[發明專利]一種惰性氣體原子核通道裝置及磁共振成像方法

有效

• 申請號: 201610094660.X
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105785293B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 周欣;韓葉清;孫獻平;石磊;劉買利;葉朝輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G01R33/32
• 分類號: G01R33/32;G01R33/28
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 李鵬,王敏鋒

1.一種惰性氣體原子核通道裝置，包括磁共振控制系統(1)、射頻發生器(2)、第一功率放大器(3)、第一T/R開關(4)、氫原子核線圈(5)、第一前置放大器(6)、射頻放大與模數轉換器(7)，其特征在于，還包括頻率合成器(8)、第一混頻器(9)、第二功率放大器(10)、第二T/R開關(11)、惰性氣體原子核線圈(12)、第二前置放大器(13)、第二混頻器(14)，磁共振控制系統(1)與射頻發生器(2)的輸入端連接，射頻發生器(2)的輸出端與第一混頻器(9)的第一輸入端連接，第一混頻器(9)的第二輸入端與頻率合成器(8)的輸出端連接，第一混頻器(9)的輸出端通過第二功率放大器(10)、第二T/R開關(11)的發射通道與惰性氣體原子核線圈(12)連接，惰性氣體原子核線圈(12)依次通過第二T/R開關(11)的接收通道、第二前置放大器(13)與第二混頻器(14)的第一輸入端連接，第二混頻器(14)的第二輸入端與頻率合成器(8)的輸出端連接，第二混頻器(14)的輸出端通過射頻放大與模數轉換器(7)和磁共振控制系統(1)連接，磁共振控制系統(1)與第二T/R開關(11)連接。

2.一種利用權利要求1所述裝置進行磁共振成像的方法，其特征在于，包括以下步驟：

射頻發生器(2)將磁共振控制系統(1)輸出的序列脈沖經過數模轉換、合成中心頻率為氫原子核拉莫爾頻率ω_H的標準射頻信號；

頻率合成器(8)產生中心頻率為設定拉莫爾頻率ω_Y的頻率信號，其中ω_Y＝ω_H-ω_X，ω_H為氫原子核拉莫爾頻率，ω_X為惰性氣體原子核拉莫爾頻率；

第一混頻器(9)將中心頻率為氫原子核拉莫爾頻率ω_H的標準射頻信號和中心頻率為設定拉莫爾頻率ω_Y的頻率信號合成為中心頻率為惰性氣體原子核拉莫爾頻率ω_X的射頻脈沖信號；

第二功率放大器(10)將中心頻率為惰性氣體原子核拉莫爾頻率ω_X的射頻脈沖信號放大后通過第二T/R開關(11)的發射通道傳送到惰性氣體原子核線圈(12)；

在放大后的中心頻率為惰性氣體原子核拉莫爾頻率ω_X的射頻脈沖信號的驅動下，惰性氣體原子核線圈(12)發射設定波形、脈寬、功率和重復周期的射頻脈沖，射頻脈沖將能量耦合到實驗對象的自旋核上，產生射頻回波信號磁化強度M_X，射頻脈沖激發結束后，射頻回波信號磁化強度M_X在惰性氣體原子核線圈(12)中感應出射頻回波信號，

射頻回波信號通過第二T/R開關(11)的接收通道輸入到第二前置放大器(13)進行放大；

第二混頻器(14)將放大后的射頻回波信號與頻率合成器(8)產生的中心頻率為設定拉莫爾頻率ω_Y的頻率信號進行混頻，得到升頻到氫原子核磁共振頻率的信號；

升頻到氫原子核磁共振頻率的信號輸入到射頻放大與模數轉換器(7)得到數字化的核磁共振信號；

數字化的核磁共振信號輸入到磁共振控制系統(1)進行圖像重建，得到惰性氣體原子核磁共振圖像。

3.根據權利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，將放大后的中心頻率為惰性氣體原子核拉莫爾頻率ω_X的射頻脈沖信號通過第二T/R開關(11)的發射通道傳送到惰性氣體原子核線圈(12)時，第二T/R開關(11)斷開與第二前置放大器(13)的連接。

4.根據權利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，射頻回波信號通過第二T/R開關(11)的接收通道輸入到第二前置放大器(13)進行放大時，第二T/R開關(11)斷開與第二功率放大器(10)的連接。

5.根據權利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，所述的惰性氣體包括氙、氦、氪。