MR多带宽脉冲优化和超低场MRI控制系统研究

发布时间：2021-04-02 08:48

　　作为一种无损检测手段,磁共振波谱和成像技术在分析化学、分子物理以及医学影像等领域发挥着极为重要的作用。其中,磁共振脉冲序列能够实现自旋体系的有效操控,产生预期的探测信号。因此,脉冲序列研究和设计一直是核磁共振技术的关键。论文一方面针对多层成像序列进行了多带宽射频脉冲优化设计,另一方面设计了针对超低场磁共振的脉冲序列控制系统。论文首先对磁共振脉冲设计中的最优控制理论以及几种数值优化算法进行了分析和研究。在此基础上,通过选定单自旋体系,针对带宽脉冲进行了研究和设计。然后利用带宽脉冲的设计思路,通过对算法进行扩展,提出了一种可用于同时多层MRI的多带宽射频脉冲设计算法,并通过理论计算和仿真成像验证算法性能。结果表明,使用该算法获得的优化脉冲,可成功实现任意层厚、层间距、层数的同时高效选择性激发。另外,论文设计了基于超导量子干涉仪的超低场磁共振脉冲序列控制系统。系统设计分为线圈模块设计、时序控制与信号采集模块设计以及软件控制模块设计。首先,本文详细阐述了系统总体架构和各子模块的设计思路。其次,根据设计思想完成了硬件系统和LabVIEW软件系统的搭建,并对系统各模块性能以及整体性能进行了测试。最... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３核磁矩绕进动的同时，也绕着５，进动??，．

在旋转坐标系中，可以认为５，是垂直于ｚ轴的静磁场。如果《?，从旋转坐标系中观??察，核磁矩／／将保持静止。５，场一旦加入，／／立刻受到静磁场私的作用。如前所述，??此时核磁矩产将围绕进动，其进动角频率为《?＝?如图１．３所示。由于５，很小，这??一进动将会十分非常缓慢。这种核磁矩在交变场５，下的发生缓慢进动的过程在物理学中??被称为章动。因此，；《在以叫绕５。进动的同时，又以ｑ绕犀章动。在实验室坐标中将??观察到两种运动的合运动。由于５，场的引入，／／与坟场之间的夹角将发生变化，根据??式（１．４），／／在５。场中的能量也将随之改变。??Ｂ（?Ｘ??ｙ??图１．３核磁矩绕进动的同时，也绕着５，进动??从宏观角度看，根据式（１．６），在热平衡状态下，由于样品静磁矩Ｍ与＆方向保持??一致，并达到最大值。为了观察磁矩Ｍ

ｉ?ｉ??图１．５?＜与ＮＭＲ时域信号的关系??值得注意的是，失相是热力学的可逆过程。如果在少轴方向再次施加１８０°脉冲时，??会使上述相移异号，其结果就是转动快的质子在后、转动慢的质子在前。因此经过下一??个ｒ的延时，正好使上述相移为０，从而获得相位重聚，Ｍ的横向分量Ｍ＆．再次出现最??大值。于是在接收线圈中又可检测到一次ＮＭＲ信号，即为自旋回波。??＿?ｓｌｏｗ?＿?義?ｓｌｏｗ??ＣＪ＾??Ｉ?Ｉ???｜?ａ＇?｜??Ｉ?ＩＩ?｜??Ｔ２＊?ｄｅｐｈａｓｉｎｇ?ｊ?ｊ?ｒｅｐｈａｓｉｎｇ??ｌ?ｌ?ｉ??９ｔｒ?Ｉ?１８０°?丨?Ｉ??Ｉ?ＦＩＤ?Ｉ?Ｉ?ｓｐｉｎ?ｅｃｈｏ?？??？＇ｊ—｜一八，ｖ＼／?４－??■?ｉｉ?ｉ??？?ｉｉ?ｉ??图１．６自旋回波技术中质子群的相位重聚过程??自旋回波信号是ＦＩＤ信号的恢复再现，它具有以下几个特点：??（

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高温超导量子干涉仪的超低场核磁共振成像研究[J]. 王宁,金贻荣,邓辉,吴玉林,郑国林,李绍,田野,任育峰,陈莺飞,郑东宁.  物理学报. 2012(21)
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本文编号：3114974