[发明专利]一种可用于现场快速检测的核磁共振成像装置及方法

说明书

本发明提出了一种可用于现场快速检测的核磁共振装置及方法。该发明涉及为一种简洁、便携、易操作的的核磁共振装置，通过对核心探头部件的设计，可为不同现场应用场景提供快速分析和无损检测装备。提出新的快速测量弛豫分析方法，通过对该技术采集数据进行相应数据处理，可快速分析得到检测样品的内部结构、微孔特性、饱含流体赋存状况等重要信息，因此该技术在在线生物医学、化学工程、地质现场勘探等领域有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及核磁共振领域，尤其涉及一种可用于现场快速检测的核磁共振成像装置及方法。

背景技术

核磁共振成像技术作为一种先进的无损探测手段，在医学、生物、能源、材料、农林、食品、安全监测、化工等多个领域均有着极为广泛的应用。目前对独立于室内测试分析的，在现场原位测试的核磁共振成像设备及相关测试方法需求急迫。现场原位实现核磁共振成像测量首先要求设备具备漏磁较小、便携等安全特征。同时，室内核磁共振成像设备含有占地面积较大的、昂贵的梯度系统和水冷系统，不利于现场检测工作的开展。因此为了最大程度保证现场检测的灵活性，现场核磁共振成像设备需尽可能兼容简洁轻便的梯度系统。

适用于现场核磁共振检测的测量方法同样重要。以纵向弛豫时间T1参数为例，由于检测对象中不同类型组分的纵向弛豫时间差异，核磁共振T1成像技术可为生物组织原位探测病变机理提供最直接有效的证据，因此是一种常规的核磁共振加权成像方法。本发明也同步提出了一种可基于现场快速检测核磁共振成像装置的弛豫测量方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，而提出的一种可用于现场快速检测的核磁共振成像装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可用于现场快速检测的核磁共振成像装置，包括磁体，磁体部分由主磁体单元和附加磁体单元组成，主磁体系统采用横截面为特定形状的(以六边形为例)的稀土永磁体磁块，轴向上组成多个磁体排列，每个磁体排列由特定数量的永磁体(以16块为例)在横截面上环绕圆周方向组成，构成一个中空圆柱状永磁体装置，该磁体装置在中间部位的静磁场为均匀场，为了实现成像编码功能，本发明装置在主磁体单元的基础上加载了附加磁体单元，附加磁体单元由两对相反极化方向的磁体排列沿着轴向方向组成，进而在中间磁体腔内形成一个沿轴向方向的附加磁场，该附加磁场梯度为G，通过施加对应脉冲序列，从而实现核磁共振弛豫成像测量。

同步地，本发明专利提出一种新型快速核磁共振T1成像方法，所述方法具体包括：

步骤1、在GRD通道上，由于附加磁场单元的存在，会沿着z方向形成一个特定磁场梯度G的附加磁场；

步骤2、在TRS通道上向被测样品的含氢质子自旋系统施加90°射频脉冲将宏观磁化强度矢量M₀扳转至横向平面；

步骤3、等待极短时间τ后，在TRS通道上向被测样品的含氢质子自旋系统施加180°射频脉冲，重聚散相后的横向平面磁化强度矢量；

步骤4、再次等待极短时间τ后，在TRS通道上向被测样品含氢质子自旋系统施加90°射频脉冲，将重聚后的横向平面磁化强度矢量扳转90°至纵向轴向上；

优选的，所述纵向轴向与静磁场方向一致；

步骤5、接下来在TRS通道上继续施加一小角度α射频脉冲，之后在GRD通道上经历频率编码的梯度磁场；

优选的，所述频率编码梯度脉冲高度固定为G；

步骤6、在TRS通道上重复施加180°射频脉冲，一定时间之后在ACQ通道采集到一个完整离散的自旋回波信号；在开始采集所述自旋回波信号时，先在GRD通道上施加频率解码梯度脉冲；所述频率解码梯度脉冲与所述步骤5中的所述频率编码梯度脉冲幅度相同；