[发明专利]一种核磁共振弛豫高低本征模态耦合方法

说明书

本发明提出了一种核磁共振弛豫高低本征模态耦合方法，所述方法包括数据采集步骤，数据提取步骤和数据反演步骤。该方法首次将同一弛豫类型的不同本征模态关联在二维技术中，实现了孔隙介质中核磁共振信号的单一弛豫低模态与高模态的耦合关系，该方法适用于不同场强下的核磁共振检测仪器，因此该方法在孔隙介质不同本征模态探测中具有广泛应用性。

技术领域

本发明涉及核磁共振领域，特别涉及一套核磁共振弛豫高低本征模态耦合新方法的原理和实际实现过程。

技术背景

目前各种物理方法上的多维实验，如光学，中子散射，超声波及核磁共振等领域，通过在不同维度上将对应的物理量进行耦合关联，可以得到对检测样品更为详细的信息。核磁共振技术本身与分子位移密切相关。因而对于孔隙介质来说，通过分析不同时域阶段核磁共振多维信号，可以得到孔隙介质的孔隙结构等重要信息。尽管如此，多维技术通常会遇到特殊的技术问题而导致得到的图谱的幅度为负数。这样的技术问题主要是由于不同时域间非正交特征解造成的。

核磁共振技术已经演化为一种重要的研究分子动力学手段。核磁共振技术与分子热运动扩散本身关系密切，因此当用这样的一种技术来研究孔隙介质中饱含流体分子的扩散特性，进而反推出孔隙介质的孔隙特性成为一种趋势。另外，在求解过程中也可以采用特殊的边界条件来描述流体分子与固体孔隙骨架间的相互碰撞关系。尽管如此，如果多维核磁共振技术中不同时域阶段对应的本征函数为非正交函数时，整体核磁共振响应会变得极为复杂，有可能在最终的响应图谱中造成负值。

发明内容

为了解决这一问题，在本发明中提出一种核磁共振弛豫高低本征模态耦合新方法。所述方法包括，数据采集步骤，数据提取步骤和数据反演步骤。

优选的所述数据采集步骤，具体包括，

步骤1.1、在TRS通道中向被测样品施加90°射频脉冲将宏观磁化强度矢量M₀扳转90°；所述被测样品内的孔隙空间内饱含流体分子；

步骤1.2、等待时间t_e后，在TRS通道中向被测样品施加第二个90°射频脉冲，将恢复一定量的所述磁化强度矢量M₀再次扳转90°；

步骤1.3、等待时间t_diff，所述流体分子在所述孔隙空间内发生热力学扩散和/或在所述孔隙空间表面发生碰撞；

步骤1.4、之后在TRS通道中向所述被测样品施加第三个90°射频脉冲，将所述流体分子扩散后演化的所述磁化强度矢量M₀再次扳转90°至横向磁化矢量平面上；

步骤1.5、继续等待时间t_e后，在TRS通道中系统向所述被测样品施加第四个90°射频脉冲，将恢复一定量的所述磁化强度矢量M₀再次扳转90°至纵向磁化矢量方向上；

步骤1.6、随后在TRS通道施加小角度α射频脉冲，开始操作扳转纵向方向上的磁化强度矢量M₀，在ACQ通道采集自由衰减信号；

步骤1.7、在GRD通道上施加一个梯度脉冲，所述梯度脉冲用于加速消除残留于横向磁化矢量平面上的磁化强度矢量；从所述步骤1.6中在TRS通道施加小角度α射频脉冲始至在GRD通道上施加梯度脉冲止，整个时序片段持续时间为t_a；

步骤1.8、重复所述时序片段N次，共采集得到N个自由衰减信号；

步骤1.9、按照对数布点规律，系统性延长步骤1.3中的等待时间t_diffL次并重复所述步骤1.8，共采集得到L*N个自由衰减信号，得到自由衰减串信号E(t_diff,Nt_a)。

优选的，所述数据提取步骤，具体包括，