[其他]确定一物体中的一个区域中的核磁共振(NMR)分布的快速方法与设备

说明书

本发明是关于一种方法，用于确定一个物体中的某区域中的核磁共振分布，该物体处理一个稳定的、均匀的磁场之中，本方法包括下列步骤：

A）激发一个射频电磁脉冲，以使物体中的核磁化产生一个进动运动，这样激发了一个共振信号;

B）经过一个准备周期以后，在一个或者数个测量周期内激发一个交变的、周期性的梯度磁场，上述测量周期被分为若干个采样间隔，以便对共振信号进行若干次采样;

C）经过一个等待周期，重复A）和B）项，如此进行数次，准备周期的持续时间和（或）在准备周期内对至少一个施加在此准备周期的梯度磁场的积分，每次各不相同，以取得一组信号采样值，经过信号变換，就可以确定核磁化的一个象。

本发明也是关于一种设备，用来确定一个物体的某区域中的核磁共振分布。设备包括：

A）产生稳定的、均匀的磁场的装置;

B）产生射频电磁辐射的装置;

C）产生梯度磁场的装置;

D）产生交变的、周期性的梯度磁场的装置;

E）采样装置，用来对A）、B）段所规定的装置激发的共振信号进行采样，在有D）段所规定的装置激发的交变的、周期性的梯度磁场的情况下，激发共振信号;

F）信号处理装置，用来处理信号采样值，以便得到核磁共振分布;

G）控制装置，用来控制至少B）到F）段所规定的装置，以便产生、调节和采样若干共振信号并进行采样信号处理。

这样的一个方法和装置见于荷兰专利申请82.03519.在其测量周期之内，激发一个周期性的交变梯度磁场，它的周期等于采样间隔，在每个采样间隔内至少取一个附加的采样。

如上述荷兰专利申请NL-A-82.03519所述，交变梯度磁场的应用和取附加的采样保证了，在采样一个共振信号（FID-自由感应衰减或自旋回波信号）以后，（二维）象频率矩阵的至少二行被充满。这样，当取一（二，三）个附加的信号采样时，测量周期的持续时间分别减少到一半（三分之一，四分之一）。因为共振信号的持续时间只有几十毫秒，取128或者256个采样值（在象频率矩阵的一行中）将要求一个采样间隔为100μs数量级，这就意味着附加梯度磁场的频率必须达10KHz。这个对于交变梯度磁场来说比较高的频率，限制了象频率矩阵的最大行数，此象频率矩阵是由采样一个共振信号所填充的。采样一个共振信号所填充的二行之间的最大矩△K的量为

△ K =∫ 0 12 t mγ · G ( τ) ·d τ]]>

其中， 1/2 tm为周期性交变磁场的周期的前二分之一，γ为旋磁率，G（τ）是该交变梯度磁场。最大矩决定了，由采样一个共振信号所填充的象频率矩阵的最大行数，最大矩与所施加的交变磁场的幅值成比例。该交变磁场的幅值并不能随意增大，因为此交变磁场的变化率（dG/dt）必须保持在一定的安全界限之内。这个变化率与附加的梯度磁场的幅值和频率之积成比例。因为频率本身是较高的（10KHz），一个最大允许幅值将很快达到。

也要注意到，激发梯度线圈所需能量与磁场频率成比例上升，当加在梯度线圈上的能量增加时，产生主磁场的磁体的磁铁性部件中的涡流也要增加，而这是我们所不希望的。第一点意味着较贵的（放大器）设备是需要的，这也是一个缺点。

本发明的目标是提供一种方法和设备，它并不需要激发较高频率的交变的周期性的梯度磁场，而且，与现有的方法与设备相比，它形成一个象的时间一样或者（显著地缩短，象的分辨率至少相等。

本发明的进一步目标是提供一种方法和设备，用来消除或者大大减少核磁化分布象的缺陷，这些缺陷是由均匀磁场的不均匀性、局部磁化率变化和“化学偏移”（σ），受约束的核子的共振频率的“化学偏移”。

为了达到此目标，依据本发明的一个方法的特点是，采样间隔比交变的周期性的梯度磁场的周期至少短两倍，而后者最大是与测量周期相等。依据本发明的方法利用一个交变的周期性的梯度磁场，其频率较低（100Hz数量级），所以其幅值可以较高。因为周期也较长，积分