1 H/ 31 P双核并行MRI线圈的研究与实现
发布时间：2021-07-12 11:54
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）技术兴起于20世纪70年代,因其有无损伤、无电离辐射、成像参数多等优点,现已成为临床诊断、医学及生命科学研究领域中的重要工具。常规磁共振成像都是基于lH成像,主要是对生物体内的水进行成像,因而1H成像包含的代谢信息较少。相对1H而言,31P广泛参与生物体内的能量代谢过程,使31p成像成为非质子成像研究领域的一大热门。然而,由于31p的信号较弱,31p成像需和1H成像结合起来进行,以实现关注区域定位和B0匀场。传统MRI系统仅支持单核成像,要获得1H像和31p像需进行两次扫描,这不仅会使成像时间过长,而且若两次扫描过程中被测对象移动还会导致1H像和31p像难以配准。1H/31P双核并行成像可以一次扫描同时获得1H像和31p像,缩短双核成像时间并确保lH像和3lP像伺的配准,因此lH/31P双核并行成像是31p成像的重要研究方向。多核并行成像线圈是多核并行MRI系统区别于传统MRI系统的关键部件之一,线圈是否具备多核并行成像能力直接关系到MRI系统能否实现多核并行成像。本文针对1H/31P双核并行成像的研究需求,对双...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)湖北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２原子核的Ｌａｒｍｏｒ进动及旋转坐标系??
ｆ?一＇；??ｘ?－Ｘ－??图２．２原子核的Ｌａｒｍｏｒ进动及旋转坐标系??Ｆｉｇ?２．２?Ｌａｒｍｏｒ?ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ?ｏｆ?ｎｕｃｌｅａｒ?ｉｎ?ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ａｎｄ??ｔｈｅ?Ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??现在以旋转坐标系为参考，若在轴上（ｒｏ＇ｗ平面上过原点的任意方向??均可，这里为方便而取了?Ｘ＇方向）再加一个小磁场则磁矩Ｍ将绕着Ｘ＇轴??以角频进动。此时磁矩ｇ与＾）场间的夹角０发生变化，因此磁矩??＃的位能－？?ＢＱ?＝?－／＾５Ｑｃｏｓ０会改变，即核磁矩将福射能量或从外磁场??ｆｉｔ中吸收能量，这就是ＮＭＲ现象。可见在旋转坐标系的；ＴＯＹ＇平面上加上静??磁场６１后，就可引发ＮＭＲ现象，从固定坐标系来看，即ＮＭＲ的条件为??绕Ｚ轴的方向）以角频率ｗ转动，《满足：??〇）?＝?〇）０?＝?—ｙＢ０?．．．?（２．１０）??从量子理论的角度
ｙＧｚ?ｒ＾ｚ??图２．４层面选择原理图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｓｌｉｃｅ?ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ??相位编码：相位编码就是利用ＮＭＲ信号的相位信息来对空间位置进行编码。??在层面选择后Ｇｚ梯度关闭，层面内所有原子核的磁矩以相同的角频率绕主磁??进动。此时加上＾梯度，则在Ｘ方向上位置不同的磁矩的Ｌａｒｍｏｒ进动频??率不同，持续时间ｔ后梯度关闭，此时Ｘ方向上不同位置的磁矩有不一样的??相位：??＜ｐｘ?＝?〇ｙｘｔ?＝?ｙ（ＢＱ?－ｈ?ｘＧｘ）ｔ?．．．?（２．１８）??不同位置的磁矩间的相位差为：??Ａ（ｐｘ?＝?ｙＧｘｔＬｘ?．．．?（２．１９）??＾梯度关闭后，层面内所有磁矩再次以同一角频率进动，因此相位差??保持恒定，这样就可以利用ＮＭＲ信号中的相位信息解析出信号来源在Ｘ方向上??的位置。??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]NMR永磁体精密温度控制器的设计与实现[J]. 杨畅,陈俊飞,陈黎,张志,冯继文,陈方,刘朝阳. 波谱学杂志. 2018(03)
[2]9.4T磁共振成像系统高通鸟笼射频线圈的研制[J]. 陈思明,张雪雷. 电子技术应用. 2017(07)
[3]磁共振成像相控阵射频线圈电磁去耦合方法的研究[J]. 张雪雷,邹贵弘,房震,吴向阳,徐永锋. 低温与超导. 2015(02)
[4]MRI水扩散加权成像分子机理研究进展[J]. 郭启勇,辛军,张新,于兵,赵周社,李宏利,李红,王晓明,廖伟. 中国临床医学影像杂志. 2013(07)
[5]一种基于高性能DSP的MRI梯度计算模块设计[J]. 潘文宇,张富,罗海,周荷琴. 中国医疗器械杂志. 2011(03)
[6]低场MRI系统中2通道脊椎线圈的研制[J]. 梅立雪,王鹤,李鲠颖. 波谱学杂志. 2008(01)
[7]医学MRI系统的FSE实现[J]. 谢海滨,李建奇,杨光. 波谱学杂志. 2004(04)
[8]台式磁共振成像系统的研制[J]. 肖鹏飞,沈杰,蒋赟,蒋瑜,李鲠颖. 波谱学杂志. 2002(04)
[9]射频线圈的调谐和匹配(英文)[J]. 宋枭禹,俎栋林,王卫东,包尚联. 中国医学物理学杂志. 2002(02)
[10]磁共振成像鞍型射频线圈的优化设计[J]. 丁美新,苏中义. 上海交通大学学报. 1996(05)
博士论文
[1]超高场磁共振成像射频线圈技术及实时监控系统的研究[D]. 徐永锋.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]高场磁共振射频线圈性能仿真技术研究及实现[D]. 李楠.重庆理工大学 2018
[2]核磁共振射频开关及驱动电路设计[D]. 刁玉剑.华东师范大学 2014
[3]高场核磁共振波谱仪前置放大器系统设计与实现[D]. 朱天雄.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2013
[4]磁共振仪器梯度驱动子系统的设计与实现[D]. 王恢旺.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2012
[5]大功率高隔离PIN二极管收发开关电路设计与软件仿真研究[D]. 谯劼.电子科技大学 2011
[6]高频宽带多掷PIN开关研究[D]. 孟宪虎.电子科技大学 2006
本文编号：3279867
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)湖北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２原子核的Ｌａｒｍｏｒ进动及旋转坐标系??
ｆ?一＇；??ｘ?－Ｘ－??图２．２原子核的Ｌａｒｍｏｒ进动及旋转坐标系??Ｆｉｇ?２．２?Ｌａｒｍｏｒ?ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ?ｏｆ?ｎｕｃｌｅａｒ?ｉｎ?ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ａｎｄ??ｔｈｅ?Ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??现在以旋转坐标系为参考，若在轴上（ｒｏ＇ｗ平面上过原点的任意方向??均可，这里为方便而取了?Ｘ＇方向）再加一个小磁场则磁矩Ｍ将绕着Ｘ＇轴??以角频进动。此时磁矩ｇ与＾）场间的夹角０发生变化，因此磁矩??＃的位能－？?ＢＱ?＝?－／＾５Ｑｃｏｓ０会改变，即核磁矩将福射能量或从外磁场??ｆｉｔ中吸收能量，这就是ＮＭＲ现象。可见在旋转坐标系的；ＴＯＹ＇平面上加上静??磁场６１后，就可引发ＮＭＲ现象，从固定坐标系来看，即ＮＭＲ的条件为??绕Ｚ轴的方向）以角频率ｗ转动，《满足：??〇）?＝?〇）０?＝?—ｙＢ０?．．．?（２．１０）??从量子理论的角度
ｙＧｚ?ｒ＾ｚ??图２．４层面选择原理图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｓｌｉｃｅ?ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ??相位编码：相位编码就是利用ＮＭＲ信号的相位信息来对空间位置进行编码。??在层面选择后Ｇｚ梯度关闭，层面内所有原子核的磁矩以相同的角频率绕主磁??进动。此时加上＾梯度，则在Ｘ方向上位置不同的磁矩的Ｌａｒｍｏｒ进动频??率不同，持续时间ｔ后梯度关闭，此时Ｘ方向上不同位置的磁矩有不一样的??相位：??＜ｐｘ?＝?〇ｙｘｔ?＝?ｙ（ＢＱ?－ｈ?ｘＧｘ）ｔ?．．．?（２．１８）??不同位置的磁矩间的相位差为：??Ａ（ｐｘ?＝?ｙＧｘｔＬｘ?．．．?（２．１９）??＾梯度关闭后，层面内所有磁矩再次以同一角频率进动，因此相位差??保持恒定，这样就可以利用ＮＭＲ信号中的相位信息解析出信号来源在Ｘ方向上??的位置。??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]NMR永磁体精密温度控制器的设计与实现[J]. 杨畅,陈俊飞,陈黎,张志,冯继文,陈方,刘朝阳. 波谱学杂志. 2018(03)
[2]9.4T磁共振成像系统高通鸟笼射频线圈的研制[J]. 陈思明,张雪雷. 电子技术应用. 2017(07)
[3]磁共振成像相控阵射频线圈电磁去耦合方法的研究[J]. 张雪雷,邹贵弘,房震,吴向阳,徐永锋. 低温与超导. 2015(02)
[4]MRI水扩散加权成像分子机理研究进展[J]. 郭启勇,辛军,张新,于兵,赵周社,李宏利,李红,王晓明,廖伟. 中国临床医学影像杂志. 2013(07)
[5]一种基于高性能DSP的MRI梯度计算模块设计[J]. 潘文宇,张富,罗海,周荷琴. 中国医疗器械杂志. 2011(03)
[6]低场MRI系统中2通道脊椎线圈的研制[J]. 梅立雪,王鹤,李鲠颖. 波谱学杂志. 2008(01)
[7]医学MRI系统的FSE实现[J]. 谢海滨,李建奇,杨光. 波谱学杂志. 2004(04)
[8]台式磁共振成像系统的研制[J]. 肖鹏飞,沈杰,蒋赟,蒋瑜,李鲠颖. 波谱学杂志. 2002(04)
[9]射频线圈的调谐和匹配(英文)[J]. 宋枭禹,俎栋林,王卫东,包尚联. 中国医学物理学杂志. 2002(02)
[10]磁共振成像鞍型射频线圈的优化设计[J]. 丁美新,苏中义. 上海交通大学学报. 1996(05)
博士论文
[1]超高场磁共振成像射频线圈技术及实时监控系统的研究[D]. 徐永锋.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]高场磁共振射频线圈性能仿真技术研究及实现[D]. 李楠.重庆理工大学 2018
[2]核磁共振射频开关及驱动电路设计[D]. 刁玉剑.华东师范大学 2014
[3]高场核磁共振波谱仪前置放大器系统设计与实现[D]. 朱天雄.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2013
[4]磁共振仪器梯度驱动子系统的设计与实现[D]. 王恢旺.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2012
[5]大功率高隔离PIN二极管收发开关电路设计与软件仿真研究[D]. 谯劼.电子科技大学 2011
[6]高频宽带多掷PIN开关研究[D]. 孟宪虎.电子科技大学 2006
本文编号：3279867
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3279867.html
