[发明专利]一种磁共振成像的多元同步采集控制系统

说明书

本发明提出一种磁共振成像的多元同步采集控制系统，包括：宽频多核多通道射频发射模块，用于产生经调制的中频信号，并将所述中频信号搬移到观察核的共振频率处；数字中频接收模块，用于接收所述中频信号；梯度控制及系统主控模块，用以提供系统所需要的脉冲梯度信号以及系统控制的同步信号；系统时钟模块，用于产生系统工作时所需的时钟脉冲；所述宽频多核多通道射频发射模块，所述数字中频接收模块，所述梯度控制及系统主控模块及所述系统时钟模块均与集线器相连，进而通过以太网连接至采样计算机。

技术领域

本发明涉及核磁共振技术领域，特别涉及一种磁共振成像的多元同步采集控制系统。

背景技术

核磁共振波谱广泛应用于生物，医学，化学等多个领域，是鉴定有机化学结构，研究化学反应原理，分析化合物成分，含量的重要方法。核磁共振成像已发展成最重要的医学影像检测手段之一。原子核的共振频率与他的化学环境密切相关,化学环境的改变可使某种原子核在拉莫尔(Larmor)共振频率的基础上有轻微的偏移,这种现象称之为化学位移,核磁共振波谱就是利用磁共振现象和化学位移作用,对特定原子核及其化合物进行分析。并将采集得的特殊化学位移或化学位移里产生的MR信号转为可视图像。

目前基于人体组织广泛存在的元素的核磁共振成像主要有以下几种：

(1)1H磁共振成像1H在人体中的摩尔浓度最高，中最多的原子核，约占人体总原子核数的2/3以上，1H的磁化率在人体磁性原子核中也是最高的，因此可以产生强大的磁共振信号。1H磁共振成像对软组织对比度显示佳，解剖结构清晰.

(2)31P磁共振成像31P的核磁共振成像的敏感性仅为1H的6.65％,其含量也比1H低得多,但是,生物体中的许多分子都含有31P,而且,PCr、ATP和Pi等许多磷化合物均参与细胞的能量代谢过程,以及与生物膜有关的磷脂代谢,31P核磁共振波谱主要是通过测定具有不同化学位移的磷代谢物的相对浓度来确定细胞的能量代谢状态的,研究已经表明,31P核磁共振波谱是一种无损伤测量正常和病理状态下能量代谢含量及变化的精确方法。

其成像方法主要为在磁共振频谱检查前,一般先做磁共振,根据图像提供的病变部位,对感兴趣区进行磁共振频谱查。现最常用下列3种技术来获取代谢变化信号:①表面线圈法,将表面线圈旋转在被检测部位的体表,主要用于周围肌肉、皮肤和肝脏的检查；②深部分辨表面线圈法,应用选择性脉冲激发距体表一定距离的单一面,主要用于心脏的检查:③选择性激发技术,利用梯度磁场和脉冲信号选择性激发感兴趣区,可用于脑组织的检查。31P磁共振波谱应用原则是首先用体线圈对人体进行常规磁共振扫描.确定肿瘤的大小、位置,然后将心/肝磷谱表面线圈置于肿瘤表面,使表面线圈与肿块之间的非肿瘤组织最薄,同时尽可能将要观察的部位置于表面线圈中心,同时用呼吸门控(Resp/Trigger)腹带置于中腹部,常规作轴位、冠状位或矢状位二维FLASH序列进行定位,对感兴趣区匀场后(方法是通过逐步调整X、Y、Z三个轴方向上的辅助磁场线圈内的电流)对产生的自由感应衰减信号进行频谱采集。近年来提出了多种新的在体局域谱定位方法和多线圈组合技术,使31P磁共振波谱从活体代谢的基础研究阶段进入了临床应用的探索阶段。

(3)23Na磁共振成像23Na的自然丰度为100％，相对于1H的灵敏度为9.2％。23Na在生物体内普遍存在，浓度在60mmol/L/kg体重左右，自旋-晶格弛豫时间较短，因此可以直接用NMR测定生物样品。在生物医学研究中，人们很早认识到Na离子浓度对疾病非常敏感，可用来指示细胞，新陈代谢的完整性和离子动态平衡。利用MRI测量组织内Na+浓度及其分布其主要目的是为了理解组织中Na+在细胞内外转运的过程以及在病理状态下这个过程如何变化，与其他用于检测组织中Na+浓度的方法相比，23Na的MRI的主要优势在于，可以对完整的具有功能的组织进行反复的无损伤的测定，允许在较长时间内连续进行观察。