[发明专利]一种用于极化转移增强技术的多核磁共振射频通道装置

说明书

本发明公开了一种用于极化转移增强技术的多核磁共振射频通道装置，包括射频探头、质子收发开关、杂核发射通道、上变频部和接收通道，杂核发射通道包括下变频模块、杂核功率放大器和杂核收发开关，射频探头包括探头质子通道和探头杂核通道，上变频部包括杂核前置放大器和上变频模块，接收通道包括质子前置放大器和通道切换开关，本发明降低了单质子通道磁共振仪进行极化转移实验的改造成本。可以通过各模块的时序控制，使用极化转移技术提高杂核实验的信噪比。

技术领域

本发明涉及磁共振波谱和磁共振成像领域，具体涉及一种用于极化转移增强技术的多核磁共振射频通道装置。

背景技术

极化转移增强技术是一种重要的核磁共振实验方法，在异核实验中应用广泛。多数杂核的旋磁比明显低于质子，根据塞曼分裂和玻耳兹曼定律，旋磁比低的核热平衡下极化度低，直接测量的灵敏度也较低，所得的谱图信噪比差。而极化转移增强技术能够通过质子与杂核之间的偶合作用，将质子自旋传递给杂核。此时得到的信号极化度接近旋磁比较高的质子热平衡极化度，从而提高了实验的灵敏度。

人类和动物的脑部往往具有错综复杂的神经系统，神经系统之间的信号传到依赖于神经元之间神经递质的传递。胆碱类物质就是典型的神经递质之一,使用核磁共振手段对胆碱进行成像检测可以从质子和¹⁴N两方面入手，但对这两种核进行单独成像时效果都不理想，主要的原因有以下两点：1. 质子成像背景干扰较大，尽管可以通过成像序列调整对一些组织信号进行抑制，但动物脑内胆碱浓度过低，抑制后成像效果仍然不理想；2. ¹⁴N旋磁比不足质子的1/10且自旋密度远小于质子，因此对¹⁴N直接成像灵敏度要远低于质子成像，成像信噪比也远低于质子像甚至无法成像。因此使用极化转移技术，将高灵敏度的质子信号经过¹⁴N核的滤波作用除去无H-N偶合的物质(例如水)的信号后再进行信号检测即可抑制背景从而提高对比度与信噪比。

实现极化转移成像实验需要磁共振成像仪具有氢核和杂核两路射频通道。仅配置了单独工作于氢核频率磁共振成像系统的机构(如医院)，进行多核成像研究时往往需购买新的设备或进行系统升级，这往往代价昂贵。已有文献可以通过外接变频装置实现单频磁共振成像平台的异核信号采集（一种惰性气体原子核通道装置及磁共振成像方法，ZL 20161 0094660.X），但未见在单频磁共振成像平台上通过外挂装置实现极化转移增强实验的报道。

发明内容

为了克服单质子通道磁共振成像仪无法进行极化转移实验的不足，本发明提供了一种用于极化转移增强技术的多核磁共振射频通道装置，可以在质子通道磁共振成像仪的基础上，不改变原有硬件系统内部结构，通过外接变频装置增加杂核发射通道，并能够通过控制信号序列实现质子通道实现发射和接收、杂核通道发射和接收、交叉发射接收等多种工作模式与功能，从而低成本地在单质子通道磁共振成像仪上实现极化转移实验，并具有调整灵活和在线切换的优点。

一种用于极化转移增强技术的多核磁共振射频通道装置，包括射频探头，还包括质子收发开关、杂核发射通道、上变频部和接收通道，

质子收发开关包括第一质子收发切换端、第二质子收发切换端、质子收发固定端，

杂核发射通道包括下变频模块、杂核功率放大器和杂核收发开关，杂核收发开关包括第一收发开关切换端、第二收发开关切换端和收发开关固定端，

射频探头包括探头质子通道和探头杂核通道，

上变频部包括杂核前置放大器和上变频模块，

接收通道包括质子前置放大器和通道切换开关，通道切换开关包括第一通道切换开关切换端、第二通道切换开关切换端和通道切换开关固定端，