CN109298360A - 水模和磁共振波谱序列的调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种磁共振波谱序列的调试所用到的水模及磁共振波谱序列的调试方法。所述水模用于调试磁共振波谱序列，所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质。该水模可以用来模拟人体组织内的水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试和实验，以检验磁共振波谱序列的有效性。该水模中的水和有机溶质具有相溶性，能均匀分布，配制溶液方便，具有安全性和可靠性的特点，可便捷地评价磁共振波普序列的调试效果。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种水模和磁共振波谱序列的调试方法。
背景技术
磁共振成像系统(Magnetic Resonance Imaging，MRI)的脉冲成像序列中有一种波谱序列即磁共振波普MRS(Magnetic Resonance Spectrum，MRS)，MRS波谱序列的主要作用是获取人体分子水平信息。因为不同化学环境对应不同共振频率，以H为例，可以根据其在磁场下尖锐峰的位置获取其化学环境信息，利用化学环境的信息可以推断化学成分；利用尖锐峰的强弱可以判断成分多少；在波谱序列的开发过程中，要对波谱序列进行调试，这样需要有一种模体能测试调试效果的好坏。
在磁共振系统中，序列是一种扫描成像方法，而波谱序列是成像方法之一。波谱序列通过扫描获取人体组织不同分子内氢元素的共振频率和强度信息，从而诊断人体组织内的病变。而调试波普序列时，为了不使人体长时间处于实验环境中，必须用一种类似人体组织的模型代替。目前，一般可以用猪脑、猪肝代替人体组织进行调试，但这些动物组织不能长时间保存，并且来自于不同动物，具有个体差异性，无法保证每次扫描的模型是一致的，从而影响最终的调试结果。
因此，现有技术使用不便有待改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水模和磁共振波谱序列的调试方法，旨在解决现有磁共振波谱序列的调试效果不理想的技术问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供一种水模，用于调试磁共振波谱序列，所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质。
本发明提供的水模用于调试磁共振波谱序列，该水模内装有由水(即水为溶剂)和有机溶质混溶组成的溶液，当用磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液，即可通过磁共振波谱序列分辨溶液中水的氢原子与有机溶质的氢原子在化学环境下信号频率及强弱模拟人体组织，因此该水模可以用来模拟人体组织内的水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试和实验，以检验磁共振波谱序列的有效性。该水模中的水和有机溶质具有相溶性，能均匀分布，配制溶液方便，具有安全性和可靠性的特点，可便捷地评价磁共振波普序列的调试效果。
本发明另一方面提供一种磁共振波谱序列的调试方法，包括如下步骤：
提供水模；所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，且所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质；
将磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液，得到溶液中的氢质子波谱；
根据所述溶液中的氢质子波谱的信号频率和强度调试所述磁共振波谱序列。
本发明提供的磁共振波谱序列的调试方法基于一种特有的水模，该水模内装有由水和有机溶质混溶组成的溶液，当用磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液即可以得到溶液中的氢质子波谱(包括溶液中水的氢元素与有机溶质的氢元素)，然后根据所述溶液中的氢质子波谱的信号频率和强度调试所述磁共振波谱序列，该调试方法利用所述特有的水模来模拟人体组织内的水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试，以检验磁共振波谱序列的有效性，该调试方法具有安全性和可靠性的特点，可便捷地评价磁共振波普序列的调试效果。
附图说明
图1为水在磁共振波谱中的谱线图；
图2为乙醇在磁共振波谱中的谱线图；
图3为磁共振波谱序列扫描水和乙醇混合溶液得到的谱线图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明实施例提供了一种水模，用于调试磁共振波谱序列，所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质。
本发明实施例提供的水模用于调试磁共振波谱序列，该水模内装有由水和有机溶质混溶组成的溶液，当用磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液，即可通过磁共振波谱序列分辨溶液中水的氢原子与有机溶质的氢原子在化学环境下信号频率及强弱模拟人体组织，因此该水模可以用来模拟人体组织内的水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试和实验，以检验磁共振波谱序列的有效性。该水模中的水和有机溶质具有相溶性，能均匀分布，配制溶液方便，具有安全性和可靠性的特点，可便捷地评价磁共振波普序列的调试效果。
本发明实施例提供的磁共振波谱序列调试用的水模体，优选无磁容器，其内装有水和有机溶质配制成的不同浓度溶液，即以水为溶剂，以有机物为溶质(即有机溶质)组成的溶液，用来作为磁共振波谱序列调试时的测试工具，通过分辨氢质子波谱线来确定调试效果。
进一步地，在所述溶液中，所述有机溶质的质量百分比含量为3％～20％；即所述水与所述有机溶质的质量比为80:20到97：3。在磁共振波谱序列对脑组织扫描时，信号97％由人体组织水中氢原子贡献，其他有机物中氢原子占3％，因此本发明实施例的水模使用97％-80％的水加上3％-20％的有机溶质配制溶液，用来模拟人体组织中不同的含氢原子分子。优选地，在所述溶液中，所述有机溶质的质量百分比含量为3％，即所述水与所述有机溶质的质量比为97：3，以此来更好地模拟人体大脑组织调试磁共振波谱序列。
进一步地，所述有机溶质选自甲醇、乙醇、乙醚和乙酸中的至少一种，优选为乙醇。本发明实施例水模体为密封型水模体，其内溶液优选由乙醇和水配制而成，可以长期保存不改变性质。乙醇易获取、无污染、易保存、对人体无伤害，可以很方便地与水进行配制，很容易改变水模内溶液中乙醇的浓度，从而控制信号的强弱接近实际测量部位的比例，方便评价磁共振序列的调试效果。乙醇的谱线与水的谱线有差别，易于分辨，且乙醇与水具有相溶性，能均匀分布。乙醇与水配制溶液具有易用性，安全性，可靠性等特点。
另一方面，本发明实施例还提供了一种磁共振波谱序列的调试方法，包括如下步骤：
S01：提供水模；所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，且所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质；
S02：将磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液，得到溶液中的氢质子波谱；
S03：根据所述溶液中的氢质子波谱的信号频率和强度调试所述磁共振波谱序列。
本发明实施例提供的磁共振波谱序列的调试方法基于一种本发明实施例特有的水模，该水模内装有由水和有机溶质混溶组成的溶液，当用磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液即可以得到溶液中的氢质子波谱(包括溶液中水的氢元素与有机溶质的氢元素)，然后根据所述溶液中的氢质子波谱的信号频率和强度调试所述磁共振波谱序列，该调试方法利用所述特有的水模来模拟人体组织内的水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试，以检验磁共振波谱序列的有效性，该调试方法具有安全性和可靠性的特点，可便捷地评价磁共振波普序列的调试效果。
人体组织含氢元素分子有多种，化学键也有多种。本发明实施例的调试方法就如同检测人视力时用的字母表，如能看清1.5的那一行字母(如“C”字表、“E”字表)，就证明视力正常能看清其他的东西。
在本公司磁共振机房内进行磁共振波谱序列调试，使用过猪脑、猪肝代替人体大脑进行实验，但是即使在空调房内，也只能保存不超过三天就会腐败变质，发出恶臭，必须更换新的；更换新的猪脑、猪肝后，调试结果改变，由于个体差异性，与之前的调试结果进行比对就变得没有意义。而利用本发明实施例特有的水模拟人体组织内的水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试，以检验磁共振波谱序列的有效性，该调试方法具有安全性和可靠性的特点，可便捷地评价磁共振波普序列的调试效果。
在上述步骤S01中的水模中：以乙醇和水配制成的水模中的溶液为例，如图1所示，为纯水在磁共振波谱中有一条谱线，在4.7ppm附近，相对于四甲基硅烷标准值；图2为乙醇在磁共振波谱中有三条谱线，分别是1.2ppm，3.7ppm，5.2ppm。乙醇的质子波谱(CH3–CH2–OH)，3个1H共振峰分别表示羟基，亚甲基和甲基；在共振谱线下面积的比例为1:2:3；因此与3种原子基团的比例对应；其中，图2(b)为图谱线分辨率改善，能够观察到共振峰的分裂(自旋-自旋耦联)；亚甲基基团能够分为四部分，信号强度的比例为1:3:3:1，甲基基团分为三部分时，比例为1:2:1。图3为磁共振波谱序列扫描水和乙醇混合溶液得到的谱线图，4.7ppm附近水峰是被压缩的峰，磁场越均匀峰线越细。
人体组织内(除骨外)氢原子占9％，而人体内水含氢原子占95％以上，不同分子内氢原子核化学位移不一样，从而产生频率略有不同，会产生不同谱线。通过控制乙醇在水中的质量比，可以模拟出人体组织内水与其他含氢原子的组织，从而代替人体进行调试实验。
本发明实施例调试的方法所使用的水模不涉及到人安全风险以及一系列道德伦理评估；与用猪脑、猪肝(猪脑、猪肝不能长时间保存，且易腐败变质容易获取)代替人体组织进行实验相比，本发明实施例的水模中的溶液易于配制，乙醇与水互溶能均匀分布，对环境无毒、无害、无污染。乙醇的谱线与水的谱线有差别，易于分辨。易于调节水模内溶液中乙醇的浓度，从而控制信号的强弱，方便评价序列的调试效果。
进一步地，在上述步骤S02中：磁共振波谱序列为磁共振成像系统提供，如核磁共振仪。
本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
一种水模：
包括：φ200mm的无磁球形水模体(如有机玻璃)，以及装于内部空间的由质量百分比为80％的纯水和20％乙醇水溶液(含95％乙醇)混合组成的溶液。
实施例2
一种水模：
包括：φ200mm的无磁球形水模体(如有机玻璃)，以及装于内部空间的由质量百分比为95％的纯水和5％乙醇水溶液(含95％乙醇)混合组成的溶液。
实施例3
一种磁共振波谱序列的调试方法，包括如下步骤：
S11：提供实施例1或实施例2所述的水模；
S12：将磁共振波谱序列扫描上述水模中的溶液，得到溶液中的氢质子波谱；
S13：根据所述溶液中的氢质子波谱的信号频率和强度调试所述磁共振波谱序列。
磁共振波谱序列对实施例1的水模内20mm3区域扫描收集信号分析氢质子波谱信号，在磁体均匀性，机器状态理想情况下，可以看到3个乙醇分子中氢元素产生的波谱峰。在同样情况下，对实施例2的水模扫描可以看到3个乙醇峰减弱接近4倍。
另外，可以通过多次在MRI上扫描磁共振波谱序列可以确定一个检测调试的产品标准，从而检测机器调试效果，检测峰值的绝对数值，因各厂家机器性能不一样而有所不同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磁共振波谱序列的调试方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供水模；所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，且所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质；
将磁共振波谱序列扫描所述水模中的溶液，得到所述溶液的氢质子波谱；
根据所述溶液的氢质子波谱的信号频率和强度调试所述磁共振波谱序列。
2.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，在所述溶液中，所述有机溶质的质量百分比含量为3％～20％。
3.如权利要求2所述的调试方法，其特征在于，在所述溶液中，所述有机溶质的质量百分比含量为3％。
4.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述有机溶质选自甲醇、乙醇、乙醚和乙酸中的至少一种。
5.如权利要求4所述的调试方法，其特征在于，所述有机溶质为乙醇。
6.如权利要求1-5任一项所述的调试方法，其特征在于，所述水模用于模拟人体组织。
7.如权利要求1-5任一项所述的调试方法，其特征在于，所述水模体为密封型水模体。
8.一种水模，用于调试磁共振波谱序列，其特征在于，所述水模包括水模体和盛装于所述水模体中的溶液，所述溶液包括水和溶于所述水中的有机溶质。
9.如权利要求8所述的水模，其特征在于，在所述溶液中，所述有机溶质的质量百分比含量为3％～20％；和/或
所述有机溶质选自甲醇、乙醇、乙醚和乙酸中的至少一种。
10.如权利要求8所述的水模，其特征在于，所述水模体为密封型水模体；和/或
所述有机溶质为乙醇。
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