NL8702701A - Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra. Download PDF

Info

Publication number
NL8702701A
NL8702701A NL8702701A NL8702701A NL8702701A NL 8702701 A NL8702701 A NL 8702701A NL 8702701 A NL8702701 A NL 8702701A NL 8702701 A NL8702701 A NL 8702701A NL 8702701 A NL8702701 A NL 8702701A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
spectrum
phase
model
complex
frequency
Prior art date
Application number
NL8702701A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8702701A priority Critical patent/NL8702701A/nl
Priority to EP88202486A priority patent/EP0316041A1/en
Priority to IL88331A priority patent/IL88331A0/xx
Priority to JP63284035A priority patent/JPH01155253A/ja
Priority to US07/270,923 priority patent/US4857844A/en
Publication of NL8702701A publication Critical patent/NL8702701A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/46NMR spectroscopy
    • G01R33/4625Processing of acquired signals, e.g. elimination of phase errors, baseline fitting, chemometric analysis

Description

f r PHN 12.325 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken.
"Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe NMR spectra*.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het corrigeren van de fase van een net Fouriertransfornatie uit beaonsteringswaarden van ten ninste één resonantiesignaal verkregen coaplex magnetisch resonantiespectrum, welke resonantiesignalen met 5 hoogfrequent elektromagnetische pulsen worden opgewekt in een objekt dat zich in een stationair homogeen magnetisch veld bevindt, waarbij een model van het coaplex magnetisch resonantiespectrum wordt gevormd met behulp van het verkregen magnetisch resonantiespectrua en op basis van het model de fase wordt gecorrigeerd.
10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het bepalen van een complex magnetisch resonantiespectrum van althans een deel van een object, welke inrichting middelen voor het opwekken van een stationair magnetisch veld, middelen voor het aanleggen van magnetische veldgradiênten op het stationair homogeen magnetisch 15 veld, middelen voor het zenden van hoogfrequent elektromagnetische pulsen voor het opwekken van resonantiesignalen in het object, middelen voor het ontvangen en detekteren van de opgewekte resonantiesignalen en middelen voor het genereren van bemonsteringswaarden uit de gedetekteerde resonantiesignalen bevat, en verder geprogrammeerde 20 middelen voor het met behulp van Fouriertransformatie bepalen van het complex magnetisch resonantiespectrum uit de bemonsteringswaarden, welke geprogrammeerde middelen voorts zijn ingericht voor het bepalen van een model uit het complex magnetisch resonantiespectrum.
Een dergelijke werkwijze is bekend uit het artikel van 25 J. Daubenfeld et al. in "Journal of Magnetic Resonance", Vol. 62, blz.
195-208, 1985. In genoemd artikel wordt een automatische fasecorrectie beschreven voor een complex magnetisch resonantiespectrum, waarin fasefouten aanwezig zijn. De fasefouten ontstaan onder andere door onjuiste afregeling van de detektor en door instrumentele beperkingen 30 zoals het gebruik van niet-ideale analoge anti-aliasing filters en de wachttijd die nodig is na het geven van de hoogfrequent elektromagnetisch puls voordat met signaalbemonstering van het .8702701
V
PHN 12.325 2 magnetisch xesonantiesignaal (FID-signaal) begonnen wordt. De ontstane fasefouten treden in het uit de bemonsteringswaarden verkregen complexe spectrum op als frequentieonafhankelijke (nulde orde) en frequentieafhankelijke (hogere orde) fasefouten. In genoemd artikel 5 wordt een werkwijze voorgesteld om een absorptiecomponent uit het fasenfouten bevattende complex magnetisch resonantiespectrum terug te winnen door middel van automatische fasecorrectie. Er wordt een ijkcurve voor de fase bepaald uit fasen van bij voorkeur drie referentielijnen. Zijn de fasen van de referentielijnen bekend, dan wordt hieraan - in het 10 geval van drie referentielijnen - een tweede orde fasepolynoom (de ijkcurve) met behulp van een kleinste kwadraten kriterium aan aangepast. De coëfficiënten van het fasepolynoom liggen dan vast, zodat vervolgens puntsgewijs het spectrum kan. worden gecorrigeerd. De absorptiecomponent is uit het gecorrigeerde spectrum te bepalen (zie 15 formule 6 op blz. 199 van genoemd artikel). De fasen van de referentielijnen worden bepaald aan de hand van een parametrisch model van de lijnvorm van het signaal. Dit model bevat een aantal parameters van de resonantielijn zoals signaalhoogte, resonantiefrequentie, lijnbreedte op halve hoogte en verschilhoek tussen de werkelijke 20 (onbekende) fase en een benaderende fase van de (onbekende) werkelijke fase. Het model wordt met een kleinste kwadraten optimalisatieprocedure aangepast aan (gemeten) datapunten van het complexe magnetische resonantiespectrum. De benaderende fase wordt gevarieerd totdat bijvoorbeeld een minimum verschilhoek wordt bereikt. Als fase voor de 25 referentielijn wordt dan de benaderende fase genomen. De beschreven procedure wordt voor elke referentielijn herhaald. De werkwijze zoals beschreven in genoemd artikel heeft als nadeel dat de modelparameters nauwkeurig bepaald dienen te worden. Zijn er in het spectrum geen scherpe resonantielijnen die als referentielijnen kunnen dienen - bij 30 niet-scherpe resonantielijnen zijn de modelparameters niet met voldoende nauwkeurigheid te bepalen - dan zal het nodig zijn om aan het objekt stoffen toe te voegen die als referentie kunnen dienen doordat ze in het spectrum een scherpe resonantiepiek geven. In genoemd artikel wordt bijvoorbeeld een oliespectrum gemeten waaraan de referentiestoffen TMS 35 CCl^ en CS2 zijn toegevoegd, welke toevoegingen scherpe resonantielijnen opleveren in gedeelten van het spectrum die niet van belang zijn.
.8702701 m PHN 12.325 3 *
Het is het doel van de uitvinding een werkwijze te verschaffen die genoemde nadelen niet heeft.
Een werkwijze volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat het model wordt gevormd met behulp van ten minste één 5 piek van een modulusspectrum of van een vermogensspectrum, welk modulusof vermogensspectrum wordt bepaald uit het complex magnetisch resonantiespectrum en dat ter bepaling van coëfficiënten van een frequentieafhankelijke fasefunktie, die zich uitstrekt over het complexe spectrum, zolang stapsgewijs het model een bepaalde fasedraaiing wordt 10 gegeven totdat volgens een voorafgekozen kriterium de fase aan randen van het complexe spectrum bij benadering overeenkomt met de fase aan randen van het model, waarna de fase van het complexe spectrum met behulp van de bepaalde frequentieafhankelijke fasefunktie wordt gecorrigeerd. De fase van alle datapunten in het frequentiedomein kan 15 met de frequentieafhankelijke fasefunktie (puntsgewijze correctie) worden gecorrigeerd. Ook kan met de frequentieafhankelijke fasefunktie de fase in de pieklocaties worden gecorrigeerd en buiten de pieklocaties volgens een gewogen fase uit de fasen van de pieklocaties. Aan de hand van het model wordt de mate van bijdrage van de pieken in een frequentie 20 buiten de pieklocaties bepaald, waarmee weegfaktoren voor de gewogen fase worden bepaald. Vooral wanneer er een zeer sterke piek in het spectrum aanwezig is - zoals bijvoorbeeld een waterpiek bij protonenspectra - kan het nodig zijn een dergelijke wat verfijndere correctie toe te passen. Het volgende is een nadere toelichting op de 25 modelvorming en op de werkwijze volgens de uitvinding. Uit het gemeten coirplexe magnetische resonantiespectrum worden alleen pieken in het daaruit gevormde modulus- of vermogensspectrum meegenomen die zich voldoende van bijvoorbeeld ruis onderscheiden. Hieruit worden piekparameters bepaald aan de hand waarvan het model wordt 30 geconstrueerd. Er ontstaat een model dat overeenkomt met een niet door fasefouten verstoord spectrum (ideaal model). De fase van het model wordt - met bepaalde stappen - gevarieerd en aan de randen van het spectrum gefit (met bijvoorbeeld een kleinste kwadraten optimalisatieprocedure) aan de frequentieafhankelijke fasefunktie; de 35 gesimuleerde fasefout wordt zo goed mogelijk aangepast aan de werkelijke fasefout. De werkwijze volgens de uitvinding berust op het inzicht dat, in het geval er geen resonantielijnen aan de randen van het spectrum .8702701 f ·*
V
PHN 12.325 4 voorkomen, de fase aan de randen nagenoeg niet afhangt van een nauwkeurige simulatie van het spectrum. Aan het aan de modelvorming ten grondslag liggende spectrum volgens de uitvinding behoeven dan ook geen strenge eisen gesteld te worden. De parameters van de resonantiepieken 5 behoeven niet zeer nauwkeurig bepaald te worden en ook mogen in het spectrum overlappende resonantielijnen voorkomen. Komen in het spectrum geen scherpe pieken voor dan is het toch niet nodig om referentiestoffen toe te voegen om een nauwkeurige modelvorming te verkrijgen. Het zal in het algemeen nodig zijn de bandbreedte bij detektie wat hoger te kiezen 10 dan de signaalbandbreedte (het van belang zijnde spectrum) om randen in het spectrum te verkrijgen die vrij zijn van resonantiepieken. Dit hoeft geen aanleiding te geven tot een slechtere signaalruisverhouding als er overbemonstering (‘oversampling") plaatsvindt die de randen omvat, waarna in de praktijk meestal een door digitale filtering wordt 15 uitgevoerd. Verder kan bij een complex spectrum met veel ruis filtering nodig zijn vóór modelvorming. De pieken zijn dan gemakkelijker te bepalen en er is minder faseruis aan de randen van het spectrum.
Een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat uit de pieken van het modulus- of 20 vermogensspectrum piekparameters worden bepaald, waaruit Lorenzlijnen voor het model worden geconstrueerd. In het algemeen zal met Lorenzlijnen het spectrum goed beschreven kunnen worden (model).
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening, waarin 25 fig. 1 een schematische weergave is van een inrichting volgens de uitvinding, en fig. 2 een decompositie van een magnetisch resonantiespectrum weergeeft waarvan drie resonantielijnen worden getoond.
30 In fig. 1 is schematisch een inrichting 1 volgens de uitvinding weergegeven, die binnen een afgeschermde ruimte 2 magneetspoelen 3 om een stationair homogeen magnetisch veld op te wekken (de middelen voor het opwekken van een stationair magnetisch veld), gradiëntspoelen 5 (de middelen voor het aanleggen van 35 magnetische veldgradiênten) en een zend- en ontvangstsysteem van spoelen 6 met een zendspoel 7 en een ontvangstspoel 8 (de middelen voor het zenden en ontvangen) bevat. Als de magneetspoelen 3 gevormd worden . 8702701 é- PHN 12.325 5 door een weerstandsmagneet dan worden ze gevoed door een gelijkspanningsvoeding 4. Als de magneetspoelen gevormd worden door een permanente magneet dan ontbreekt uiteraard de gelijkspanningsvoeding 4.
De magneetspoelen 3 kunnen ook gevormd worden door een supergeleidende 5 magneet. De zendspoel 7 is via een hoogfrequent vermogensversterker 9 en een hoogfrequentgenerator 10 met een referentiegenerator 11 gekoppeld. De hoogfrequentgenerator 10 dient voor het opwekken van een hoogfrequent elektromagnetisch puls voor excitatie van kernspins in het object, dat zich binnen de magneetspoelen 3 bevindt. De 10 gradiêntspoelen 5, die worden aangestuurd door een gradiëntspoelenstuurinrichting 12 dienen voor het opwekken van op het stationair homogeen magnetisch veld gesuperponeerde magnetische veldgradiënten. Zn het algemeen zullen er dr^e gradiënten kunnen worden opgewekt, waarvan de veldrichting samenvalt met de richting van 15 het stationair homogeen magnetisch veld en waarvan de respectieve gradiëntrichtingen z, y en x onderling loodrecht op elkaar staan. De ontvangstspoel 8, die dient voor het ontvangen van met de zendspoel 7 in het object op te wekken magnetische resonantiesignalen van kernspins, is gekoppeld met een detektor 13 (de middelen voor detekteren) voor 20 detektie van de magnetische resonantiesignalen 14 in kwadratuurdetektie. De detektor 13, die gekoppeld is met de referentiegenerator 11, bevat laagdoorlaatfilters en analoog-digitaalomzetters (de middelen voor het genereren van bemonsteringswaarden) voor het digitaliseren van de ontvangen en 25 gedetekteerde resonantiesignalen. Besturingsmiddelen 15 dienen voor besturing en timing van de hoogfrequentgenerator 10 en de gradiëntspoelenbesturingsinrichting 12. Voorts bevat de inrichting 1 verwerkingsmiddelen 16 voor verwerking van de gedigitaliseerde resonantiesignalen 17. De verwerkingsmiddelen 16 zijn gekoppeld met de 30 besturingsmiddelen 15. Voor weergave van met geprogrammeerde middelen gevormde spectra in de verwerkingsmiddelen 16 zijn de verwerkingmiddelen verder gekoppeld met een weergeefeenheid 18. De verwerkingsmiddelen 16 bevatten een geheugen 19 voor opslag van de geprogrammeerde middelen en voor opslag van met de geprogrammeerde middelen gevormde ongecorrigeerde 35 en gecorrigeerde spectra en andere gegevens. In het algemeen worden de verwerkingsmiddelen 16 gevormd door een complex computersysteem met vele mogelijkheden voor koppeling met randapparatuur.
.8702701
F
\ PHN 12.325 6
In fig. 2 wordt een decompositie van een complex magnetisch resonantiespectrum weergegeven waarvan drie resonantielijnen worden getoond. Afgezet tegen de frequentie w zijn respectievelijk het reële deel Re van het complexe spectrum, het imaginaire deel lm van 5 het complexe spectrum, de modulus Nd van het complexe spectrum en een uit de modulus Hd geconstrueerd model mv van de absorptiecomponent van het spectrum. Een object (niet getoond) wordt in de magneetspoelen 3 geplaatst en aan het in de magneetspoelen opgewekte stationaire homogene magnetisch veld Bq blootgesteld. Ten gevolge van het veld Bq zal een 10 geringe overmaat van de in het object aanwezige kernspins met het veld Bq meegericht zijn. De geringe overmaat aan met het veld Bq meegerichte kernspins is macroscopisch op te vatten als een magnetisatie M van het object ofwel als een kleine polarisatie van de in het object aanwezige kernspins. De magnetisatie M voert in een ten opzichte van een 15 waarnemer stilstaand coördinatenstelsel een precessiebeweging uit rond het magnetisch veld Bq: ü>Q=gamma.BQ, waarin gamma de gyromagnetische verhouding is en ü>q de resonantiefrequentie van de kernspins. Het object dat in het magnetisch veld Bq is geplaatst wordt vervolgens aangestraald met een hoogfrequent elektromagnetisch puls, die 20 wordt opgewekt in de zendspoel 7 door de hoogfrequentgenerator 10. Het stationair magnetisch veld Bq definieert een z-as van een xyz-Carthesisch coördinatenstelsel dat met de hoekfrequentie ü)q van de hoogfrequent elektromagnetische puls draait rond de z-as ervan (een meedraaiend coördinatenstelsel). Kernspins die een Larmorfrequentie 25 hebben die gelijk is aan de hoekfrequentie ü>q zullen met het meedraaiend coördinatenstelsel gesynchroniseerd zijn. De magnetisatie M zal in het meedraaiend coördinatenstelsel vóór en na het aanleggen van de hoogfrequent elektromagnetisch puls stationair zijn. De draaiing in het meedraaiend coördinatenstelsel van de magnetisatie M 30 zal evenredig zijn met de pulsduur en met de pulsamplitude van de hoogfrequent elektromagnetische puls. Een component van de magnetisatie M geprojecteerd op het xy-vlak van het meedraaiend coördinatenstelsel, die samenvalt met de x-as is de dispersiecomponent en een component die samenvalt met de y-as van het meedraaiend coördinatenstelsel is de 35 absorptiecomponent van de magnetisatie M (dit geldt als er geen fasefout is). Als het vermogen van de aangelegde hoogfrequent elektromagnetische puls voldoende klein is dat er geen verzadiging optreedt dan voldoet de . 8702701 PHN 12.325 7 > beschrijving van de absorptieccmponent als funktie van de frequentie aan een Lorenz-spectraallijn, een Fouriergetransformeerde van een exponentiële funktie. De dispersiecomponent is de ermee geassocieerde component. De absorptielijn en de dispersielijn zijn aan elkaar 5 gerelateerd via een Hilberttransformatie: dispersielijn=absorptielijnö( 2t/ui), waarin Ö de convolutiebewerking voorstelt, (zie voor een uitvoerige beschrijving van absorptie en dispersie het handboek: Fourier Transform N.N.R. Spectroscopy, D. Shaw, uitgeverij Elsevier, 1976, biz.
33). De exponentiële funktie beschrijft het afnemen van de op het xy-10 vlak geprojecteerde magnetisatie N (de zogenaamde dwarsmagnetisatie).
Dit algemeen bekende relaxatieverschijnsel wordt ook in genoemd handboek beschreven. De absorptielijn (die uit fase is met de excitatiefrequentie) is het interessantst voor een spectroscopist: de absorptie van energie door het systeem van kernspins (object), het 15 gedrag van de magnetisatie als funktie van de frequentie. Bevat het object behalve bijvoorbeeld aan water gebonden protonen (waarop gesynchroniseerd wordt) ook aan vet gebonden protonen die zich in een andere chemische omgeving bevinden dan wordt na Fouriertransformatie van een NMR-resonantiesignaal een water en vet spectrum verkregen. In het 20 absorptiespectrum daarvan komen twee (dominante) resonantielijnen voor.
Het zal duidelijk zijn dat in het geval het object nog zich in andere chemische omgevingen bevindende protonen bevat het spectrum nog meer resonantiepieken zal vertonen. Wordt bijvoorbeeld dubbele fasegevoelige detektie toegepast - de detektor 13 bevat dan een eerste fasegevoelige 25 detektor (in detail niet verder getoond) waaraan als referentiesignaal het met de referentiegenerator 11 opgewekte referentiesignaal wordt toegevoerd en een tweede fasegevoelige detektor waaraan het 90° in fase verschoven referentiesignaal wordt toegevoerd - dan zijn na signaalbemonstering door de analoogdigitaalomzetters in de detektor 13 30 de twee digitale signalen 17 beschikbaar, waaruit door
Fouriertransformatie ervan het absorptiemode en dispersiemode spectrum in de verwerkingsmiddelen 16 worden bepaald. Het dispersiemodespectrum is op te vatten als het reële deel van de dwarsmagnetisatie als funktie van de frequentie en het absorptiemodespectrum als het 35 imaginaire deel ervan (bij afwezigheid van fasefouten). Het NMR-spectrum kan opgevat worden als de impulsresponsie van het kernspinsysteem (object). Treden er in de NMR-inrichting 1 fasefouten op dan zal dat van .8702701 PHN 12.325 8 f invloed zijn op het spectrum. Bij wijze van voorbeeld is in fig. 2 een fasefouten bevattend spectrum getoond. Bij de beschrijving van de werkwijze volgens de uitvinding wordt ervan uitgegaan dat er drie resonantiepieken zijn bij de frequenties u>j, u>2 en ω^. De 5 referentiegenerator 11 is af gestemd op ω2, zodat <0q=(02. Kernspins die een resonantie op geven zullen bij bijvoorbeeld verschoven meten van het FID-signaal ten opzichte van de hoogfrequent elektromagnetische puls ten gevolge van chemische verschuiving aanleiding geven tot een fasefout in het spectrum. Hetzelfde geldt voor 10 kernspins die een resonantie geven bij <03. Aangenomen is dat de fasefout +1Γ/2 in ω1 en -ir/2 in «3 bedraagt. Met 1 is een lineaire funktie van de fase aangegeven welke gaat door de gemeten fasen in u>2 en <03. Hiermee zou een lineaire fasecorrectie over het spectrum uitgevoerd kunnen worden (er is in dit voorbeeld aangenomen dat er geen 15 nulde orde fasefout is). Het kan voorkomen dat de fasefout niet lineair over het spectrum verloopt. Het zal duidelijk zijn dat de gewenste absorptiecomponent niet zonder meer kan worden afgelezen uit een spectrum dat fasefouten bevat. De resonantiepiek in ω2 (Re2 en Im2) is te beschrijven met een Lorenzlijn. De resonantiepieken in 20 (Re^ en Im^) en in 0)3 (Re2 en 1013) zijn niet zonder meer te beschrijven met een Lorenzlijn vanwege de erin optredende fasefout. Volgens de uitvinding wordt uit het met de NMR-inrichting 1 gemeten reële spectrum Re en imaginaire spectrum lm met de in het geheugen 19 opgeslagen geprogrammeerde middelen door de verwerkingsmiddelen 16 eerst 25 een modulusspectrum Md (of een vermogensspectrum (niet getoond)) bepaald. Door overbemonstering in de detektor 13 wordt ervoor gezorgd dat er geen resonantiepieken aan randen van het spectrum zijn.
Vervolgens bepalen de geprogrammeerde middelen parameters van de pieken in het modulusspectrum Md. De geprogrammeerde middelen bevatten 30 discriminatiemiddelen om resonantiepieken die beneden een niveau L liggen te discrimineren (worden verder niet meer in beschouwing genomen). In het gegeven voorbeeld zullen alleen de moduluspieken bij <02 en ü>3 meegenomen worden voor een modelvorming van het spectrum.
De piekparameters zijn bijvoorbeeld piekhoogte, piekbreedte op halve 35 hoogte en piekpositie. In het modulusspectrum zijn Md2, HW2 en ü»2 de respectieve parameters van piek P2 en Md3, HW3 en ω3 de respectieve parameters van piek P3. Met behulp van de na bepaling in .8702701 > PHN 12.325 9 het geheugen 19 opgeslagen piekparameters bepalen de geprogrammeerde middelen een model mv van de absorptiecomponent van het spectrum {en/of van de dispersiecomponent (niet getoond)}. Een model van de piek is de absorptielijn &2 en een model van de piek P3 is de absorptielijn 5 a3. De parametrische beschrijving van de lijnen a2 en a3 (en bijbehorende dispersielijnen) voldoet aan een Lorenzlijn. Het model mv van het complexe spectrum vertoont geen fasefouten. Het is in de werkwijze volgens de uitvinding niet noodzakelijk dat de modelvorming erg nauwkeurig is. Een variatie in modelvorming is bij wijze van 10 voorbeeld in het model mv met een onderbroken streeplijn aangegeven met en a3'. Aan de randen van het spectrum komen geen pieken voor; de randen zijn aangegeven met de frequentiegebieden ω4 tot en (Dg tot (D7. De bandbreedte bij bemonstering is dan (Dy-ü>4 en de bandbreedte na digitale filtering iDg-iDg. Als het model bepaald is 15 dan wordt over het frequentiegebied aan het model volgens een frequentieafhankelijke fasefunktie (bijvoorbeeld lineair of volgens een polynoom) een bepaalde (bekende) fasedraaiing gegeven. Als de fase van het gemeten spectrum {(p[u]=arctg(Im/Re)} volgens een voorafgekozen kriterium (bijvoorbeeld kleinste kwadraten optimalisatie procedure) aan 20 de randen to4 tot «5 en cug tot ΐύη bij benadering overeenkomt met de opzettelijk aangebrachte fasedistorsie in het model dan is de opzettelijk aangebrachte fasedistorsie - gerepresenteerd in de fasefunktie waarvan de coëfficiënten variëren bij fitten aan de gemeten fase - na afloop van de fitprocedure te gebruiken om het 25 fasefouten bevattende complexe spectrum te corrigeren. De geprogrammeerde middelen corrigeren dan ook na afloop van de fitprocedure bijvoorbeeld puntsgewijs het complexe spectrum (absorptiecomponent en/of dispersiecomponent) volgens de in de geprogrammeerde middelen opgeslagen formules: 30 Re'[w] = Re[<ü].cos((pO]) + Im[(ü].sin(ip[(D]) en Im'[«] = -Re[w]. βίηίφΟ]) + Im[w].cos(<p[u>]) waarin Re'O] de gewenste absorptiecomponent en lm'[id] de dispersiecomponent is. φ[ω] is de aangebrachte fasedistorsie in het model mv. Ook kan bovengenoemde correctie met de bepaalde 35 frequentieafhankelijke fasefunktie alleen worden uitgevoerd in pieklocaties en kan voor tussenliggende punten een andere strategie gevolgd worden. In een tussenliggend punt wordt in het model de bijdrage . 87 027 01 PHN 12.325 10 van diverse pieken berekend en gewogen daarmee de fase gecorrigeerd. Is bijvoorbeeld een piekbijdrage van een eerste piek 80 % en van een tweede piek 20 % dan vindt fasecorrectie plaats in het tussenliggende punt met 80 % van de fase volgens de freguentieafhankelijke fasefunktie bepaald 5 in de eerste piek en met 20 % van de fase volgens de frequentieafhankelijke fasefunktie bepaald in de tweede piek.
Het is niet noodzakelijk dat alle kernspins in het object worden geëxciteerd. Er kan bijvoorbeeld een gedeelte van het object (Volume of Interest) worden geëxciteerd om daarvan een gecorrigeerd 10 spectrum te tonen. Dan zal een zogenaamde volume selectieve excitatie plaatsvinden. Dit gebeurt door in een bepaalde volgorde met de gradiëntspoelenbesturingsinrichting 12 gradiëntspoelen 5 (Gv, G„ x y en Gz) aan te sturen en met de zendspoel 7 een hoogfrequent elektromagnetische puls te zenden. Voor een uitvoerige beschrijving van 15 volume selectieve excitatie wordt bijvoorbeeld verwezen naar een artikel
A
van Luyten en Den Hollander, H MR Spatially Resolved Spectroscopy", Magnetic Resonance Imaging, Vol. 4, pp. 237-239, 1986. Uiteraard is de beschreven werkwijze niet beperkt tot protonspectra, ook bijvoorbeeld C, P enz. spectra, hoge resolutie spectra enz. kunnen worden 20 gecorrigeerd. Spectra van organisch en/of anorganisch materiaal kunnen worden gecorrigeerd. De werkwijze kan gecombineerd worden met vele bekende NMR-pulsreeksen voor spectroscopie.
.8702701

Claims (6)

1. Werkwijze voor het corrigeren van de fase van een met Fouriertransformatie uit bemonsteringswaarden van ten minste één resonantiesignaal verkregen complex magnetisch resonantiespectrum, welke resonantiesignalen met hoogfrequent elektromagnetische pulsen worden 5 opgewekt in een objekt dat zich in een stationair homogeen magnetisch veld bevindt, waarbij een model van het complex magnetisch resonantiespectrum wordt gevormd met behulp van het verkregen magnetisch resonantiespectrum en op basis van het model de fase wordt gecorrigeerd, met het kenmerk, dat het model wordt gevormd met behulp van ten minste 10 één piek van een modulusspectrum of van een vermogensspectrum, welk modulus- of vermogensspectrum wordt bepaald uit het complex magnetisch resonantiespectrum en dat ter bepaling van coëfficiënten van een frequentieafhankelijke fasefunktie, die zich uitstrekt over het complexe spectrum, zolang stapsgewijs het model een bepaalde fasedraaiing wordt 15 gegeven totdat volgens een voorafgekozen kriterium de fase aan randen van het complexe spectrum bij benadering overeenkomt met de fase aan randen van het model, waarna de fase van het complexe spectrum met behulp van de bepaalde frequentieafhankelijke fasefunktie wordt gecorrigeerd.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat uit de pieken van het modulus- of vermogensspectrum piekparameters worden bepaald, waaruit Lorenzlijnen voor het model worden geconstrueerd.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de piekparameters piekhoogte, piekbreedte op halve hoogte en piekpositie 25 zijn.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de frequentieafhankelijke fasefunktie een polynoom is.
5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het voorafgekozen kriterium een kleinste kwadraten 30 kriterium is.
6. Inrichting voor het bepalen van een complex magnetisch resonantiespectrum van althans een deel van een object, welke inrichting middelen voor het opwekken van een stationair magnetisch veld, middelen voor het aanleggen van magnetische veldgradiênten op het stationair 35 homogeen magnetisch veld, middelen voor het zenden van hoogfrequent elektromagnetische pulsen voor het opwekken van resonantiesignalen in het object, middelen voor het ontvangen en detekteren van de opgewekte .8702701 t ; V PHN 12.325 12 resonantiesignalen en middelen voor het genereren van bemonsteringswaarden uit de gedetekteerde resonantiesignalen bevat, en verder geprogrammeerde middelen voor het met behulp van Fouriertransformatie bepalen van het complex magnetisch 5 resonantiespectrum uit de bemonsteringswaarden, welke geprogrammeerde middelen voorts zijn ingericht voor het bepalen van een model uit het complex magnetisch resonantiespectrum, met het kenmerk, dat de geprogrammeerde middelen er verder voor zijn ingericht om uit het complexe spectrum een modulus- of vermogensspectrum te bepalen, om het 10 model uit ten minste één piek van het modulus- of vermogensspectrum te vormen, om ter bepaling van coëfficiënten van een frequentieafhankelijke fasefunktie, die zich uitstrekt over het complexe spectrum, het model zolang stapsgewijs een fasedraaiing te geven totdat volgens een voorafgekozen kriterium de fase aan randen van het model bij 15 benadering overeenkomt met de fase aan randen van het complexe spectrum, en om de fase van het complexe spectrum te corrigeren met behulp van de bepaalde frequentieafhankelijke fasefunktie. .8702701
NL8702701A 1987-11-12 1987-11-12 Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra. NL8702701A (nl)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702701A NL8702701A (nl) 1987-11-12 1987-11-12 Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra.
EP88202486A EP0316041A1 (en) 1987-11-12 1988-11-08 Method of and device for automatic phase correction of complex NMR spectra
IL88331A IL88331A0 (en) 1987-11-12 1988-11-09 Method of and device for automatic phase correction of complex nmr spectra
JP63284035A JPH01155253A (ja) 1987-11-12 1988-11-11 複素磁気共鳴スペクトルの位相修正方法及び複素磁気共鳴スペクトル決定装置
US07/270,923 US4857844A (en) 1987-11-12 1988-11-14 Method of and device for automatic phase correction of complex NMR spectra

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702701A NL8702701A (nl) 1987-11-12 1987-11-12 Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra.
NL8702701 1987-11-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8702701A true NL8702701A (nl) 1989-06-01

Family

ID=19850904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8702701A NL8702701A (nl) 1987-11-12 1987-11-12 Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4857844A (nl)
EP (1) EP0316041A1 (nl)
JP (1) JPH01155253A (nl)
IL (1) IL88331A0 (nl)
NL (1) NL8702701A (nl)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113865A (en) * 1988-04-06 1992-05-19 Hitachi Medical Corporation Method and apparatus for correction of phase distortion in MR imaging system
EP0401908B1 (en) * 1989-06-07 1996-05-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance method and device for acquiring short echo time images
EP0401429A1 (en) * 1989-06-07 1990-12-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance method and device for acquiring short echotime images
US5086275A (en) * 1990-08-20 1992-02-04 General Electric Company Time domain filtering for nmr phased array imaging
US5675253A (en) * 1991-11-20 1997-10-07 Auburn International, Inc. Partial least square regression techniques in obtaining measurements of one or more polymer properties with an on-line nmr system
US5432447A (en) * 1993-08-11 1995-07-11 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Phase unwrapping of MR phase images using poisson equation
US6456422B1 (en) * 1999-10-20 2002-09-24 Hrl Laboratories, Llc Direct optical FM discriminator
US6804471B1 (en) 2000-01-05 2004-10-12 Hrl Laboratories Llc Apparatus and method of pulsed frequency modulation for analog optical communication
DE102006054600B4 (de) * 2006-11-20 2008-08-14 Siemens Ag Verfahren zur Phasenkorrektur von Magnet-Resonanz-Spektren, Magnet-Resonanz-Gerät und Computer-Software hierzu
EP2372747B1 (en) 2010-03-31 2018-08-01 Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH Methods and apparatus for producing a mass spectrum
US8970217B1 (en) 2010-04-14 2015-03-03 Hypres, Inc. System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging
DE102012208431B4 (de) * 2012-05-21 2013-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortsselektiven Hochfrequenz-MR-Anregungspulsen
US10145928B2 (en) * 2013-11-28 2018-12-04 Medimagemetric LLC Differential approach to quantitative susceptibility mapping without background field removal
DE102014202604B4 (de) * 2014-02-13 2018-09-20 Siemens Healthcare Gmbh Automatisierte Ermittlung der Resonanzfrequenzen von Protonen für Magnetresonanzexperimente
CN110501664B (zh) * 2019-08-23 2021-07-16 苏州朗润医疗系统有限公司 磁共振波谱相位校正方法及应用该方法的磁共振成像系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5938636A (ja) * 1982-08-28 1984-03-02 Toshiba Corp 核磁気共鳴装置
JPS60242351A (ja) * 1984-05-17 1985-12-02 Jeol Ltd 2次元核磁気共鳴測定方法
FR2574551B1 (fr) * 1984-12-12 1986-12-26 Commissariat Energie Atomique Procede de generation et de traitement de signaux pour l'obtention par resonance magnetique nucleaire d'une image exempte de distorsions a partir d'un champ de polarisation inhomogene
US4703267A (en) * 1985-07-17 1987-10-27 Advanced Nmr Systems, Inc. High dynamic range in NMR data acquisition
NL8502871A (nl) * 1985-10-22 1987-05-18 Philips Nv Werkwijze en inrichting voor het fasecorrigeren van mri-beelden.
NL8601002A (nl) * 1986-04-21 1987-11-16 Philips Nv Werkwijze en inrichting voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in deel van een lichaam.
JPS63108254A (ja) * 1986-10-24 1988-05-13 Jeol Ltd 2次元核磁気共鳴における位相補正方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01155253A (ja) 1989-06-19
IL88331A0 (en) 1989-06-30
US4857844A (en) 1989-08-15
EP0316041A1 (en) 1989-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8702700A (nl) Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra.
NL8702701A (nl) Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra.
Hing et al. Measurement of heteronuclear dipolar coupling by transferred-echo double-resonance NMR
US4680546A (en) Methods of, and pulse sequences for, the supression of undesired resonances by generation of quantum coherence in NMR imaging and spectroscopy
Pauly et al. A k-space analysis of small-tip-angle excitation
US4297637A (en) Method and apparatus for mapping lines of nuclear density within an object using nuclear magnetic resonance
US5226418A (en) Phase correction of complex - difference processed magnetic resonance angiograms
US6549007B1 (en) On-line NMR imaging of a solid or liquid object undergoing continuous translational motion
US5343151A (en) Method for automatically shimming a high resolution NMR magnet
GB2293885A (en) Nuclear quadrupole resonance detection of drugs or explosives
Wang et al. k‐space water‐fat decomposition with T2* estimation and multifrequency fat spectrum modeling for ultrashort echo time imaging
JPH04288142A (ja) 化学種によるnmr画像の分解方式
US4654591A (en) NMR flow imaging using bi-phasic excitation field gradients
US20150204957A1 (en) System and method for fully phase-encoded magnetic resonance imaging using multiband radio frequency excitation
JPS61100645A (ja) サンプル物体のnmr検査を行なう方法
Dumoulin et al. Water suppression in 1H magnetic resonance images by the generation of multiple‐quantum coherence
US4697149A (en) NMR flow imaging using a composite excitation field and magnetic field gradient sequence
JPH03264046A (ja) 核磁気共鳴映像法及び装置
NL8801731A (nl) Werkwijze en kernspinresonantie-inrichting om de dwarsrelaxatietijdkonstante t2 snel te bepalen.
JP2001078986A (ja) 勾配磁場計測方法およびmri装置
US5546000A (en) Method for the reduction of radiation damping during signal acqusition in NMR experiments
JPH06181911A (ja) 磁気共鳴画像化方法及び装置
JPH0217477A (ja) スペクトルパラメータ決定方法及び装置
JPH06503727A (ja) 磁気共鳴分光法および映像法における、またはそれに関連する改良
NL8900506A (nl) Magnetische resonantiewerkwijze voor het verkrijgen van geselekteerde spektra.

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed