[发明专利]一种单体素定域一维纯化学位移核磁共振谱方法

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振(NMR，Nuclear Magnetic Resonance)波谱学检测方法，尤其是涉及能够有效简化谱图信息，有助于磁共振成像仪上生物组织复杂代谢物的无损检测的一种单体素定域一维纯化学位移核磁共振谱方法。

背景技术

核磁共振单体素定域谱是一种可以用来无损检测生物组织代谢物的波谱技术，在动物研究和临床辅助诊断方面具有重要的应用。磁共振单体素定域谱基本原理是利用频率选择性射频脉冲结合相应空间选层梯度场选择激发一个特定组织体素内的核磁共振信号，并利所选体素信号产生相应的核磁共振谱图。现有的单体素一维定域谱方法主要有两种，一种是基于自旋回波信号的点分解谱方法(Point-RESolved Spectroscopy,PRESS)，另一种是基于激励回波的受激回波采样谱方法(STimulated Echo Acquisition Mode,STEAM)。由于J偶合作用引起的谱峰裂分和核磁共振氢谱较窄的化学位移频率范围，这两种一维定域谱方法在实际应用中都存在谱峰拥挤的问题，导致无法对谱峰信号进行正确的归属。特别是对于含复杂代谢物的生物组织检测，这种谱峰拥挤的问题变得更为严重。

发明内容

本发明的目的在于提供能够有效简化谱图信息，有助于磁共振成像仪上生物组织复杂代谢物的无损检测的一种单体素定域一维纯化学位移核磁共振谱方法。

本发明包括以下步骤：

1)将待测样品放入磁共振成像仪的检测腔中；

2)通过调整样品在检测腔中的位置，确保感兴趣区域处在磁共振成像仪检测腔中心，然后进行调谐、匀场、功率和频率校正；

3)测量激发样品的π/2非选择性射频脉冲宽度，所测得的π/2非选择性射频脉冲能将磁化矢量从Z轴纵向方向翻转到XY横向平面；

4)在磁共振成像仪上导入单体素定域一维纯化学位移谱脉冲序列，打开单体素定域一维纯化学位移谱脉冲序列的信号激发模块、单体素定域模块、纯化学位移演化模块；

5)设置序列参数，执行数据采样；

6)数据采集完成后，对采样数据进行相应数据后处理，包括二维傅里叶变换、谱图间接维投影及衰减多重信号分类算法(Decay MUltiple SIgnal Classification,DMUSIC)，可得到一张高分辨率高信噪比单体素定域一维纯化学位移谱。

在步骤2)中，所述调谐、匀场、功率和频率校正均可由磁共振成像仪自带的功能模块自动完成。

在步骤4)中，所述单体素定域一维纯化学位移谱脉冲序列中信号激发模块由一个π/2非选择性射频脉冲构成，用于激发核磁共振信号。所述脉冲序列中单体素定域模块由三个π频率选择性射频脉冲和对应空间选层梯度构成。这三个π频率选择性射频脉冲结合对应空间选层梯度能够分别实现XYZ三个正交方向的空间选层，完成空间单个定域区域的选择。其中空间选层梯度强度取决于所选定域体素的大小和π选择性射频脉冲的激发宽度。所述脉冲序列中纯化学位移演化模块是两个频率扫描方向相反的扫频chirp脉冲和对应选层弱梯度构成。在间接维演化期t₁内，这一模块能将信号的J偶合作用完全重聚而只保留化学位移作用。由此，沿着所得二维谱图间接维可得到纯化学位移谱信息。

在步骤5)中，所述序列参数包括信号激发模块中非选择性π/2射频脉冲脉宽，单体素定域模块中π选择性射频脉冲的激发宽度、空间定域体素大小，纯化学位移演化模块中chirp脉冲激发角度、chirp脉冲宽度、chirp脉冲扫频宽度、弱选层梯度G₁及其作用时间；相应采样参数，直接维采样谱宽SW、直接维采样点数np、数据采样期t₂、间接维谱宽SW1、间接维采样点数ni；所述数据采样的具体过程为：首先，信号激发模块的非选择性π/2射频脉冲激发磁化矢量由Z轴纵向方向翻转到XY横向平面；接着，单体素定域一维纯化学位移谱脉冲序列的单体素定域模块和纯化学位移演化模块分别对该横向磁化矢量进行演化；最终，在采样期t₂进行采样信号。上述脉冲序列执行过程只是对一次间接维点数的采样，对于一个完整单体素定域一维纯化学位移谱实验需要对上述序列执行过程重复ni次。