[发明专利]确定人体内某一部分核磁共振分布的设备

说明书

本发明涉及确定物体某一部分核磁共振分布所用的设备，它包括：

a）产生稳定、均匀磁场的装置，

b）产生射频电磁辐射的射频振荡器和线圈，

c）产生梯度磁场的装置，

d）采样装置，用来采样由a）、b）节设备所产生的共振信号，

e）处理装置，用来处理采样设备提供的各组信号采样，从而确定核磁共振分布图象，

f）控制装置，用来控制b）到e）节所述的各装置，其目的是为了产生、调节、采样和处理各组信号采样。

荷兰专利申请NL-A-82，03519号中叙述了一种确定物体中某一部分的核磁共振的方法（也称核磁共振层析X射线法）和设备。按照这种方法，被检测的物体被置于稳定、均匀的强磁场B₀中，B₀的方向和笛卡儿坐标系（x、y、z）例如Z轴方向一致。稳定磁场B₀引起物体内核自旋的微量偏振，同时能使核自旋在B₀磁场方向产生一个进动运动。加入磁场B₀后，最好产生一个90°射频电磁辐射脉冲（角频率ω＝γ·B₀，其中γ是旋磁比，B₀是磁场强度），以便使体内核磁化方向以90°角旋转。90°脉冲结束后，核自旋沿B₀磁场方向进行进动运动，这样就产生一个共振信号（自由感应衰退信号，FID）。采用的梯度磁场G_x、G_y、G_z的方向和B₀磁场的方向一致，总的磁场B＝B₀+X·G_x+Y·G_y+Z·G_z，B的磁场强度依位置而定，因为梯度磁场G_x、G_y、G_z的强度在X、Y、Z方向有梯度。

加90°脉冲后，在t_X时间内施加G_X磁场，接着t_Y时间内施加G_Y磁场，使得受激核自旋的进动运动受到的影响是由位置决定的。经过准备期（即t_X+t_Y）后，在t_Z时间内施加G_Z磁场，并在其中N_Z测量时刻采样FID信号（实际上是全部原子核磁化总和）。接着这种测量过程重复1×m一次，每次使用不同t_X和或t_Y数值。这样就能得到（N_Z×m×1）次的采样信号，该信号包含了物体在X、Y、Z空间磁化分布的有关信息。把采样信号N_Z×m×1存在一个存储器中（N_Z×m×1个存储单元），然后，FID采样信号经过三维傅里叶变换，就得到核磁共振分布图象。

很明显，也可以利用选择激磁法，在二维空间层产生核自旋FID信号（有一个任意选择的方向），从而只需产生，例如，m次FID信号就能借助于二维傅里叶变换得到所选空间层中m×N_Z的磁化分布图。

以前的各种设备及方法所采用的射频脉冲用来激励物体所需区域的核自旋。为达到激磁目的，在强磁场作用下（例如1-2.5T）的情况下，需要较宽的频带脉冲。因此，在以前的设备及方法中遇到许多问题。例如，频带增加为二倍（三倍）时（在整个频带中，为使核自旋转相同角度，各种信号频率的强度保持相同），则所需要能量也二倍（三倍）地增加。进而，所加射频脉冲的时间间隔必须减少到1/2或1/3，这样射频发生器要提供四倍（九倍）于峰值功率的能量，这是一个严重的缺点。

本发明的目的是提供一种新的方法和设备，其中，射频脉冲带宽的成倍增加只需使射频脉冲的峰值功率比例增加。因此，可以使用一个性能好价格低的频率发生器。

因此，本发明的方法的特征是：射频电磁脉冲是调频脉冲。在本发明的方法中，瞬时射频信号通过所需的频带，各种频率一个接一个被搜索，好象使信号加到有关的物体上似的。

本发明最好的一种方法具有如下特征：即调频脉冲的频率是时间的线性函数。这种方法的优点是：各种＊频率响应的核自旋在同一周期时间全部受响应，因此射频脉冲对于连续的各种频率总有一个基本相同的幅值。