[發(fā)明專利]一種激光預(yù)極化氙的累積輸出裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410197709.5
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103977752A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周欣;孫獻(xiàn)平;趙修超;劉買利;葉朝輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;A61K49/06
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核磁共振和磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種激光預(yù)極化氙的累積輸出裝置，適用于非熱平衡核自旋極化度的激光預(yù)極化磁共振造影劑。

背景技術(shù)

激光預(yù)極化磁共振造影劑(例如氙-129)，在動物或者人體肺部和腦部功能可視或者臨床早期疾病診斷，具有非常重要的、潛在應(yīng)用前景。使用“流動方式”或者“間歇式”工作的激光預(yù)極化系統(tǒng)里，通常配備了一套將激光預(yù)極化氙進(jìn)行固化累積和存儲的裝置。那么，激光預(yù)極化系統(tǒng)工作一段時(shí)間之后，產(chǎn)生了可以滿足生物體結(jié)構(gòu)和功能性研究的大容量固態(tài)激光預(yù)極化氙。這時(shí)，需要將其升華為氣態(tài)，才能輸入到包括人體肺部或者腦部的生物體里進(jìn)行磁共振譜探測或者磁共振成像。

使用氙氣體作為造影劑的生物體磁共振成像、特別是人體肺部或者腦部磁共振成像，要求產(chǎn)生具有大容量、高極化度的氣態(tài)氙。其中重要的問題之一是：如何保持激光預(yù)極化氙的高度非熱平衡核自旋極化度，為其的累積和輸出過程提供一個(gè)合適的工作環(huán)境和條件呢？

現(xiàn)有一些方法與技術(shù)如下：

(a)通常，只需要使用一個(gè)與激光預(yù)極化氙配套的固態(tài)累積和存儲裝置。當(dāng)從液氮里取出裝有激光預(yù)極化氙的冷阱之后，讓其自然升華為氣態(tài)。這種固態(tài)升華的方法最簡單，不需要任何其它的輔助裝置。但是，這個(gè)升華過程依賴室溫、需要一個(gè)相對長的時(shí)間，由于冷阱外沒有外加磁場，會使得損失激光預(yù)極化氙的部分非熱平衡核自旋極化度。

(b)利用一個(gè)手動升降臺，將固態(tài)累積和存儲裝置里的磁場單元、液氮杜瓦降下、離開裝有激光預(yù)極化固態(tài)氙的冷阱。這種方法類同于方法(a)，也是讓固態(tài)氙在室溫下逐漸升華，同樣沒有給冷阱提供一個(gè)外加磁場，產(chǎn)生的效果與(a)方法相同。

(c)一種改進(jìn)的方法，利用一個(gè)手動升降臺，將固態(tài)累積和存儲裝置里的液氮杜瓦降下、離開裝有激光預(yù)極化氙的冷阱以及磁場單元。這樣，冷阱離開了液氮，仍然保持在磁場單元里，外磁場可以降低激光預(yù)極化氙的極化度損失。但是，如同方法(a)和(b)一樣，固態(tài)氙還是在室溫下逐漸升華，需要一個(gè)相對長的時(shí)間，仍然存在激光預(yù)極化氙的部分非熱平衡核自旋極化度損失問題。

顯然，現(xiàn)有的方法和技術(shù)存在一些不足之處。為了解決上述問題，進(jìn)一步使激光預(yù)極化氙系統(tǒng)具有更高的工作效率和性能，有必要針對性地發(fā)展一種即保持了激光預(yù)極化氙的高度非熱平衡核自旋極化度、又包括有累積和輸出的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的一些不足，本發(fā)明的目的是在于提供了一種激光預(yù)極化氙的累積輸出裝置，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、累積輸出一體化，在一個(gè)磁場環(huán)境里，交替變換液氮和恒溫?zé)崴畠煞N溫度環(huán)境，利用其特性，與激光預(yù)極化氙系統(tǒng)聯(lián)合使用，能夠?yàn)榇殴舱癯上裣到y(tǒng)提供作為造影劑的高極化度和高產(chǎn)率的激光預(yù)極化氣態(tài)氙。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)措施:

其技術(shù)構(gòu)思是：當(dāng)來自激光預(yù)極化系統(tǒng)、包含有激光預(yù)極化氣態(tài)氙在內(nèi)的混合氣體流入本發(fā)明裝置后，設(shè)計(jì)在一個(gè)放置于磁場區(qū)域里的液氮溫度玻璃容器中分離混合氣體，除激光預(yù)極化氣態(tài)氙冷凍成為固態(tài)氙之外，其它氣體(例如用于淬滅激光泵浦過程中原子熒光的氮?dú)?、用于讓原子蒸氣線寬吻合激光線寬的壓力增寬的氦氣)因?yàn)椴荒鼙焕鋬觥⒁廊粸闅鈶B(tài)而流出本發(fā)明裝置?；旌蠚怏w的連續(xù)流入，使得重復(fù)上述過程，實(shí)現(xiàn)激光預(yù)極化氙的累積。當(dāng)混合氣體停止流入本發(fā)明裝置后，通過電動控制使得恒溫?zé)崴〈旱峁┑椒胖糜诖艌鰠^(qū)域里的玻璃容器上，迅速升華固態(tài)氙成為依然保持高度非熱平衡核自旋極化的激光預(yù)極化氣態(tài)氙，然后流出本發(fā)明裝置到磁共振成像系統(tǒng)里，作為生物體研究(例如人體肺部或者腦部)的造影劑。