CN105785293A - 一种惰性气体原子核通道装置及磁共振成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种惰性气体原子核通道装置，包括磁共振控制系统、射频发生器、射频放大与模数转换器、频率合成器、第一混频器、第二功率放大器、第二T/R开关、惰性气体原子核线圈、第二前置放大器、第二混频器。本发明还公开了一种磁共振成像的方法。本发明对射频激发脉冲和回波信号的频率进行升降调控，可实现超极化惰性气体（氙、氦、氪等）磁共振成像，使得超极化惰性气体在肺部、脑部磁共振成像成为可能，拓展了磁共振成像的探测范围。本发明结构简单，操作简捷，将氢原子核磁共振成像仪升级为用于超极化惰性气体原子核的多核磁共振成像系统。

Description

一种惰性气体原子核通道装置及磁共振成像方法
技术领域
本发明涉及超极化惰性气体磁共振成像和波谱领域，具体涉及一种惰性气体原子核通道装置，通过混频实现惰性气体原子核特定射频脉冲发射和射频信号接收，还提供了一种磁共振成像方法，适用于超极化惰性气体（例如，氙、氦、氪等）的磁共振成像和波谱。
背景技术
传统的人体磁共振成像（MRI，MagneticResonanceImaging）作为一种无放射性、无侵入的影像技术，是基于人体中氢原子核（质子）进行磁共振成像，能够对人体大部分组织和器官进行结构和功能成像，在医学诊断和研究中显示了诸多无法比拟的优越性，在人类健康和公共卫生事业中发挥了巨大的作用。但是，现在的通用型氢原子核磁共振成像系统对肺部疾病的诊断方面能力有限，因为肺部主要是由肺泡组成的空腔结构，在肺部里的氢原子核密度比正常组织低1000倍，导致肺部氢原子核磁共振信号十分微弱，因此，肺部一直是传统磁共振成像的“盲区”。目前，医院使用的传统氢原子核磁共振成像方法对于肺部进行磁共振影像，其仅仅以“黑洞”形式显影，无法获得有价值的结构或者功能方面的信息。
利用激光光泵和自旋交换技术，可以产生激光极化的氙-129，氦-3、氪-83等惰性气体，使得它们的原子核自旋高度极化。因为核磁共振信号的强度（S）与原子核的极化度（P0）正相关，因此，发展的激光光泵和自旋交换方法能够增强惰性气体的磁共振信号超过10,000倍，通常称为“超极化”。因为，肺部氢原子核的低密度，所以，让肺部吸入超极化的惰性气体，用超极化惰性气体核磁共振信号作为新的信号源，可以实现肺部超极化惰性气体磁共振成像。特别地，对于超极化惰性气体氙-129，因为其能够溶入血液和脂肪，因此，也能够进一步地实现脑部功能可视化，有望成为肺部和脑部早期疾病诊断的新工具。
超极化惰性气体磁共振成像使用的成像核不是传统的氢原子核，而是使用了惰性气体氙-129、氦-3、氪-83等的原子核。因为氢原子核与惰性气体原子核具有不同的旋磁比，在特定B0场强下，旋进的拉莫尔频率之间也存在差异（ωH>ωX），例如，氢原子核的磁共振频率要比惰性气体氙-129的高3.6倍。通用磁共振成像仪的氢原子核通道不能实现对惰性气体氙-129原子核的射频脉冲激发及其磁共振信号接收。因此，在通用的磁共振成像仪上，需要加入一套新的惰性气体氙-129原子核成像通道，完成对惰性气体原子核的射频脉冲激发，并实现对惰性气体氙-129原子核磁共振回波信号的接收及信号处理，得到使用超极化惰性气体氙-129填充的人体肺部结构和功能信息，或含有溶解态超极化惰性气体氙-129的血液输送到脑部，对脑部功能信息进行探测。
现有的异核磁共振频谱成像技术是在磁共振成像技术基础上发展起来的，能探测到异核（例如31P等）的物理化学环境，可用于活体生化分析；以及，2011年杜克大学发明了19F的肺部磁共振成像技术等。氢原子核磁共振成像设备的射频系统分为发射链、射频线圈和接收链。发射链包括脉冲包络发生器、频率合成、调制器以及射频功率放大器。接收链包括射频放大器、解调器和AD转换器。这些模块多是窄带频率特性，通用磁共振成像系统的射频组件只工作于氢原子核的共振频率，而常规能探测到异核的双频系统需要内置两套频率合成、调制器、射频功放、线圈、接收放大器、解调器和AD转换器，分别工作于不同原子的共振频率上。通常地，异核磁共振频谱成像原始数据在氢原子核磁共振成像的基础上增加了一个时间维，因此，异核磁共振成像速度要比氢原子核磁共振慢得多，需采集大量成像数据，花费很长的采集时间。现有的商业人体磁共振成像仪通常只配备了仅仅一个氢原子核通道，如何发展一种新型、快速异核磁共振成像方法？是一个具有挑战的问题。超极化惰性气体技术的发展，为快速异核磁共振成像方法提供了一个解决的方法。发展新型惰性气体原子核通道是实现超极化惰性气体磁共振成像方法的关键步骤之一。
本发明专利提出一种惰性气体原子核通道装置及磁共振成像方法，在不改动通用型磁共振成像谱仪的条件下，在单频氢原子核系统上增加双频功能，采用“外置”结构实现惰性气体原子核磁共振成像。其组成主要包括外置的发射混频器、射频功率放大器、线圈和前置放大器、接收混频器。充分利用单频氢原子核磁共振成像谱仪中已有单元设备，本外置结构不含调制/解调器、接收放大器、AD转换器等。通过混频调整激发脉冲频率和回波信号频率，控制惰性气体原子核线圈的激发和接收，对通用磁共振成像谱仪硬件进行改造，从而，能够实现超极化惰性气体（例如氙-129等）的快速磁共振成像。
发明内容
为了克服传统肺部氢原子核磁共振成像的“黑洞”问题，本发明提供了一种惰性气体原子核通道装置，还提供一种磁共振成像方法，以超极化的惰性气体（例如，氙-129等）原子核为信号源，通过混频器将脉冲激发频率降到惰性气体原子核的拉莫尔频率ωX，并对接收到的惰性气体原子核回波信号进行升频至氢核的拉莫尔频率ωH，可以在商业磁共振成像仪上直接实现超极化惰性气体的磁共振成像。
其工作过程为：从通用核磁共振成像谱仪中的射频功率放大器的输入端，引出以氢原子核共振频率为基频的发射脉冲控制信号，先经外部混频器降频为惰性气体氙-129原子核共振频率为基频的发射脉冲控制信号，再经由工作于这个频率的外置射频功放、线圈、前置放大器实现磁共振信号的激励与采集。然后，通过接收混频器把接收信号的升频为以氢原子核共振频率为基频的包络信号，输送到原单频磁共振控制系统的线圈接收端口。这样，单频氢原子核磁共振控制系统可以不改变状态的情况下激励、接收和处理惰性气体原子氙-129的核磁共振信号。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
一种惰性气体原子核通道装置，包括磁共振控制系统，磁共振控制系统与射频发生器的输入端连接，射频发生器的输出端与第一混频器的第一输入端连接，第一混频器的第二输入端与频率合成器的输出端连接，第一混频器的输出端通过第二功率放大器、第二T/R开关的发射通道与惰性气体原子核线圈连接，惰性气体原子核线圈依次通过第二T/R开关的接收通道、第二前置放大器与第二混频器的第一输入端连接，第二混频器的第二输入端与频率合成器的输出端连接，第二混频器的输出端通过射频放大与模数转换器和磁共振控制系统连接，磁共振控制系统与第二T/R开关连接。
一种磁共振成像的方法，包括以下步骤：
射频发生器将磁共振控制系统输出的序列脉冲经过数模转换、合成中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号；
频率合成器产生中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号，其中ωY=ωH-ωX，ωH为氢原子核拉莫尔频率，ωX为惰性气体原子核拉莫尔频率；
第一混频器将中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号和中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号合成为中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号；
第二功率放大器将中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号放大后通过第二T/R开关的发射通道传送到惰性气体原子核线圈；
在放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号的驱动下，惰性气体原子核线圈发射设定波形、脉宽、功率和重复周期的射频脉冲，射频脉冲将能量耦合到实验对象的自旋核上，产生射频回波信号磁化强度MX，射频脉冲激发结束后，射频回波信号磁化强度MX在惰性气体原子核线圈中感应出射频回波信号，
射频回波信号通过第二T/R开关的接收通道输入到第二前置放大器进行放大；
第二混频器将放大后的射频回波信号与频率合成器产生的中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号进行混频，得到升频到氢原子核磁共振频率的信号；
升频到氢原子核磁共振频率的信号输入到射频放大与模数转换器得到数字化的核磁共振信号；
数字化的核磁共振信号输入到磁共振控制系统进行图像重建，得到惰性气体原子核磁共振成像的图像。
将放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号通过第二T/R开关的发射通道传送到惰性气体原子核线圈时，第二T/R开关断开与第二前置放大器的连接。
射频回波信号通过第二T/R开关的接收通道输入到第二前置放大器进行放大时，第二T/R开关断开与第二功率放大器的连接。
如上所述的惰性气体包括氙、氦、氪。
本发明与现有技术相比，优点在于通过对商业磁共振成像仪进行简单改造，增设两套变频设备，便可以实现对超极化惰性气体原子核磁共振信号的激发和探测，将传统的磁共振成像仪升级为可以对超极化惰性气体原子核进行探测的双核或者多核探测磁共振成像仪，也可以自由扩展至其它核的磁共振成像，其具有临床早期诊断肺部疾病的可能性及潜在的重要应用价值。
附图说明
图1为一种惰性气体原子核通道装置的原理图；
图中：1-磁共振控制系统；2-射频发生器；3-第一功率放大器；4-第一T/R开关；5-氢原子核线圈；6-第一前置放大器；7-射频放大与模数转换器；8-频率合成器；9-第一混频器；10-第二功率放大器；11-第二T/R开关；12-惰性气体原子核线圈；13-第二前置放大器；14-第二混频器。
图2为一种惰性气体原子核通道装置的实施示意图；
图中：1-磁共振控制系统；2-射频发生器；3-第一功率放大器；4-第一T/R开关；5-氢原子核线圈；6-第一前置放大器；7-射频放大与模数转换器；8-频率合成器；9-第一混频器；10-第二功率放大器；11-第二T/R开关；12-惰性气体原子核线圈；13-第二前置放大器；14-第二混频器；15-主磁场；16-梯度线圈；17-被试者。
具体实施方式
下面结合附图1和图2对本发明作进一步详细描述，但是本发明不限于本实施例：
实施例1：以惰性气体氙-129为例，使用通用型1.5T人体磁共振成像仪。
如图1和图2所示，一种惰性气体原子核通道装置，包括磁共振控制系统1、射频发生器2、第一功率放大器3、第一T/R开关4、氢原子核线圈5、第一前置放大器6、射频放大与模数转换器7、频率合成器8、第一混频器9、第二功率放大器10、第二T/R开关11、惰性气体原子核线圈12、第二前置放大器13、第二混频器14。
用于定位成像的磁共振成像仪氢原子核通道包括磁共振控制系统1、射频发生器2、第一功率放大器3、第一T/R开关4、氢原子核线圈5、第一前置放大器6和射频放大与模数转换器7。磁共振控制系统1的一个输出端通过电缆线（实线）依次连接射频发生器2、第一功率放大器3、第一T/R开关4、氢原子核线圈5、第一前置放大器6、射频放大与模数转换器7。射频放大与模数转换器7的输出端连接磁共振控制系统1，磁共振控制系统1的另一输出端的一路（实线）通过电缆线依次连接第一T/R开关4、氢原子核线圈5。
磁共振成像仪的惰性气体原子核通道包括磁共振控制系统1、射频发生器2、频率合成器8、第一混频器9、第二功率放大器10、第二T/R开关11、惰性气体原子核线圈12、第二前置放大器13、第二混频器14、射频放大与模数转换器7。频率合成器8输出端分别连接第一混频器9的输入端和第二混频器14的输入端，磁共振控制系统1的一端通过电缆线依次连接射频发生器2、第一混频器9、第二功率放大器10、第二T/R开关11、第二前置放大器13、第二混频器14，射频放大与模数转换器7。磁共振控制系统1另一端的另一路通过电缆线依次连接第二T/R开关11、惰性气体原子核线圈12。
首先对被试者17的肺部采集定位像，即肺部氢原子核磁共振成像。如本发明实施图（图2）所示，将被试者17送入主磁场15、梯度线圈16和氢原子核线圈5的中心区域。主磁场15产生1.5T的磁场，脉冲程序控制X、Y和Z轴的梯度线圈16产生设定的成像梯度磁场，其总是与射频发生器2产生中心频率为63.87MHz的标准射频信号保持同步。在磁共振控制系统1显示终端选择成像脉冲程序。射频发生器2将磁共振控制系统1输出的序列脉冲经过数模转换、合成产生中心频率为63.87MHz的标准射频信号（即中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号）。该标准射频信号经电缆线输入功率放大器3，在射频脉冲发射时，必须保证放大后的射频信号进入氢原子核线圈5。第一T/R开关4的作用是在磁共振控制系统1的控制下切换氢原子核线圈5的发射/接收通道的工作状态。在氢原子核线圈5的发射工作状态，功率放大后的中心频率为63.87MHz的标准射频信号经电缆线输入到第一T/R开关4的发射通道，在磁共振控制系统1的控制下第一T/R开关4的发射通道将功率放大后的中心频率为63.87MHz的标准射频信号输入到氢原子核线圈5。氢原子核线圈5有双重功能，一方面对氢原子核进行激发，另一方面接收核磁共振信号。氢原子核线圈5向被试者17发射设定波形、脉宽、功率和重复周期的射频脉冲，射频脉冲将能量耦合到实验对象的氢原子核自旋中。中心频率为63.87MHz的射频脉冲激发之后，在氢原子核线圈5中感应出磁共振信号调制的射频回波信号磁化强度MH，射频回波信号载有空间编码信息。但是，射频回波信号只有微伏量级，易受干扰和长电缆线的衰减。因此，第一前置放大器6将氢原子核线圈5接收的核磁共振信号进行初级放大。在氢原子核线圈5的接收工作状态，在磁共振控制系统1的控制下射频回波信号经第一T/R开关4的接收通道输出到第一前置放大器6，经前放初级放大的核磁共振信号在射频放大与模数转换器7中进一步放大，然后由模拟信号转换为数字信号，并送到磁共振控制系统1的主计算机。射频回波信号先经低噪声的第一前置放大器6进行放大，后经导线输入到射频放大与模数转换器7，最终得到用于定位的数字化氢原子核磁共振信号，其仅仅是被试者17肺部一个黑色的轮廓像，作为成像定位所用。
在氢原子核定位像完成之后，将装有超极化惰性气体氙-129的气袋输送到磁共振成像室内，供被试者17吸入肺部，然后对肺部进行超极化惰性气体氙-129磁共振成像，被试者17在此成像过程中需屏气几十秒钟，耗时较短。当进行超极化惰性气体磁共振成像时，使用的自旋核为惰性气体氙-129原子核，本发明装置各部件作用及人体肺部的惰性气体氙-129原子核磁共振成像过程如下：
射频发生器2将磁共振控制系统1输出的序列脉冲经过数模转换、合成中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号；
频率合成器8产生中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号，其中ωY=ωH-ωX，ωH为氢原子核拉莫尔频率，ωX为惰性气体原子核拉莫尔频率；
第一混频器9将中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号和中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号合成为中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号；
第二功率放大器10将中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号放大后通过第二T/R开关11的发射通道传送到惰性气体原子核线圈12；
在放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号的驱动下，惰性气体原子核线圈12发射设定波形、脉宽、功率和重复周期的射频脉冲，射频脉冲将能量耦合到实验对象的自旋核上，产生射频回波信号磁化强度MX，射频脉冲激发结束后，射频回波信号磁化强度MX在惰性气体原子核线圈12中感应出射频回波信号，
射频回波信号通过第二T/R开关11的接收通道输入到第二前置放大器13进行放大；
第二混频器14将放大后的射频回波信号与频率合成器8产生的中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号进行混频，得到升频到氢原子核磁共振频率的信号；
升频到氢原子核磁共振频率的信号输入到射频放大与模数转换器7得到数字化的核磁共振信号；
数字化的核磁共振信号输入到磁共振控制系统1进行图像重建，得到人体肺部的惰性气体氙-129原子核磁共振成像的图像。
将放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号通过第二T/R开关11的发射通道传送到惰性气体原子核线圈12时，第二T/R开关11断开与第二前置放大器13的连接。
射频回波信号通过第二T/R开关11的接收通道输入到第二前置放大器13进行放大时，第二T/R开关11断开与第二功率放大器10的连接。
其中：
a）磁共振控制系统1包括主计算机和前端控制器，由它实现对序列脉冲的输出控制和对接收的数字化的核磁共振信号的图像重建。磁共振控制系统1的主计算机的显示终端，可以进行序列脉冲选择，磁共振控制系统1的一端通过电缆线连接射频发生器2。
b）射频发生器2是将磁共振控制系统1主计算机输出的序列脉冲经过数模转换、合成以氢原子核磁共振频率为载频的射频脉冲信号。高稳定度的射频发生器2产生中心频率为63.87MHz的标准射频信号（即中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号）。
c）频率合成器8是一个高度稳定、且频率可调的标准信号源，它提供激发某层面的射频脉冲基频。频率合成器8产生基准频率为52.09MHz的频率信号（即中心频率为设定拉莫尔频率（基准频率）ωY的频率信号，ωY=ωH-ωX，氢原子核拉莫尔频率为ωH，惰性气体原子核拉莫尔频率为ωX），目的是与射频发生器2产生中心频率为63.87MHz的标准射频信号进行混频。
d）第一混频器9的作用是将以氢原子核磁共振频率为载频的射频脉冲信号转变为以惰性气体原子核磁共振频率为载频的射频脉冲信号，即输出中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号。它的两个输入端口通过电缆线分别连接氢原子核射频发生器2、频率合成器8，并通过一个输出端口把经过滤波后的射频脉冲送到第二功率放大器10。射频发生器2产生的63.87MHz的标准信号源与频率合成器8产生的52.09MHz的频率信号，在第一混频器9进行混频，实现了降频，产生的频率为11.78MHz的惰性气体氙-129原子核磁共振射频信号。
e）第二功率放大器10工作在惰性气体原子核磁共振频率，它将第一混频器9输出的惰性气体氙-129原子核磁共振射频信号放大以驱动惰性气体原子核线圈12。惰性气体氙-129原子核磁共振射频信号经电缆线输入第二功率放大器10，进行功率放大，第二功率放大器10的各级单元由晶体管、场效应管、集成电路等组成。
f）第二T/R开关11有四个端口，分别连接由磁共振控制系统1产生的收发控制信号、第二功率放大器10、惰性气体原子核线圈12和第二前置放大器13。工作时，在磁共振控制系统1的控制下第二T/R开关11切换惰性气体原子核线圈12的发射/接收工作状态。在惰性气体原子核线圈12发射工作状态，第二T/R开关11的发射通道使功率放大后的惰性气体氙-129原子核磁共振射频信号进入惰性气体原子核线圈12并且断开第二前置放大器13以作保护，惰性气体原子核线圈12发射设定波形、脉宽、功率和重复周期的射频脉冲，射频脉冲将能量耦合到被试者17的惰性气体氙-129原子核自旋中。而在惰性气体原子核线圈12接收工作状态，第二T/R开关11的接收通道连通惰性气体原子核线圈12与第二前置放大器13并且断开第二功率放大器10以减小噪声。
g）惰性气体原子核线圈12在其磁共振频率处谐振，用于激励和接收惰性气体原子核磁共振信号。在受到功率放大的惰性气体氙-129原子核磁共振射频信号激发之后，在惰性气体原子核线圈12中感应出载有空间编码信息的惰性气体氙-129原子核磁共振的射频回波信号，频率为11.78MHz。
h）第二前置放大器13将惰性气体原子核线圈12接收的惰性气体氙-129原子核磁共振的射频回波信号进行初级放大。由于惰性气体原子核线圈12接收到的惰性气体氙-129原子核磁共振的射频回波信号只有微伏量级，经不起干扰和长电缆的衰减，信号须先经低噪声的第二前置放大器13进行放大。
i）第二混频器14的频率转换作用与第一混频器9相反，它是将惰性气体氙-129原子核磁共振的射频回波信号转变为以氢原子核磁共振频率为载频的射频信号并送到射频放大与模数转换器7中进行处理。放大后的惰性气体氙-129原子核磁共振的射频回波信号，与频率合成器8产生的52.09MHz的基准频率信号在第二混频器14进行混频，实现升频，得到频率升高到63.87MHz的氢原子核磁共振信号。
j）升频到氢原子核磁共振频率63.87MHz的信号经电缆线输入到射频放大与模数转换器7，最终得到数字化的磁共振信号。
k）将数字化的磁共振信号输入磁共振控制系统1进行数据处理和图像重建，并将图像数据送到显示器终端，进行相应的超极化惰性气体氙-129原子核磁共振回波信号图像重建，在计算机终端显示重建后的高质量惰性气体氙-129原子核磁共振成像的图像。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种惰性气体原子核通道装置，包括磁共振控制系统（1），其特征在于，磁共振控制系统（1）与射频发生器（2）的输入端连接，射频发生器（2）的输出端与第一混频器（9）的第一输入端连接，第一混频器（9）的第二输入端与频率合成器（8）的输出端连接，第一混频器（9）的输出端通过第二功率放大器（10）、第二T/R开关（11）的发射通道与惰性气体原子核线圈（12）连接，惰性气体原子核线圈（12）依次通过第二T/R开关（11）的接收通道、第二前置放大器（13）与第二混频器（14）的第一输入端连接，第二混频器（14）的第二输入端与频率合成器（8）的输出端连接，第二混频器（14）的输出端通过射频放大与模数转换器（7）和磁共振控制系统（1）连接，磁共振控制系统（1）与第二T/R开关（11）连接。
2.一种利用权利要求1所述装置进行磁共振成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：
射频发生器（2）将磁共振控制系统（1）输出的序列脉冲经过数模转换、合成中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号；
频率合成器（8）产生中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号，其中ωY=ωH-ωX，ωH为氢原子核拉莫尔频率，ωX为惰性气体原子核拉莫尔频率；
第一混频器（9）将中心频率为氢原子核拉莫尔频率ωH的标准射频信号和中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号合成为中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号；
第二功率放大器（10）将中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号放大后通过第二T/R开关（11）的发射通道传送到惰性气体原子核线圈（12）；
在放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号的驱动下，惰性气体原子核线圈（12）发射设定波形、脉宽、功率和重复周期的射频脉冲，射频脉冲将能量耦合到实验对象的自旋核上，产生射频回波信号磁化强度MX，射频脉冲激发结束后，射频回波信号磁化强度MX在惰性气体原子核线圈（12）中感应出射频回波信号，
射频回波信号通过第二T/R开关（11）的接收通道输入到第二前置放大器（13）进行放大；
第二混频器（14）将放大后的射频回波信号与频率合成器（8）产生的中心频率为设定拉莫尔频率ωY的频率信号进行混频，得到升频到氢原子核磁共振频率的信号；
升频到氢原子核磁共振频率的信号输入到射频放大与模数转换器（7）得到数字化的核磁共振信号；
数字化的核磁共振信号输入到磁共振控制系统（1）进行图像重建，得到惰性气体原子核磁共振图像。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，将放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ωX的射频脉冲信号通过第二T/R开关（11）的发射通道传送到惰性气体原子核线圈（12）时，第二T/R开关（11）断开与第二前置放大器（13）的连接。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，射频回波信号通过第二T/R开关（11）的接收通道输入到第二前置放大器（13）进行放大时，第二T/R开关（11）断开与第二功率放大器（10）的连接。
5.根据权利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，所述的惰性气体包括氙、氦、氪。
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