻率分辨率，即在頻率軸上所能得到的最小頻率間隔，為1/T，T為采樣信號的時間長度。另外，DFT與FFT存在柵欄效應，即可能在頻譜上看不到較大的頻率分量。雖然可以通過數據補零改善柵欄效應，但補零無法改變原信號的分辨率1/T。

理論上核磁共振信號可表示為

M(t)=Σi=1NMi(0)e-tT2,icos(ω0,i-ω)t---(1)]]>

式中，t為脈沖停止后的時間，M_i(0)為i核初始磁化強度，T_2，i為i核橫向弛豫時間常數，ω_0，i為i核共振頻率，ω為射頻脈沖頻率，N為共振核數目

通過下變頻技術處理后，所獲信號的余弦項中僅含i核共振頻率，而不含射頻頻率。通常下變頻中可采用正交解調技術或數字零中頻技術將接收信號轉為復信號。由于各共振核本身的差異性、接收系統的延遲及正交解調等因素，接收各共振信號會出現不同的初始相位。所以需處理的核磁共振FID信號為