[发明专利]利用核自旋单态实现对目标物进行磁共振成像的方法及应用

权利要求书

1.一种利用核自旋单态实现对目标物进行磁共振成像的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤a：利用目标物的核自旋单态实现对目标物分子信号的选择，包括以下步骤：

步骤a1：通过脉冲或脉冲组合，激发待测体系中目标物的磁共振信号；

步骤a2：通过核自旋单态制备脉冲或脉冲组合，将所述目标物的核自旋耦合体系制备成核自旋单态；

步骤a3：通过去耦脉冲对目标物的核自旋耦合体系进行去耦，并保持所述目标物的核自旋单态，并通过施加脉冲梯度场弥散所述待测体系中所有非目标物核自旋单态磁共振信号；

步骤a4：通过脉冲或脉冲组合将所述目标物核自旋单态转化为磁共振所需信号，实现对所述目标物磁共振信号的选择性检测；

其中，所述目标物为具有多自旋耦合体系的各类物质；

当目标物为AGG氘水溶液¹H谱中的AGG时，先施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加发射中心为H^b，H^b’信号之间的中心频率，相位处于x方向，时间为τ₁，锁定频率为ω_SL的锁定脉冲制备AGG分子的单态；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲ω_dec；随后施加发射中心为H^b，H^b’信号之间的中心频率，相位处于x方向，时间为τ₁，锁定频率为ω_SL的锁定脉冲；最后进行数据采样；制备H^b，H^b’单态所用锁定脉冲作用时间τ₁＝80ms，锁定频率ω_SL＝17.2Hz；去耦脉冲功率ω_dec＝85Hz，去耦时间τ_m＝50ms；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；

当目标物为AGG氘水溶液¹H谱中的AGG时，先施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加发射中心为H^c，H^c’信号之间的中心频率，相位处于x方向，时间为τ₁，锁定频率为ω_SL的锁定脉冲制备AGG分子的单态；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲ω_dec；随后施加发射中心为H^c，H^c’信号之间的中心频率，相位处于x方向，时间为τ₁，锁定频率为ω_SL的锁定脉冲；最后进行数据采样；制备H^c，H^c’单态所用锁定脉冲作用时间τ₁＝125ms，锁定频率ω_SL＝18.5Hz；去耦脉冲功率ω_dec＝85Hz，去耦时间τ_m＝50ms；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；

当目标物为AGG与亮氨酸，谷氨酸和甘氨酸混合物氘水溶液¹H谱中的AGG时，先对样品施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加相位处于x方向、时间为τ₁＝125ms、锁定频率为ω_SL＝18.5Hz的锁定脉冲，该锁定脉冲的发射中心为H^b，H^b’信号和H^c，H^c’信号之间的中心频率，以此制备AGG分子的单态；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝85Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加发射中心为H^b，H^b’信号和H^c，H^c’信号之间的中心频率，相位处于x方向、时间为τ₁＝125ms、锁定频率为ω_SL＝18.5Hz的锁定脉冲；最后进行数据采样；

当目标物为AGG与胰岛素混合物氘水溶液¹H谱中的AGG时，先对样品施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加相位处于x方向、时间为τ₁＝125ms、锁定频率ω_SL＝18.5Hz的锁定脉冲，该锁定脉冲的发射中心为H^b，H^b’信号和H^c，H^c’信号之间的中心频率，以此制备AGG分子的单态；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝85Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加发射中心为H^b，H^b’信号和H^c，H^c’信号之间的中心频率，相位处于x方向、时间为τ₁＝125ms、锁定频率ω_SL＝18.5Hz的锁定脉冲；最后进行数据采样；

当目标物为多巴胺氘水溶液¹H谱中的多巴胺时，将射频中心移至苯环上H^a与H^b信号之间的中心频率；先对样品施加相位处于x方向的90°硬脉冲，再施加τ₁-π_x-τ₁的组合脉冲，其中τ₁＝30.9ms，其目的是去除化学位移演化，接下来施加的脉冲可以获得多巴胺分子的单态，其中τ₂＝6.8ms；由于混合体系中不存在与DA分子中苯环上三个氢相同的自旋体系，因此只是制备了DA分子的单态；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝550Hz，去耦时间τ_m＝50ms；接下来施加和τ₁-π_x-τ₁，目的是用于检测单态信号；最后进行信号采集；

当目标物为极低浓度多巴胺氘水溶液¹H谱中的AGG时，先对样品施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加相位处于x方向、时间为τ₁＝180ms、锁定频率ω_SL＝8.1Hz的锁定脉冲，该锁定脉冲的发射中心为苯环上H^a与H^b信号之间的中心频率；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝97Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加发射中心为苯环上H^a与H^b信号之间的中心频率的锁定脉冲，相位处于x方向、时间为τ₁＝180ms、锁定频率ω_SL＝8.1Hz的锁定脉冲；最后进行数据采样；增加信号采集的累加次数至4000次；

当目标物为牛磺酸氘水溶液¹H谱中牛磺酸时，将射频中心移至亚甲基上1号氢与2号氢信号之间的中心频率；先对样品施加相位处于x方向的90°脉冲，再施加τ₁-π_x-τ₁的组合脉冲，其中τ₁＝10ms，施加的脉冲可以获得牛磺酸分子的单态后，其中τ₂＝6.8ms；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝500Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加和τ₁-π_x-τ₁，目的是用于检测单态信号；

当目标物为肌酸氘水溶液¹H谱中肌酸时，先对样品施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加相位处于x方向、时间为τ₁＝220ms、锁定频率ω_SL＝18Hz的锁定脉冲，该锁定脉冲的发射中心为H^b，H^b’信号之间的中心频率，以此制备肌酸分子的单态；然后施加个z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝70Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加相位处于x方向、时间为τ₁＝220ms、锁定频率ω_SL＝18Hz的锁定脉冲；最后进行数据采样；

当目标物为乙酰天冬氨酸氘水溶液¹H谱中的乙酰天冬氨酸时，先对样品施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加相位处于x方向、时间为τ₁＝105ms、锁定频率ω_SL＝17.22Hz的锁定脉冲，该锁定脉冲的发射中心为H^b，H^b’信号之间的中心频率，以此制备NAA分子的单态；然后施加个z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为5Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝70Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加相位处于x方向、时间为τ₁＝105ms、锁定频率ω_SL＝17.22Hz的锁定脉冲；最后进行数据采样；

当目标物为乙酰天冬氨酸与小鼠大脑组织混合物¹H谱中乙酰天冬氨酸时，先对样品施加相位处于y方向的90°硬脉冲，再施加相位处于x方向、时间为τ₁＝105ms、锁定频率ω_SL＝17.22Hz的锁定脉冲，该锁定脉冲的发射中心为H^b，H^b’信号之间的中心频率，以此制备NAA分子的单态；然后施加z方向梯度场g₁和g₂和去耦脉冲；梯度场g₁和g₂的强度为10Gauss/cm，作用时间为1ms；去耦脉冲功率ω_dec＝90Hz，去耦时间τ_m＝50ms；随后施加相位处于x方向、时间为τ₁＝105ms、锁定频率ω_SL＝17.22Hz的锁定脉冲；最后进行数据采样；

步骤b：对步骤a选择获得的所述目标物信号进行磁共振成像，获得目标物在观测物体中的空间分布。