FI89211C

FI89211C - Saett och apparat foer att erhaolla kaernmagnetsk resonans-spektra

Info

Publication number: FI89211C
Application number: FI852048A
Authority: FI
Inventors: Paul Arthur Bottomley
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1985-05-22
Publication date: 1993-08-25
Also published as: DE3575605D1; KR860001388A; FI852048L; US4629988A; EP0167127B1; EP0167127A3; JPH0349253B2; IL75501A0; KR900002468B1; JPS6135339A; FI89211B; EP0167127A2; FI852048A0; IL75501A

Description

8921 1

MENETELMÄ JA LAITTEISTO YDINMAGNEETTISEN RESONANSSIN MUUTOS-SPEKTRIN HANKKIMISEKSI - SÄTT OCH APPARAT FÖR ATT ERHÄLLA KÄRN-MAGNETISK RESONANS-SPEKTRA

Keksinnön tausta Tämä hakemus kohdistuu ydinmagneettiseen resonanssikuvaukseen ja, yksityiskohtaisemmin, menetelmään ja laitteistoon magneettisen resonanssin kemiallisen muutoksen spektroskopisen informaation hankkimiseksi, joka on paikallistettu valittuun kiekkomaiseen näyteosaan, käyttäen pintakelaa ainakin vastaanottoantennille vaatimuksen 1 johdannon mukaisesti.

On tunnettua, että parannetun täyttökertoimen ja rajoitetun ava-ruusherkkyyden vuoksi, mikä huomattavasti vähentää ilmaistua Johnson-melua näytteestä, pintakelat aikaansaavat parannetut signaali-melu-suhteet, laajatilavuuksisilla keloilla, paikallistettujen magneettisten resonanssispektrikuvaussignaalien ilmaisemiseksi. Tämä kyky parannetun signaali-melu-suhteen aikaansaamiseksi antaa pintakeloille suositun vaihtoehdon matalan herkkyyden omaavien ytimien resonanssispektroskooppista kuvausta varten elävässä kudoksessa, kuten 31P- ja 13P-ytimet. Kuitenkin on myös hyvin tunnettua, että erilaisia probleemeja syntyy, kun käytetään pintakeloja tutkittaessa kudoksia, jotka ovat syvällä pinnan alla, missä aiheutuu haitallisia spektrieriä välissä ole-. . .vasta pintakudoksesta.

On ehdotettu pintakelan sijainnin parantamista käyttämällä staattisen magneettikentän profiloivia gradientteja, kuten "topical magnetic resonance" (TMR)-tekniikkaa, jota R.E. Gordon on --selostanut "Nature":ssa, 287, sivu 763 (1980), vaikka tässä eh-dotettu ratkaisu vaatii sangen suuren jatkuvan voiman syöttämisen TMR-profilointikeloille kehon skannereissa. On myös ehdotettu käytettäväksi syviä ja uudelleen keskittäviä radio-taajuus (RF)--';pulssisarjoja, ollen ehdotuksen tehnyt M.R. Bendall julkaisussa J. Magn. Reson., sivulla 365 ja seur. (1983), vaikka tällä ratkaisulla näyttää olevan epätyydyttävä pintakudoksen kemiallinen •muutos pintakelan keskiviivasta poispäin. Edelleen on ehdotettu rkäytettäväksi kaksiulotteista Fourier-muuntamisen (2DFT) menetel-• mää RF-kenttägradientin kanssa olennaisesti pintakelan magnetoin- 2 89211 nissa ja säädettäviä RF-pulssipituuksia yksiulotteisen kemiallisen kuvan hankkimiseksi, A. Haase julkaisussa J. Magn. Reson., 55, sivu 164 ja seur. (1983), vaikka seuraava säädettävien RF-pulssi-pituuksien syöttö 2DFT-menetelmässä aikaansaa herkkyyden vähenemisen ja "värähtely" Fourier-piirissä RF-pulssipituuksien arvojen pienelle määrälle aiheuttaa häviöitä avaruusresoluutiossa.

Tästä johtuen on toivottavaa aikaansaada menetelmä ydinmagneet-tisen resonanssi kemiallinen muutos spektroskooppisen kuvausin-formaation hankkimiseksi käyttämällä pintakeloja, ilman huomattavia pintakudoksen spektrieriä ja ilman seurauksena olevia herkkyyshäviöitä tai suhteellisen suurta jatkuvaa voimantarvetta.

Lvhvt yhteenveto keksinnöstä

Keksinnön mukaan menetelmä ja laitteisto tarkkaan kontrolloidun syvyys-hajoitetun pintakelaspektrin aikaansaamiseksi elävän kudoksen sovellutuksissa, käsittäen vaiheet: ainakin valitun näytetilan tilapäinen magnetointi radiotaajuudella (RF) magneettikentällä; staattisen magneettikentän aikaansaaminen, RF-kentän läsnäollessa aikana, magneettikenttägradientilla suunnassa, joka on olennaisesti kohtisuorassa pintakelan tasoon nähden; RF-kentän taajuuden ja magneettikentän gradientin voimakkuuden säätäminen selektiivisesti magnetoimaan ytimet valitussa näyte-tilassa, ennalta määrätyllä etäisyydellä pintakelan tasosta; ja vastaussignaalin vastaanotto pintakelalla, jonka signaalin ovat lähettäneet ytimet valitusti magnetoidussa näytetilassa, ku-vausinformaation hankkimiseksi siitä.

Kapea-kaistalevyisen selektiivisen magnetointipulssin ja syötetyn gradienttikentän yhdistelmä magnetoi litteän ydintason, joka on samansuuntainen pintakelan tason kanssa, ollen valitun tason .paksuus ja sijainti tarkasti määritetty RF magnetoinnin taajuudella ja kaistaleveydellä ja gradienttikentällä.

Herkän tilan laajuus valitussa tasossa on rajoitettu vain vas- 3 89211 taanottopintakelan halkaisijalla ja vastaanottopintakelan etäisyydellä herkästä tasosta. RF-magnetointisarja voidaan syöttää: vastaanottopintakela-antenniin; toiseen samankeskeiseen pintakela-antenniin, jolla voi olla suurempi halkaisija kuin vastaanottopin-takelalla; tai konventionaaliseen suuren tilavuuden RF-kelaan, joka on suunnattu siten, että sen magnetointikenttä on olennaisesti kohtisuorassa vastaanottokelan keskiviivaa vastaan. Suuremman tilavuisen tai pintaisen RF-magnetointikelan käytöllä on se etu, että se aikaansaa yhtenäisen RF-magneettikentän valitun tilan poikki, täten tehden mahdolliseksi tarkasti 90° ja 180° RF-pulssi-en hankkimisen, ja konventionaalisen spintila-(Ί^)-relaksaatio-aika- (180°-r-90e)-sarjojen, spinspin-T2-relaksaatioaika (90°-t-180°)-sarjojen, ja muiden NMR-mittaussarjojen toimeenpanon suorittamisen.

Tässä suositussa toteutuksessa selektiivisiä magnetointisarjoja käytetään magnetoimaan pintakelan suuntainen taso määrittämään hyvin paikallistettu tila käyttämään, mutta ei ole rajoitettu siihen, RF-pulsseja, joilla voi olla modulaatioverhokäyrät, joilla on Gaussin käyrän tai (sin bt)/bt, missä b on vakio (viitaten sinc-funktioon) muoto, ja voi olla joko toistettujen nimellisten 90° pulssien sarja, 90°-r-180°-pulssien sarja, tai 180°-τ-90°-pulssien sarja. Lisäksi, 1H kemiallisen muutoksen spektroskopiassa elävässä kudoksessa on usein toivottavaa vaimentaa erikoisesti intensiivisiä resonansseja, kuten H20:n vastaava, esimerkiksi, -mahdollistamaan paljon heikompien resonanssien havaitsemisen, . jotka muuten olisivat edellisten pienentämiä, ja tämä on yhdistet-.·. :ty DRESS-menetelmissämme säteilyttämällä lisäksi ei-halutut resonanssit viritetyllä kemiallisella selektiivisellä pulssilla.

Siten on tämän keksinnön kohteena aikaansaada uusi menetelmä NMR-syvyyskemiallisen muutoksen spektroskooppisen kuvaustiedon hankkimiseksi paikallistetussa tilassa tasossa, joka on samansuuntainen vastaanottoantennin pintakelan tason kanssa.

.Tämän keksinnön toinen kohde on aikaansaada uudet menetelmät - konventionaalisten τα- ja T2-relaksaatioaikasarjojen syöttämiseksi paikallistettuun tilaan aikaansaamalla yhtenäinen RF-magnetointi- « 89211 kenttä tämän tilan poikki.

Tämän keksinnön kohteena on lisäksi aikaansaada uudet menetelmät ei-haluttujen NMR-signaalien vaimentamiseksi yksityisistä kemiallisesti muutetuista resonansseista, jotka johtuvat paikallistetusta tilasta.

Tämän keksinnön kohteena on vielä aikaansaada uusi menetelmä NMR-signaalien signaali-melu-suhteiden parantamiseksi käyttämällä NMR-pintakelailmaisimia. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston tunnusomaiset piirteet on esitetty yksityiskohtaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa.

Ly hy t_s e 1 os t us_p^.i r us ^ uk s i s ta

Kuva 1 on perspektiivinen näkymä pintakela-antennista ja kiekkomaisesta kuvaustilasta siihen yhdistettynä, lisättynä vaihtoehtoiseen magnetointiantenniin, ja käyttökelpoinen tämän keksinnön periaatteiden ymmärtämiseksi; uva la on kolmi-ulotteinen piirros esittäen pyöreän NMR pinta-vastaanottokelan herkkyyttä, sen X-2 tasoon nähden, sy-;:· vyyden ollessa puolet kelan säteestä; . ;uvat 2a-l ja 2a-2 ovat sarja aika-koordinoituja käyriä kuvaten vastaavasti magneettigradienttia ja RF pintakelamagne-tointi/vastaussignaalin aallonmuotoja ensimmäiselle (toistetut 90° pulssit pintakelamagnetoinni1la ) DRESS syvyysspektroskopialle;

Kuvat 2b-l, 2b-2 ja 2b-3 ovat sarja aika-koordinoituja käyriä kuvaten vastaavasti gradienttimagnetointia, erillistä magnetointi RF kenttää ja RF signaalin vastausta pintake-• _ lalla vastaanotettuna, samalle toistettuna 90° pulssisar- ja erillisellä magnetointi- ja vastausantennilla;

Kuvat 3a-1, 3a-2 ja 3a-3 ovat sarja aika-koordinoituja käyriä esittäen vastaavasti magneettigradienttia ja RF pintake-1 an magnetointi/vastaussignaali aallonmuotoja toiselle 5 89211 (toistettu 90°- \* -180° , T^) DRESS kuvausmenetelmälle erillisin magnetointi- ja ilmaisuantennein;

Kuvat 3b-l, 3b-2 ja 3b-3 ovat sarja aika-koordinoituja käyriä esittäen vastaavasti magneettigradienttia ja pintakela RF signaaleja vielä yhdelle (toistettu 180°-^-90°, T ) DRESS syvyysspektroskopiamenetelmälle erilaisin magnetointi- ja ilmaisuantennein; ja

Kuvat 3c-l, 3c-2 ja 3c-3 ovat sarja aika-koordinoituja käyriä esittäen vastaavasti magneettikenttägradienttia, magne-tointikenttää syötettynä erillisellä magnetointiantenni1-la ja RF vastaussignaaleja pintakelaantennissa toista DRESS syvyysspektrosskopiamenetelmää (kemiallisten muu-tosresonanssien intensiteetin vaimentamiseksi) varten.

ϋ£!ΐ£ίί1ί12Ι1_Σ.1<£ίΐΖί£^2!ΐΐ®ίί2£ί1_®£ΐ°ΕίΗ£

Viitaten aluksi kuviin 1 ja la, laite 10 käyttää pintakelaa 11 hankkimaan NMR spektrosskooppista informaatiota, kuten vedyn •· i 13 31 • -' · ( H), hiilen ( C), fosforin ( P), ja vastaavien ytimien jakau- ·;· tumista kiekkomaisen tilan 12 sisällä, jonka paksuus on T ja säde R, etäisyydellä D olennaisesti pyöreän pintakelan 11 keski-: osta 11a. Kuvaustila 12 on tasossa 14 samansuuntaisena pintake- • la-antennin 11 tason kanssa. Esitystarkoituksia varten pintake-·’ la-antenni 11 on sijoitettu X-Z tasoon kolmiulotteisessa suorakulmaisessa koordinaatistossa, ja määrittää pisteen y=0, sen Y suunnassa. Taso 14 on myös X-Z tasossa, etäisyydellä y=D kelan • *’ 11 tason yläpuolella. Kuvauskiekon 12 keskiä 12a on myös y akse lin yläpuolella. RF energiaa vastaavasti, joka aikaansaadaan pintakelan liitinparissa 11b, pintakela 11 aikaansaa RF magneet-tikentän F1 suunnassa Y. Vastavuoroisuusperiaatteen mukaan jokainen vastaanotettu RF kenttä F1 suunnassa Y indusoi RF virtoja • pintakelassa 11, mikä aikaansaa näyttökelpoisen signaalin kela- ‘ ' liittimissä 11b. Kiekkomainen tila 12 ja pintakela 11 on sijoitettu tilaan, joka on olennaisesti pallomaisen kuvaustilan keskustassa, joka voidaan määrittää toisella RF kelalla, kuten sy- 6 89211 1interimäinen kelatiia 16, jolla on slgnaaliliittimet 16a, tai toisella olennaisesti pyöreällä pintakelalla 16', jolla on liittimet 16'a, ja jolla on säde R' paljon suurempi kuin ensimmäisen pintakelan 11 säde A. Jos käytetään tilakelaa 16, sen keskiviiva on sijoitettu Z suuntaan; jos käytetään toista pintakelaa 16' , sen taso on olennaisesti samansuuntainen, t.s. X-Z tasossa, pintakelan 11 ja kuvaustilan 12 tasoihin nähden, t.s. X-Z tasoissa. Jokainen lisäantenni 16 on niin suunnattu, että se aikaansaa toisen RF magneettikentän F2, mieluummin suunnattuna olennaisesti suuntaan, t.s. X akselin suuntaan, joka on pääasiassa kohtisuorassa ensimmäisen RF magneettikentän F1 suuntaan, t.s. Y akselin suuntaan, ja molemmat kentät F1 ja F2 ovat keskenään kohtisuorassa staattisen magneettikentän Bq suuntaan, t.s. Z suuntaan, joka kenttä B on aikaansaatu läpi kiekkomaisen kuvaustilan 12. Pin- o takelaa 11 käytetään ainakin vastaanottoon, ellei myös magnetoin-tiin, NMR spektroskooppiselle kuvausvastaukse11 e ytimistä, jotka sisältyvät kuvaustilaan 12. Jos pintakelaa 11 käytetään sekä magnetointiin että NMR signaalin ilmaisuun, tai jos toista, suurempaa keskeistä pintakelaa 16' käytetään magnetointiin, silloin molemmat RF kelat F1 ja F1' ovat samassa suunnassa.

Kuva la on kolmiulotteinen piirros esittäen herkkyttä S, jaettuna mielivaltaisiin yksiköihin pitkin pystysuoraa akselia 18, pyöreälle NMR pintakelalle 11, jonka säde on A, funktiona asemasta pitkin X vaakasuoraa akselia 19 ja Z vaakasuoraa akselia 20 kohtisuorassa siihen nähden, tasoa 14 varten, joka sijaitsee syvyydellä Y=D yhtä suuri kuin puolet pintakelan säteestä A pintakelan 11 yläpuolelle, kun pintakelaa käytetään sekä magnetointiin että NMR signaalin vastaanottoon. Kumpikin vaakasuora akseli 19 ja 20 ulottuu etäisyydelle 2A, t.s. -A:sta +A:han X=0 ja Z=0 linjojen ympäri; X=0, Z=0 piste sijaitsee tason keskustassa ja sattuu yhteen kiekon 12 akselin suuntaisen keskipisteen 12a kanssa ja pitkin linjaa läpi pintakelan akselin suuntaisen keskipisteen 11a. Pintakelan 11 herkkyys S pienenee syvyyden D=A/2 kasvaessa, ja on noin puolet herkkyydestä S, joka on esitetty syvyydellä D = A. Voidaan nähdä, että syvyydellä D yhtä kuin puolet pintakelan säteestä A, kiekkomaisen tilan 12 korkeasti herkkä kuvaussäde 7 89211 R käsittää alueen noin ^A/2, sekä X että Z suunnissa. Suhteellisen herkkyyden X tai Y suunnille suuremmilla kuin noin A/2 etäisyyksillä määrittää kiekkomaisen kuvaustilan 12 tehollinen säde R, t.s. säde R on suunnilleen A/2.

Pintakelan 11 säde A on mieluummin (mutta ei välttämättä) pantu etäisyydelle D halutusta kuvaustilasta 12 siten, että D<A/2. Magnettikenttägradienttikelojen sarjaa, kaaviollisesti esitetty keloina 22b ja 22b', kaikkien kelojen 11 ja 16 tai 16' muodostaman tilan ulkopuolella, käytetään aikaansaamaan magneettigradien-

tin G suunnassa, esim. pitkin Y akselia, olennaisesti kohtisuo-P

raan tasoa vastaan, esim. X-Z taso, jossa pintakela 11 on. Mag-nettikenttägradienttien keloja 22c ja 22c' voidaan käyttää tuottamaan gradientti G^ pitkin X akselia jos pintakela oli sijoitettu Y-X tasoon. Gradienttikelat 22a ja 22a’ tuottavat gradientin samassa tasossa pintakelojen kanssa, jotka ovat X-Z tai Y-Z tasoissa, ja voidaan käyttää NMR signaalien magnetoimiseen kiekkomaisista tiloista, jotka ovat kohtisuorassa tai leikkaavat pinta-poistotason 11. Kohtisuoran gradienttikentän G^ voimakkuus on asetettu arvoon, selektiivisen RF pulssin läsnäollessa, kuten jäijempänä selostetaan, magnetoimaan selektiivisesti ytimet T ; paksuisessa laatassa suunnilleen tasossa 14, halutulla etäisyy-I" dellä D halutussa, esim. Y akselin (kuten esitetty kuvassa 1), suunnassa, pintakelan 11 tasosta (jolla Y akselin y=0 arvo on * *· määritetty ) .

.*.· Viitaten nyt kuviin 2a-l ja 2a-2, pintakelaa 11 voidaan käyttää sekä magnetointi-lähetin että vastaus-signaali-vastaanotto anten-: · : neissa; lisäantennia 16 tai 16' ei silloin tarvita. Siten, en-:*·*- simmäisessä nykyisin suositussa selektiivisen nagrtetoinnin esi-merkissä tasossa, joka on samansuuntainen pintakelan kanssa, ‘ ' joka määrittää paikallistetun tilan, pintakelaa 11 käytetään *··-' sekä toistettujen 90· selektiivisten pulssien magnetointisignaa-:*·.· Iin lähettämiseen, että kuvausvastaussignaalien vastaanottami-' seen. Gradienttikenttä (kohtisuorassa tason 14 pintaa vas taan, t.s. Y suunnassa) syötetään positiivis-napaisena signaali-pulssina 25, jolla on suunnilleen vakio huippuosa 25a aikojen 8 89211 t ja välillä. Gauss-moduloitu tai sinc-funktio-moduloitu RF 90° selektiivinen pulssisignaali 26 on syötetty pintakelaan 11 tuottamaan RF kentän F, aikojen tQ ja rvälillä, esiintyen puls-sihuippuaikana t^· suunnilleen pulssiosan 25a keskipisteessä. 90° selektiivistä RF magnetointipulssia 26, ja pulssiosan 25a voimakkuutta vastaava kuvausalueen 12 syvyys D, pintakelan tason yläpuolella, on valittu. Sen jälkeen gradienttikentän nega-tiivis-napais ta osaa 25b on käytetty ytimien uudelleen vaiheistamiseen. RF vastaussignaali 28, joka on säteilytetty uudelleen vaiheistetuilla ytimillä magnetoidussa kiekkomaisessa tilassa 12, esiintyy RF kenttänä F1 ja vastaanotetaan pintakelalla 11, jolloin signaalissa 28 esiintyy pintakelan liittimien 11b välillä. Signaali 28 on kerätty jollekin ajanjaksolle T alkaen t_ : s 3 ssa, tai sen jälkeen, esimerkiksi, pisteessä kun negatiivinen gradienttilohko 25b pienenee nollaan, minkä jälkeen mitään syötettyä gradienttia ei esiinny tiedon hankinnan aikana. Lisä Gp pulssit 25', joilla on olennaisesti vakio huippuosa 25'a, jota seuraavat negatiiviset lisä uudelleenvaiheistusosat 25'b, voidaan toistaa niiden välisin toisotoajoin T , ja lisä 90° selektiivisillä RF magnetointipulsseilla 26', aikaansaamaan yhdistetyt uudelleenvaiheistetut lisä Rf vastaussignaalit 28'. Koska jokainen vastaussignaali 28, 28', ... käsittää informaation, joka kykenee, FT prosessissa, tuottamaan koko kiekon 12 kemiallisen muutosspektrin, lisävastauksia 28', ... voidaan käyttää hy väksi signaalin keskiarvon laskemiseen, tai, jos virtojen suhde gradienttikelojen, jotka tuottavat G ja G_:n, kahdessa puolik-

P D

kaassa (esim., 22b ja 22b' jos käytetään y gradienttia) on muutettu, kuvatun alueen 12 syvyys D voidaan sijoittaa vastaavasti lähemmäksi, ja kauemmaksi, pintakelan 11 tasosta. Signaalin RF vaihe, kuten on osoitettu vaihenuolilla 26a ja 26a', voi olla vaihtoehtoisesti käännetty vaimentamaan virheelliset vapaa-induktio- vaimennus vastaukset .

31

Esimerkiksi P spektroskooppista kuvausta varten, resonanssi taajuudella noin 25.3 MHz., toistoaikavälillä T noin yksi sekun- Γ ti, kuvauskiekon 12 paksuuden T ollessa noin 12 mm se on havaittavissa 35 mm:n syvyydellä D pintakelan 11 tason alapuolella 9 89211 lähetys/vastaanottoantenni kelan säteen A ollessa noin 32,5 mm.

Viitaten nyt kuviin 2b-l, 2b-2 ja 2b-3, signaa1iaa 11onmuodot on esitetty nykyisin suositulla menetelmällä käyttäen toiseen magneto inti1ähetykseen sy1interimäistä tilakelaa 16, tai pintakelaa 16' vastaus-signaali-vastaanotto pintakelan 11 kanssa. Jälkimmäisessä tapauksessa, pääasiassa samaan tasoon sijoitetut kelat 16' ja 11 voivat vaatia irtikytkemisen toisistaan, kuten käytettäessä ensimmäistä, samansuuntaista päällekkäistä paria diodeja 21 vastaanottopintakelan liittimien 11b välissä, ja toista, päällekkäistä paria diodeja 21' sarjassa magnetointipintakelan 16' kanssa ja yhden sen liittimen 16'a kanssa (kuten kuvassa 1 on esitetty). Erillisellä pintake1alähetysantenni11 a 16' voi olla säde R' noin 140 mm, käyttöä varten pienempi sateisen esim. säde A noin 32,5 mm vastaanottopintake antennin 11 kanssa tarkoituksella aikaansaada yhtenäinen magnetointikenttä kuvaustilan 12 läpi. RF 90° selektiivinen magnetointisignaali on syötetty lähettimellä pintakelan 16' liittimiin 16'a, synnyttämään 90° selektiivisen magnetointisignaalipulssin 30. Pulssi signaalilla 30 on Gaussin tai sinc funktion modulaatio verhokäyrä, jonka huippu on ajassa t_, jonka aikana kohtisuora gradientti G kent- 5 p tä, esim. Y suunnassa, on vastaavan olennaisesti vakion pulssin 32 huippuosalla 32a kooltaan G^. Kuten kuvan 2a selektiivinen 90° RF pulssisarja, 90° selektiivinen RF pulssi 20 esiintyy ajan

(t ) jolloin gradienttiosa 32a alkaa ja ajan (t_), jolloin posi-4 O

tiivinen gradienttiosa 32a loppuu, välissä; negatiivinen kohtisuora gradienttiosa 32b, alkaen aikana seuraa tämän jälkeen ja käytetään vaiheistamaan uudelleen mägnetoitujen ytimien spi-nit. Vastaanottoanetennin 11 signaali voidaan lukita lähetyksen ajaksi diodeilla 21, kuten osassa 33; saatu vastaussignaaliosa 34 esiintyy ajan t^ jälkeen ja ennen seuraavaa magnetointipuls-sisarjaa, joka alkaa aikana t ' . Vastaus signaali 34 on kerätty aikajaksoa T varten alkaen ajankohtana T tai sen jälkeen, esi-S f merkiksi, pisteessä jolloin syötetty gradientti pienenee nollaan. Suurempi sateinen pintakela 16' ei saa mitään magnetointia ajankohdasta t^ ajankohtaan t ' , jolloin esiintyy gradienttipulssin 32'a ja 90° selektiivisen RF magnetointipulssin 30' seuraava 10 8921 1 toisto. Siten aikojen t ja t^' ero on pulssin toiston aikaväli T : toisen kohtisuoran gradienttiosan G koko voi olla sama

r p D

koko (kuin osalla 32’a) ja sitä käytetään signaalin keskiarvolas-kentaan, tai voidaan käyttää erilaisiin virtasuhteisiin gradient-tikeloissa (esim. 22b ja 22b') aikaansaamaan magnetoidun kiekon 12 syvyyden pysymisen samana, ollen pienennetty tai suurennettu, vastaavasti, seuraavan vastaussignaaliosan 34' tuottamista varten .

Molemmissa 90° selektiivisissä RF magnetointisarjoissa, kuten kuvissa 2a ja kuvissa 2b on esitetty, toistettava magnetointi samalla syvyydellä, asetettuna omaamalla monia tilan määrittäviä gradienttitasoja 25a, 25'a, ... amplitudeiltaan olennaisesti samoja, voi vaatia, että RF aallonmuodon vaihe on käännettävä vaihdellen selektiivisen magnetoinnin pulsseja 26, 26', ..., t.s.

jokainen pulssi 26 tai 30 alkaa RF kantoaallolla, jolla on positiivinen napaisuus kuten nuolilla 16a tai 30a on esitetty, RF magnetointipulssit vaihdellen 26' tai 30' alkavat negatiivis-napaisilla kantotaajuusaalloilla kuten nuolilla 26a' tai 30a’ on esitetty. On ymmärrettävä, että sama magnetointisarja ja magne-tointivastaussarja voidaan hankkia jos tilakelaa 16, sylinterin ... tai muun muotoinen, käytetään tuottamaan kenttä F2, mieluummin • kuin suurempisäteistä toista pintakelaa 16'; edellisessä tapauk-. sessa magnetointikenttä F2 (vastaten signaaliaallonmuotoja, jotka ' ovat identtisiä kentän F1 ' kehittämien kanssa) on kohtisuorassa saadun pintakelan kenttää F1 vastaan, molempien kenttien F1 ja F2 ollessa keskenään kohtisuorassa syvyys-valitun gradienttikentän G suuntaa vastaan.

P

: Kuvat 3a-l ja 3a-2 esittävät nykyisin suosittua menetelmää sy-vyysnalysoidulle pintakelaspektroskopialle käyttäen suurihalkai-sijaista, erillistä pintakelaa 11 tai tilakelaa 16 magnetointilä-“ hetykseen, 90°- u -180° spin-kaiku (T,,) sarjalla, jossa T on aika 90° ja 180° pulssien keskipisteiden välillä. 90° selektiivisellä ·; RF magnetointisignaalipulssilla 35 on Gaussin tai sinc funktion verhokäyrä ja se syötetty, kelan 16 tai 16' kautta, ajan t ja ajan t^ välillä minkä kuluessa positiivisen gradientti G^ pulssin 11 89211 36 huippuosa 36a on halutussa voimakkuudessa G^ kiekkomaisen tilan 12 magnetoimiseksi halutulla syvyydellä D pintakelan 11 tason yläpuolella. 90° pulssi 35 saavuttaa maksimi amp 1itudin ajassa t^, sijaiten olennaisesti ajan t^ ja ajan t^ keskivälillä. Positiivista gradienttipulssia 36 seuraa uudelleenvaiheistava negatiivinen G lohkopulssi 36b. Aikana T , suunnilleen ajan T al-P 3 kuajan t^ jälkeen (jona aikana lohko 36b on palannut olennaisesti nollakokoon) syötetään 180° epäselektiivinen RF magnetointisig-naalipulssi 37 magnetointiantenniin 16 tai 16*. Magnetoitujen ydinten spinit, jotka on uudelleenvaiheistettu nutaatiolla läpi 180° pulssilla 37, aikaansaavat spin-kaikukuvausvastaussignaalin 38, alkaen epäselektiivisen pulssin 37 lopussa (t.s. aikana t^). Signaali 38 on vastaanotettu ilmaisinkela1la 11 aikavälin Tg kuluessa yhden 90°-'^-180° pulssisarjan päättymisen ajan t^ ja seuraavan 90°-'TT -180° pulssisarjan alun välillä, esim. ollen sarjalla seur^ava 90° selektiivinen RF signaalipulssi 35' (aikana t 1 :sta t 1 :aan, kun G gradienttipulssin 36' huippuosa 36a' on vakaa) ja seuraava 180° epäselektiivinen RF signaalipulssi 37', alkaen aikana t3' , joka on noin T aikavälin toisen sarjan alkamisajan tQ ' jälkeen ja päättyen aikana t^' . Kuten edellä, etäisyys D kuvatusta kiekosta 12 (antenni tason 11 alapuolella, herätettynä gradienttipulssin 36' voimakkuudella G^ ja virtojen suhteella gradienttikelan kahdessa puolikkaassa) voi pysyä samana tai pienentyä tai kasvaa. Vaihetta, osoitettuna nuolilla 35a ja 35aa, voidaan vaihtaa peräkkäisissä signaalipulsseissa vaimentamaan haitallisia vapaa-induktio-vaimennussignaaleja.

Kuvt 3b-l ja 3b-2 esittävät nykyisin suosittua menetelmää syvyys-analysoidulle pintakelaspektroskopialle käyttäen jälleen suuriti-laista kelaa 16 tai suurihalkaisijaista pintakelaa 16' magnetoln-nin lähetykseen, mutta 180°-^-90° () sarjalla. 180° epäselektiivinen RF magnetointisignaalipulssi 40 on syötetty, kelojen 16 tai 16' kautta, ajan tQ ja ajan t^ välillä. Selektiivisesti magnetoitujen ytimien spinit on käännetty 180° pulssilla. Aikana t^, suunnilleen ajan T alkuajan t^ jälkeen, syötetään 90° selektiivinen RF magnetointisignaalipulssi 44, jolla on Gaussin tai sinc funktion verhokäyrä, antennikeloihin 16 tai 16'. Magnetoi- 12 8921 1 tujen ytimien spinit on kierretty pintakelan 11 tasoon ja aikaansaavat kuvausvastaussignaalin 46 alkaen selektiivisen 90° pulssin 44 päättymisen jälkeen aikana t^. Aikavälin t3:sta t4:ään kuluessa on syötetty positiivinen gradienttipulssi 42 kuten edellä, :n halutulla voimakkuudella 42a:ssa tekemään mahdolliseksi kiekkomaisen tilan 12 valinnan halutulla syvyydellä D pintakelan 11 tason yläpuolella. Positiivista gradienttipu1ssia 42 seuraa uudelleen vaiheistava negatiivinen G lohkopulssi 42b. Signaali 46 on vastaanotettu ja kerätty pintakelalla 11 aikavälin T kulu- s essa alkaen jonakin aikana t^:n jälkeen (mieluummin kun gradient-ti on nolla), t.s. aikavälillä ensimmäisen 180°- i_-90° pulssisar-jan päättymisen ja seuraavan 180°-^-90° pulssisarjan alkamisen välillä, esim. sarja, jolla on seuraava 180° epäselektiivinen RF signaalipulssi 44', alkaen aikana t^', keskitettynä aikavälille T toisen sarjan alkupulssin 40ä jälkeen. Tässä sarjassa olemme valinneet 90° selektiivisten pulssien 44 ja 44' vaihtamisen, kuten nuolilla 44a ja 44a' on esitetty. Kuten edellä, kuvatun kiekon 12 etäisyys D, antennitason 11 alapuolella, herätettynä gradienttipulssin 42' voimakkuudellaa voi pysyä samana tai pienentyä tai suurentua.

Molemmissa tapauksissa magnetoinnin lähetys yhdellä kelalla ja vastauksen vastaanotto toisella kelalla, esitettynä kuvissa 3a ja 3b, joko 90° tai 180° pulssi voi olla vaihemuutettu häiritsevän vapaa-induktio-vaimennus vastauksien poistamiseksi; ja pulssin valinta, jolla on vaihtuva vaihe, on mielivaltainen. Täten vaihe vaihtelun valinta joko 90° pulssi tai 180° pulssi selektiiviseksi on myös mielivaltainen kuvassa 3(a), samoin kuin kuvassa 3(b). Kuvien 3a ja kuvien 3b sarjat ovat erikoisesti syötettävissä pintakelan Trelaksaatioajän mittalaitteisiin.

Viitaten nyt kuviin 3c-l, 3c-2 ja 3c-3, signaalit on kuvattu toisella nykyisin suositulla menetelmällä syvyys-analysoitua pintakelaspektroskopiaa varten käyttämällä erillistä antennia, joko tilakelaa 16 tai toista pintakelaa 16' (katso kuvaa 1), pitkän 90° selektiivisen magnetointisignaalipulssin 50 lähettämiseksi, joka voi olla sinc. moduloitu muoto tai Gaussin muotoinen 13 8921 1 verhokäyrä kuten edellä. Joka tapauksessa, tämä pulssi 50 on syötetty jokaisen gradienttikentän poissaollessa tarkoituksella selektiivisesti säteilyttää ei-haluttu intensiivinen resonanssi kemiallisen muutoksen spektrissä, esim. H^O ^H:ssa elävän kudoksen NMR kokeessa. Pulssin 50 RF kantoaaltotaajuus on keskitetty ei-halutulle resonanssille. Pulssin 50 pituus on sovitettu niin, että sen magnetointitaajuusspektri olennaisesti vastaa leveydessä ei-halutun resonanssin vastaavaa; mitä lyhempi pulssin 50 kesto t on, sitä leveämpi on sen magnetointispektri . Esimerkiksi, 40 ms pulssi säteilyttää noin 25 Hz kaistaleveyden taajuusalueessa, joka voi vastata H £ 0 resonanssin leveyttä, esimerkiksi.

Selektiivistä pulssia 50 seuraa, lyhyen aikavälin kytkennän jälkeen, toinen selektiivinen, pääasiassa 90° pulssi 52. Selektiivinen pulssi 52 alkaa ajassa (tQ) kun gradientin pulssin 54 tasainen huippuosa 54a on saavuttanut halutun voimakkuuden kiekkomaisen tilan 12 magnetoimiseksi valitulla syvyydellä D pintakelan 11 tason alapuolella, saavuttaa huipun ajassa t ja päättyy myöhempänä aikana t„, minkä ajan jälkeen syötetään negatiivinen uudelleenvaiheistusgradienttiosa 54b. Syvyysanalysoitu spektroskooppinen vastaussignaali 56 on aikaansaatu magnetoiduil-la ytimillä, jotka on kerätty aikavälin Tg kuluessa ennen RF .·- . pulssien sarjan seuraavaa syöttöä, joka voi olla juuri tämän pulssien 50 ja 52 ja gradienttikenttäsignaalin 54 edellisen sar-jän toistaminen. Kuten edellisissä esimerkeissäkin gradientti-”* · pulssin 54 voimakkuus GD voi pysyä samana kuin virtojen suhde *·**" gradienttikelan kahdessa puolikkaassa, vaihdella vastaavasti valiten saman syvyyden D, pienemmän syvyyden D tai suuremman : syvyyden D, kuvaustilassa vastaanottoantennin 11 pintakelan tason ‘ : - yläpuolella, pulssisarjoja peräkkäin syötettäessä. Sinc-funktio-;· - moduloitujen pulssien käyttö on suositeltavaa, koska se magnetoi terävämpiä profiileja käytettynä sekä laatan valinnassa että ei-haluttujen kemiallisten huippujen valinnassa. Kuten edelli-sissä esimerkeissä, yhden tai molempien 90° pulssien 50 tai 52, *:·: vastaavasti, tulee olla vaihe-muutettuja häiritsevän vapaa-induk- tio-vaimennuksen eliminoimiseksi. Pulssit 52 ja 50 eivät tarvitse 90° pulsseja, kuitenkin pulssi 50 on säädetty ei-halutun resonanssin, joka on havaittu Ts:n kuluessa naksimivaimennuksel- 14 8921 1 le. Jos pulssi 52 on 90° pulssi, maksimivaimennus aluksi esiintyy lisäämällä pulssin 50, j'oka on myös 90° pulssi, amplitudia, t.s. maksimi vaimennus esiintyy kun pulssien 50 ja 52 yhdistetty teho on kokonainen lukumäärä 180° pulsseja. NMR signaalien syvyys kemiallinen muutosspektri, joka on pulssin 50 selektiivisen kaistaleveyden ulkopuolella, pysyy olennaisesti muuttumattomana (paitsi jos selektiivisesti vaimennettu huippu joutuu toisten ydinlaatujen kemiallisen vaikutuksen alaiseksi kemiallisessa muutosspektrissä, missä tapauksessa tämä tekniikka aikaansaa mitan tästä vuorovaikutuksesta). Kemiallisen vaimennuspulssin 50 käyttäminen kuvassa 3c voi olla jo sovitettu kuvien 2a, 2b, 3a ja 3b toisiin sarjoihin. Jokaisessa tapauksessa, pulssi 50 on liitetty sarjaan, joka on välittömästi ennen laattaselek-tiivisiä 90° pulsseja 26, 30, 36 ja 44, ja säädetty minimoimaan ei-halutun huipun avustuskuvissa 3c selostetulla tavalla.

Yllä olevia sarjoja voidaan, esimerkiksi, käyttää pintakelan kanssa, jolla on säde A 32,5 mm, kuvausta varten taajuudella noin 62.6 MHz., ollen toisella pintakelalla 16' säde R' noin 140 mm, kuvaamaan kiekon paksuudeltaan T noin 5 mm, pulssin tois-; tosarjalla, jolla on toistoaika noin 4,5 sek. Kuvan 3c esimerkissä, sinc moduloidulla 90° selektiivisellä pulssilla 52 on kestoaika (tg-t^) n°i-n i>2 millisekuntia. Käyttämällä kahta vapaa-induktio-vaimennus vaihemuutettua vastausta keskiarvolas-kennassa, merkityksettömiä kemiallisen muutoksen signaaleja ilmaistiin pintakudoksesta. Kuvien 2b-3c sarjoja on myös suositeltu siksi, että yhtenäisen RF magneettikentän käyttö, sallittu käyttämällä erillisiä magnetoinnin lähetys ja kuvan vastaanotto RF keloja, sallii konventionaalisten T , T , kyllästyssiirron, 1 12 H irtikytkennän , ja liuotinvaimennus RF puissisarjojen käytön, joita sarjoja ei aina voida käyttää yhden pintakelamagnetoinnin lähetys-kuvauksen vastaanottoantennin kanssa. Erillisen magnetoinnin lähetyskelan käyttö pyrkii myös kasvattamaan pintakelan : herkkää tilaa, verrattuna tilaan, joka on havaittu, kun pintake- laa käytetään sekä magnetointiin että vastaanottoon, ilman huomattavaa havaitun Johnson melun kasvua kuvatusta kohteesta.

15 8921 1

Kun muutamia nykyisin suosittuja toteutuksia magneettisesta reso-nanssikuvausmenetelmästämme syvyys-analysoidulla pintakelaspek-troskopialla on tässä selostettu eräin yksityiskohdin, monet muunnelmat ja muotoilut selviävät alan asiantuntijoille. Keksintömme on se vuoksi rajoitettu vain liitteenä olevien patenttivaatimusten piiriin, eikä yksityiskohdilla tai instrumenteilla, joita on esitetty tässä selostettujen nykyisin suosittujen toteutusten selostamiseksi.

Claims

1. Menetelmä avaruusanalysoidun ydinmagneettisen resonanssin kemiallisen muutosspektrin hankkimiseksi näytteen valitusta tilaosasta (12), käsittäen vaiheet: (a) staattisen magneettikentän aikaansaaminen ensimmäisessä suunnassa ainakin valitun näytetilan läpi; (b) pintakelan (11) aikaansaaminen, jonka taso on sijoitettu olennaisesti samansuuntaiseksi kuvattavan valitun näytetilan tason kanssa, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vaiheet: (c) ainakin valitun näytetilan tilapäinen magnetointi radiotaajuisella (RF) magneettikentällä; (d) staattisen magneettikentän aikaansaaminen, RF kentän läsnäollessa aikana, magneettikenttägradientilla suunnassa, joka on olennaisesti kohtisuorassa pintakelan tasoon nähden; (e) RF kentän taajuuden ja magneettikentän gradientin voimakkuuden säätäminen selektiivisesti magneto!maan ytimet valitussa näytetilassa, ennalta määrätyllä etäisyydellä pintakelan tasosta; ja (f) vastaussignaalin vastaanotto pintakelalla, jonka signaalin ovat lähettäneet ytimet valitusti magnetoidussa näytetilassa, kuvausinformaation hankkimiseksi siitä. .·' 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu : edelleen vaiheista: pintakelan valmistaminen omaamaan olen- : naisesti pyöreä muoto ja ennalta määrätty säde A; ja kiekon ) muotoisen kuvattavan tilan valitseminen olemaan etäisyydellä D 17 8921 1 noin nollan ja noin A:n välillä pintakelan tasosta ja keskiön ollessa olennaisesti pitkin pintakelan keskiön läpi kulkevaa linjaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) käsittää vaiheen: näytteen selektiivinen magnetointi olennaisesti 90° selektiivisellä RF signaali-pulssilla magneettikentän gradientin läsnäolon aikana.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) edelleen käsittää vaiheen: RF signaali- moduloiminen selektiivisesti magnetoimaan mainitun näytteen ennalta määrätyn T paksuisen tilan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) edelleen käsittää vaiheen: RF signaalin moduloiminen omaamaan Gaussin verhokäyrä. ;;; 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) edelleen käsittää vaiheen: RF signaalin '· ' moduloiminen omaamaan (sinbt)/bt, jossa b on vakio, verho-käyrä.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: staattisen magneettikentän aikaansaaminen, välittömästi RF kentän luopumisen jälkeen, uudelleenvaiheista- . .. maila kenttägradientinosa, jonka napaisuus on vastakkainen - - vaiheen (d) magneettikentän gradientin napaisuuteen nähden.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: yhden pintakelan käyttö magnetoimaan RF kentän lähettämiseen ja vastaussignaalin vastaanottamiseen. ‘9. ratenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) käsittää edelleen vaiheen: yhden tila- kelan ja toisen pintakelan aikaansaaminen, erossa pinta-kelasta, joka vastaanottaa vastaussignaalin, valitun näyte-tilan selektiivistä magnetointia varten. ie 8921 1

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siltä että signaali on syötetty toisella pintakelalla, ja käsittäen edelleen vaiheen: toisen pintakelan säteen R' valitseminen olemaan suurempi kuin vastaussignaalin vastaanottavan pintakelan säde A.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että toista pintakelaa käytetään RF magnetointisignaalin lähettämiseen ja käsittää edelleen vaiheen: pintakelan ja toisen pintakelan sovittaminen olennaisesti minimoimaan RF vuorovaikutuksen niiden välillä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: toisen pintakelan tason sijoittaminen olemaan olennaisesti samansuuntainen vastaanotto pintakelan tason kanssa.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) käsittää vaiheen: olennaisesti 90° RF signaalipulssin ja olennaisesti 180° RF signaalipulssin aikaansaaminen peräkkäin, erotettuna valitulla aikavälillä, spin-kaiku kuvausvastaussignaalien hankkimista varten vaiheessa (f) .

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vastaanottopintakelaa käytetään myös magnetointi RF si gnaali pulssi sarjan lähettämi seen.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheista: 90° RF signaalipulssin käyttäminen selektiivisenä pulssina esiintyen ainakin osan sitä aikaa, jonka aikana magneettikentän gradientti on läsnä; ja 180° RF signaalipulssin aikaansaaminen epäselektiivisenä pulssina.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: magneettikenttägradientin, jonka napaisuus on vastakkainen vaiheessa (d) aikaansaaden magneettikentän 19 8921 1 gradientin napaisuudelle, aikaansaaminen aikavälillä 90° selektiivisen RF signaalipulssin päättymisen ja seuraavan 180° epäselektiivisen RF signaalipulssin alkamisen välillä.

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: 90° selektiivisen RF signaalipulssin moduloiminen olennaisesti Gaussin verhokäyrällä.

18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: 90° selektiivisen RF signaalipulssin modulointi verhokäyrällä, jolla on muoto (sinbt)/bt, missä b on vakio.

19. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) käsittää vaiheet: valitun tilan magne- tointi olennaisesti 180° RF signaalipulssi11a; ja sitten valitun tilan magnetointi olennaisesti 90° selektiivisellä RF signaalipulsi11a magneettikenttägradientin läsnäollessa ja alkaen ennalta määrätyllä aikavälillä olennaisesti 180° RF signaalipulssin alkamisen jälkeen.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: olennaisesti 90° selektiivisen RF signaa lipulssin moduloimisen Gaussin verhokäyrällä.

21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu ·.· edelleen vaiheesta: selektiivisen 90° RF signaalipulssin modulointi verhokäyrällä, jolla on (sinbt)/bt, missä b on ’väki o, muoto.

22. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta, valitun tilakelan ja toisen pintakelan käyttäminen, eri kuin vastaanottopintakela, ainakin osan vaiheen (c) kohdetilan magnetointi RF kentän syöttämiseksi.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: olennaisesti 90° selektiivisen RF pulssin syöttäminen näytetilaan vastaanottopintakelasta syvyys-vali- so 8921 1 I koivan magneettikenttägradientin läsnäolon aikana; ja olennaisesti 180° epäselekti1vlsen RF signaalipulssin syöttäminen, alkaen valitulla aikavälillä T olennaisesti 90° RF signaalipulssin alkamisen jälkeen, valittuun tilakelaan ja toiseen pintakelaan.

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että selektiivinen RF signaalipulssi on moduloitu Gaussin verhokäyrällä.

25. Patenttivaatimuksen 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että selektiivinen RF signaalipulssi on moduloitu verho-käyrällä, jolla on (sinbt)|bt muoto, jossa b on vakio.

26. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) käsittää vaiheet: valitun tilan magnetoi-minen olennaisesti 180° RF signaalipulssi11a; ja sitten valitun tilan magnetoiminen olennaisesti 90° selektiivisellä RF signaalipulssilla magneettikenttägradientin läsnäollessa ja alkaen ennalta määrätyllä aikavälillä olennaisesti 180° RF signaalipulssin alkamisen jälkeen.

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: olennaisesti 90° selektiivisen RF signaalipulssin modulointi Gaussin verhokäyrällä.

28. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: selektiivisen 90° RF signaalipulssin moduloiminen verhokäyrällä (sinbt)/bt, jossa b on vakio.

29. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: vaiheiden (c)-(f) toistaminen peräkkäin ainakin yhden lisävastaussignaalin hankkimiseksi.

30. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) edelleen käsittää vaiheen: RF kentän toistuva syöttäminen lähettämällä selektiivinen RF signaali- si 89211 pulssi; ja vaihtamalla selektiivisen RF signaalipulssin vai hetta vaiheiden (c)-(f) magnetointivastaussarjan jokaiselle toistolle.

31. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaiheen (c) RF kentän magnetointisarja käyttää sekä 90° että 180° RF signaalipulsseja, ja käsittää edelleen vai heen: vaihevaihtelu yhdessä, mutta ei molemmissa, magnetointi-sarjan pulsseista.

32. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että vaihe (c) käsittää edelleen vaiheen: valitun kemi allisesti muutetun lajin selektiivinen magnetointi näytteessä käyttämällä toista selektiivistä RF signaalipulssia syötettynä, avaruusselektiiviSten magneettikenttägradienttien poissaollessa, ennen valitun tilan magnetointia gradientin läsnäollessa.

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, tunnettu edelleen vaiheesta: toisen selektiivisen RF signaalipulssin säätäminen vaimentamaan vastaussignaalia valitusta kemiallisesti muutetusta laadusta ilmaistuna pintakelalla.

34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu Y: siitä että säätövaihe käsittää vaiheet: kemiallisesti selek- -·- tiivisen pulssi signaalin amplitudin säätäminen aiheuttamaan .···. kaikkien RF pulssien, jotka on kokeiltu mainitulla kemiallisesti valituilla ytimillä mainitussa selektiivisessä näyt-. teessä, olemisen 180°:n kokonaisia kerrannaisia; ja kemialli-sesti selektiivisen pulssisignaalin kaistaleveyden säätäminen aiheuttamaan vain valitun laadun vaimentamisen. :.‘:35. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, tunnettu Y 'siitä että toinen selektiivinen RF signaalipulssi on kokoon-pantu olennaisesti Gaussin käyrällä moduloidusta RF pulssista Y-RF taajuuden ollessa keskitetty vaimennettavaan kemialliseen laatuun. P2 8921 1

36. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että toinen selektiivinen RF signaalipulssi on kokoonpantu olennaisesti (sinbt)/bt moduloidulla RF pulssilla RF taajuuden ollessa keskitetty vaimennettavaan kemialliseen laatuun.

37. Laitteisto avaruusanalysoidun ydinmagneettisen resonanssin kemiallisen muutosspektrin hankkimiseksi näytteen valitusta tilaosasta (12), käsittäen: (a) laitteen staattisen magneettikentän aikaansaamiseen ensimmäisessä suunnassa ainakin valitun näytetilan läpi; (b) pintakelan (11), jonka taso on sijoitettu olennaisesti samansuuntaiseksi kuvattavan valitun näytetilan tason kanssa, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen: (c) laitteen ainakin valitun näytetilan tilapäiseen magnetoin-tiin radio-taajuudella (RF) magneettikentällä; (d) laitteen staattisen magneettikentän aikaansaamiseen, RF kentän läsnäollessa aikana, magneettikenttä gradientilla suunnassa, joka on olennaisesti kohtisuorassa pintakelan tasoon nähden; (e) laitteen RF kentän taajuuden ja magneettikentän gradientin voimakkuuden säätämiseen selektiivisesti magnetoimaan ytimet valitussa näytetilassa, ennalta määrätyllä etäisyydellä pinta-kelan tasosta; ja . (f) laitteen vastaussignaalin vastaanottoon pintakelalla, jonka signaalin ovat lähettäneet ytimet valitusti magnetoidus-sa näytetilassa, kuvausinformaation hankkimiseksi siitä.

38. Patenttivaatimuksen 37 mukainen laitteisto, tunnet-t u edelleen laitteista: pintakelan valmistamiseen omaamaan olennaisesti pyöreä muoto ja ennalta määrätty säde A; ja kiekon muotoisen kuvattavan tilan valitsemiseen olemaan etäi- 23 8921 1 syydellä D noin nollan ja noin A:n välillä pintakelan tasosta ja keskiön ollessa olennaisesti pitkin pintakelan keskiön läpi kulkevaa linjaa.

39. Patenttivaatimuksen 37 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) käsittää laitteen: näytteen selek tiiviseen magnetointiin olennaisesti 90° selektiivisellä RF signaalipulssi 1 la magneettikentän gradientin läsnäolon aikana.

40. Patenttivaatimuksen 39 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) edelleen käsittää laitteen: RF signaalimoduloi ntiin selektiivisesti magnetoimaan mainitun näytteen ennalta määrätyn T paksuisen tilan.

41. Patenttivaatimuksen 40 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) edelleen käsittää laitteen: RF sig naalin modulointiin omaamaan Gaussin verhokäyrä.

42. Patenttivaatimuksen 40 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että laite (c) edelleen käsittää laitteen: RF signaalin modulointiin omaamaan (sinbt)/bt, jossa b on vakio, verhokäyrä.

43. Patenttivaatimuksen 39 mukainen laitteisto, tunnettu edelleen laitteesta: staattisen magneettikentän aikaan saamiseen, välittömästi RF kentän luopumisen jälkeen, uudel-leenvaiheistamalla kenttägradientinosa, jonka napaisuus on vastakkainen vaiheen (d) magneettikentän gradientin napaisuu- . .. teen nähden.

44. Patenttivaatimuksen 39 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteesta: yhden pintakelan käyttämiseksi ..magnetoimaan RF kentän lähettämiseen ja vastaussignaalin ____ vastaanottamiseen. 24 8921 1 1 j

45. Patenttivaatimuksen 39 mukainen laitteisto, tunne t- t u siitä että laite (c) käsittää edelleen laitteen: yhden tilakelan ja toisen pintakelan aikaansaamiseen, erossa pinta-kelasta, joka vastaanottaa vastaussignaalin, valitun näyte-tilan selektiivistä magnetointia varten.

46. Patenttivaatimuksen 45 mukainen laitteisto, tunne t-t u siitä että signaali on syötetty toisella pintakelalla, ja käsittäen edelleen laitteen: toisen pintakelan säteen R' valitsemiseen olemaan suurempi kuin vastaussignaalin vastaanottavan pintakelan säde A.

47. Patenttivaatimuksen 45 mukainen laitteisto, tunnet tu siitä että toista pintakelaa käytetään RF magnetointi-signaalin lähettämiseen ja käsittää edelleen laitteen: pinta- kelan ja toisen pintakelan sovittamiseen olennaisesti minimoimaan RF vuorovaikutuksen niiden välillä.

48. Patenttivaatimuksen 47 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteesta: toisen pintakelan tason sijoittami- seen olemaan olennaisesti samansuuntainen vastaanotto pinta-kelan tason kanssa.

49. Patenttivaatimuksen 37 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) käsittää laitteen: olennaisesti 90° RF signaalipulssin ja olennaisesti 180° RF signaalipulssin aikaansaamiseen peräkkäin, erotettuna valitulla aikavälillä, spin-kaiku kuvausvastaussignaalien hankkimista varten vaiheessa (f) .

50. Patenttivaatimuksen 49 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä että vastaanottopintakelaa käytetään myös magne-tointi RF signaalipulssi sarjan lähettämiseen. 25 8921 1

51. Patenttivaatimuksen 47 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteista: 90° RF signaalipulssin käyttämiseen selektiivisenä pulssina esiintyen ainakin osan sitä aikaa, jonka aikana magneettikentän gradientti on läsnä; ja 180° RF signaalipulssin aikaansaamiseen epäselektiivisenä pulssina.

52. Patenttivaatimuksen 51 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteesta: magneettikenttägradientin, jonka napaisuus on vastakkainen vaiheessa (d) aikaansaaden magneettikentän gradientin napaisuudelle, aikaansaamiseen aikavälillä 90° selektiivisen RF signaalipulssin päättymisen ja seuraavan 180° epäselektiivisen RF signaalipulssin alkamisen välillä.

53. Patenttivaatimuksen 51 mukainen laitteisto, tunne t-t u edelleen laitteesta: 90° selektiivisen RF signaalipulssin modulointiin olennaisesti Gaussin verhokäyrällä.

54. Patenttivaatimuksen 51 mukainen laitteisto, tunne t-t u edelleen laitteesta: 90° selektiivisen RF signaalipulssin modulointiin verhokäyrällä, jolla on muoto (sinbt)/bt, missä b on vakio.

55. Patenttivaatimuksen 50 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) käsittää laitteet: valitun tilan magnetointi in olennaisesti 180° RF signaalipulssi 11a; ja sitten valitun tilan magnetointi in olennaisesti 90° selektii-visellä RF signaalipuisi 1la magneettikenttägradientin läsnä-ollessa ja alkaen ennalta määrätyllä aikavälillä olennaisesti - 180° RF signaalipulssin alkamisen jälkeen. -'· 55. Patenttivaatimuksen 55 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteesta: olennaisesti 90° selektiivisen RF signaalipulssin moduloimi seen Gaussin verhokäyrällä.

57. Patenttivaatimuksen 55 mukainen laitteisto, tunnet-... t u edelleen laitteesta: selektiivisen 90° RF signaalipulssin modulointi in verhokäyrällä, jolla on (sinbt)/bt, missä b on : vakio, muoto . 26 8921 1 I ί

58. Patenttivaatimuksen 49 mukainen laitteisto, tunnet- \ t u edelleen valitusta tilakelasta ja toisesta pintakelasta eri kuin vastaanottopintakela, ainakin osan laitteen (c) kohdetilan magnetointiin RF kentän syöttämiseksi.

59. Patenttivaatimuksen 58 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteista: olennaisesti 90° selektiivisen RF pulssin syöttämiseen näytetilaan vastaanottopintakelasta syvyys-valikoivan magneettikenttägradientin läsnäolon aikana; ja olennaisesti 180° epäselektiivisen RF signaalipulssin syöttämiseen, alkaen valitulla aikavälillä T olennaisesti 90° RF signaalipulssin alkamisen jälkeen, valittuun tilakelaan ja toiseen pintakelaan.

60. Patenttivaatimuksen 59 mukainen laitteisto, tunnet-t u laitteesta selektiivisen RF signaalipulssin moduloimi-seen Gaussin verhokäyrällä.

61. Patenttivaatimuksen 59 mukainen laitteisto, tunnet-t u laitteesta selektiivisen RF signaalipulssin moduloimi-seen verhokäyrällä, jolla on (sinbt)lbt muoto, jossa b on vakio.

62. Patenttivaatimuksen 58 mukainen laitteisto, tunne t- t u siitä että laite (c) käsittää laitteet: valitun tilan magnetoimiseen olennaisesti 180° RF signaalipulssi11a; ja sitten valitun tilan magnetoimiseen olennaisesti 90° selektiivisellä RF signaalipulssilla magneettikenttägradientin läsnäollessa ja alkaen ennalta määrätyllä aikavälillä olennaisesti 180° RF signaalipulssin alkamisen jälkeen.

63. Patenttivaatimuksen 62 mukainen laitteisto, tunnet- t u edelleen laitteesta: olennaisesti 90° selektiivisen RF signaalipulssin modulointiin Gaussin verhokäyrällä.

64. Patenttivaatimuksen 62 mukainen laitteisto, tunne t-t u edelleen laitteesta: selektiivisen 90° RF signaalipulssin modulointiin verhokäyrällä (sinbt)/bt, jossa b on vakio. 89211 c. !

65. Patenttivaatimuksen 37 mukainen laitteisto, tunne t- t u edelleen laitteesta: toimintojen (c)-(f) toistamiseen peräkkäin ainakin yhden lisävastaussignaalin hankkimiseksi.

66. Patenttivaatimuksen 62 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) edelleen käsittää laitteet: RF kentän toistuvaan syöttämiseen lähettämällä selektiivinen RF signaalipulssi; ja selektiivisen RF signaalipulssin vaiheen vaihtamiseen laitteiden (c)-(f) magnetointivastaussarjän jokaiselle toistolle.

67. Patenttivaatimuksen 63 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä että laitteen (c) RF kentän magnetointisarja käyttää sekä 90° että 180° RF signaalipulsseja, ja käsittää edelleen laitteen: vaihevaihteluun yhdessä, mutta ei molemmissa, magne-tointisarjan pulsseista.

68. Patenttivaatimuksen 37 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että laite (c) käsittää edelleen laitteen: valitun kemiallisesti muutetun lajin selektiiviseen magnetointiin näytteessä käyttämällä toista selektiivistä RF signaalipulssia syötettynä, avaruusselektiivisten magneettikenttägradienttien poissaollessa, ennen valitun tilan magnetointia gradientin läsnäollessa. .:.69. Patenttivaatimuksen 68 mukainen laitteisto, tunnet-.‘".t u edelleen laitteesta: toisen selektiivisen RF signaali- - :pulssin säätämiseen vaimentamaan vastaussignaalia valitusta .'kemiallisesti muutetusta laadusta ilmaistuna pintakelalla. '-'-’70. Patenttivaatimuksen 69 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä että säätölaite käsittää laitteet: kemiallisesti .-selektiivisen pulssisignaalin amplitudin säätämiseen aiheutat amaan kaikkien RF pulssien, jotka on kokeiltu mainitulla .-.•kemiallisesti valituilla ytimillä mainitussa selektiivisessä -näytteessä, olemisen 180°:n kokonaisia kerrannaisia; ja kemi-".allisesti selektiivisen pulssisignaalin kaistaleveyden säätä-Vniiseen aiheuttamaan vain valitun laadun vaimentamisen. jo 89211 i \

71. Patenttivaatimuksen 68 mukainen laitteisto, tunnet- t u siitä että toinen selektiivinen RF signaalipulssi on kokoonpantu olennaisesti Gaussin käyrällä moduloidusta RF pulssista RF taajuuden ollessa keskitetty vaimennettavaan kemialliseen laatuun.

72. Patenttivaatimuksen 68 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että toinen selektiivinen RF signaalipulssi on kokoonpantu olennaisesti (sinbt)/bt moduloidulla RF pulssilla RF taajuuden ollessa keskitetty vaimennettavaan kemialliseen laatuun. 29 8921 1