RU114158U1

RU114158U1 - MAGNETIC RESONANCE TOMOGRAPH WITH DYNAMIC POLARIZATION OF NUCLEI

Info

Publication number: RU114158U1
Application number: RU2011142327/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Викторович Богачев; Валерий Залманович Драпкин; Михаил Николаевич Князев; Вячеслав Вячеславович Фролов; Юлия Сергеевна Черненко; Ярослав Юрьевич Марченко
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-03-10

Abstract

Магниторезонансный томограф с динамической поляризацией ядер, содержащий источник магнитного поля в виде резистивного магнита, внутри которого находятся система катушек для создания импульсных градиентных магнитных полей и индукционный датчик сигналов ядерного магнитного резонанса, система питания резистивного магнита и градиентных катушек, генератор радиочастотных импульсов с частотой заполнения, равной частоте ядерного магнитного резонанса, усилитель и детектор сигнала ядерного магнитного резонанса, контроллер и ЭВМ, отличающийся тем, что дополнительно введен импульсный источник питания, соединенный с резистивным магнитом и коммутатором. Magnetic resonance tomograph with dynamic polarization of nuclei, containing a magnetic field source in the form of a resistive magnet, inside which there are a system of coils for creating pulsed gradient magnetic fields and an induction sensor for nuclear magnetic resonance signals, a power supply system for a resistive magnet and gradient coils, a generator of radio frequency pulses with a filling frequency, equal to the nuclear magnetic resonance frequency, an amplifier and a nuclear magnetic resonance signal detector, a controller and a computer, characterized in that a pulsed power supply is additionally introduced, connected to a resistive magnet and a switch.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области технических средств визуализации невидимой внутренней структуры исследуемого объекта по результатам специальным образом организованного эксперимента и может быть использована для неинвазивной медицинской диагностики внутренних органов человека, в экспериментах по физиологии животных и растений, для изучения структуры пористых сред и материалов, для получения характеристик движения жидкости в гидравлических системах и химических реакторах.The proposed utility model relates to the field of technical means of visualizing the invisible internal structure of the studied object according to the results of a specially organized experiment and can be used for non-invasive medical diagnosis of human internal organs, in experiments on the physiology of animals and plants, for studying the structure of porous media and materials, to obtain fluid flow characteristics in hydraulic systems and chemical reactors.

Известны технические средства аналогичного назначения, использующие различные конструктивные реализации для достижения технического результата, в том числе использующие явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР).Known technical means for a similar purpose, using various design implementations to achieve a technical result, including those using the phenomenon of nuclear magnetic resonance (NMR).

Известны устройства - магнитнорезонансные томографы, предназначенные для неинвазивной медицинской диагностики внутренних органов взрослого человека ("Magnetom Vision" фирмы Siemens Medical Systems, Erlangen; Germany; "Vectra", GEMS, Milwaukee, USA; "Gyroscan", Philips MS, Best, the Netherlands; "Magniscan", Thomson Medical, Lonsen, Belgique; "Электом", ГП НИИЭФА, Санкт-Петербург, Россия), которые с целью повышения чувствительности и спектрального разрешения используют для получения сигналов ЯМР магнитное поле порядка 1-3 Тл, являющееся по принятой в исследованиях по магнитному резонансу терминологии «сильным» и для получения которого служат сверхпроводящие магниты. Частота ЯМР в таких устройствах составляет 40-80 МГц. Такие томографы описаны, например, в: Р.А.Rink. «Magnetic resonance in medicine». Berlin-Vienna: Blackwell Wissenschafts-Verlag, 2001, 245 c; «Медицинский магнитно-резонансный томограф Magnetom Vision-1,5». Техническое описание. Siemens Medical Systems. Erlangen, Germany, 1999.; «Магнитно-резонансный томограф «ЭЛЕКТОМ». Васильченко И.Н., Гришина Т.Р. //Современные достижения медицинской радиологии: тезисы докл. Научн. конф. ЦНИРРИ. СПб, 1996, с.26). Магнитнорезонансные томографы со сверхпроводящим магнитом содержат собственно магнит (соленоид с дополнительными обмотками, компенсирующими неоднородность магнитного поля); катушки, создающие градиентные импульсные магнитные поля; систему возбуждения тока; криогенную систему, охлаждающую обмотки магнита до температуры 4,2 К или ниже; индукционный датчик ядерного магнитного резонанса; коммутатор; импульсный радиочастотный генератор; приемник; ЭВМ, обеспечивающую управление процессом сканирования интересующей области объекта и выполняющая обработку, преобразование и представление данных в виде магнитнорезонансного изображения. Положительными признаками таких устройств являются высокая чувствительность и, следовательно, большая скорость медицинского обследования, а также возможность спектральных исследований и получения информации на ядрах, отличных от ядер водорода.Known devices are magnetic resonance tomographs intended for non-invasive medical diagnosis of internal organs of an adult ("Magnetom Vision" from Siemens Medical Systems, Erlangen; Germany; "Vectra", GEMS, Milwaukee, USA; "Gyroscan", Philips MS, Best, the Netherlands ; "Magniscan", Thomson Medical, Lonsen, Belgique; "Electom", GP NIIEFA, St. Petersburg, Russia), which, with the aim of increasing sensitivity and spectral resolution, use a magnetic field of the order of 1-3 T, which is accepted in research on magnetic resonance terminology “strong” and for gender whose values are superconducting magnets. The NMR frequency in such devices is 40-80 MHz. Such tomographs are described, for example, in: P.A. Rink. "Magnetic resonance in medicine." Berlin-Vienna: Blackwell Wissenschafts-Verlag, 2001, 245 c; "Medical Magnetic Resonance Imaging Magnetom Vision-1,5." Technical description. Siemens Medical Systems. Erlangen, Germany, 1999 .; "Magnetic resonance imaging scanner" ELECT. " Vasilchenko I.N., Grishina T.R. // Modern advances in medical radiology: abstracts dokl. Scientific conf. ZNIRRI. St. Petersburg, 1996, p.26). Magnetic resonance tomographs with a superconducting magnet contain the magnet itself (solenoid with additional windings that compensate for the inhomogeneity of the magnetic field); coils creating gradient pulsed magnetic fields; current excitation system; a cryogenic system that cools the magnet windings to a temperature of 4.2 K or less; Induction Nuclear Magnetic Resonance Sensor switch; pulsed radio frequency generator; receiver; A computer that provides control of the scanning process of an object area of interest and performs processing, transformation and presentation of data in the form of a magnetic resonance image. The positive signs of such devices are high sensitivity and, consequently, a high speed of medical examination, as well as the possibility of spectral studies and obtaining information on nuclei other than hydrogen nuclei.

Недостатками магнитнорезонансных томографов со сверхпроводящим магнитом являются ограничение диагностических возможностей вследствие ослабления релаксационного контраста магнитнорезонансных изображений в сильном магнитном поле, что затрудняет дифференциацию различных видов тканей организма, в особенности здоровых и патологически измененных тканей; ограничение роста чувствительности прибора при увеличении магнитного поля вследствие высокочастотных электрических потерь в тканях организма, а также возможность вредного воздействия на пациента сильного статического магнитного поля и высокочастотного электромагнитного поля, невозможность обследования пациентов с металлическими имплантантами и вживленными электронными устройствами.The disadvantages of magnetic resonance tomographs with a superconducting magnet are the limitation of diagnostic capabilities due to the weakening of the relaxation contrast of magnetic resonance images in a strong magnetic field, which makes it difficult to differentiate different types of body tissues, especially healthy and pathologically altered tissues; limiting the growth of the sensitivity of the device with increasing magnetic field due to high-frequency electrical losses in the body tissues, as well as the possibility of harmful effects on the patient of a strong static magnetic field and high-frequency electromagnetic field, the inability to examine patients with metal implants and implanted electronic devices.

Весьма существенным недостатком, препятствующим распространению магнитнорезонансных томографов является крайне высокая их стоимость (миллионы долларов), обусловленная в первую очередь наличием в составе томографа дорогостоящей криогенной системы (криокулера), а также усложнением конструкции из-за высоких требований к обеспечению безопасности его эксплуатации (предотвращение квенча). Также велики эксплуатационные затраты за счет постоянного расхода достаточно дорогих хладагентов (жидких гелия и азота). Кроме того, для обслуживания такой системы необходима специальная подготовка персонала. Стоимость эксплуатации таких томографов возрастает также из-за необходимости более длительной подготовки пациента к обследованию (Ерегин В.Е., Зейдлиц В.Н., Колтовой А.В., Кочетовский С.М. «Сравнительный анализ эффективности эксплуатации резистивных и сверхпроводящих магнитнорезонансных томографов». Препринт НИИЭФА П-0956. М.: ЦНИИатоминформ, 1997, 9 с.).A very significant drawback that impedes the spread of magnetic resonance tomographs is their extremely high cost (millions of dollars), primarily due to the presence of an expensive cryogenic system (cryocooler) in the tomograph, as well as to the complexity of the design due to high requirements for ensuring its safe operation (preventing quenching ) Operating costs are also high due to the constant consumption of fairly expensive refrigerants (liquid helium and nitrogen). In addition, special personnel training is required to service such a system. The cost of operating such tomographs also increases due to the need for longer preparation of the patient for examination (Eregin V.E., Zeydlits V.N., Koltovoy A.V., Kochetovsky S.M. “Comparative analysis of the operational efficiency of resistive and superconducting magnetic resonance tomographs ". Preprint NIIEFA P-0956. M.: Central Research Institute of Atominform, 1997, 9 pp.).

Известны также магнитнорезонансные томографы, которые используют для получения сигналов ЯМР значительно более слабое магнитное поле порядка 0,05-0,25 Тл ("Magnaview", фирма Instrumentarium, Finland; "Торосе", ЗАО ИМТ-Сервис, Москва; серия "Образ", ЗАО НПФ "Аз", Москва), для создания которого служат резистивные магниты с водяным охлаждением (Р.А.Rink. «Magnetic resonance in medicine. Berlin-Vienna»: Blackwell Wissenschafts-Verlag, 2001, 245 c; Ерегин В.E., Зейдлиц В.Н. и др. «Сравнительный анализ эффективности эксплуатации резистивных и сверхпроводящих магнитнорезонансных томографов». Препринт НИИЭФА П-0956. М.: ЦНИИатоминформ, 1997, 9 с.). Частота ЯМР в таких устройствах составляет от 2 до 10 МГц.Magnetic resonance imaging scanners are also known which use a significantly weaker magnetic field of the order of 0.05-0.25 T to obtain NMR signals (Magnaview, Instrumentarium, Finland; Torose, IMT-Service CJSC, Moscow; Obraz series , ZAO NPF Az, Moscow), for the creation of which resistive magnets with water cooling are used (P.A. Rink. “Magnetic resonance in medicine. Berlin-Vienna”: Blackwell Wissenschafts-Verlag, 2001, 245 c; Eregin V. E., Seidlitz V.N. et al. “A Comparative Analysis of the Operational Efficiency of Resistive and Superconducting Magnetic Resonance Imaging Scanners.” Preprint NIIEFA P-0956. M: Central Research Institute of Atominform, 1997, 9 pp.). The NMR frequency in such devices is from 2 to 10 MHz.

Известен магнитнорезонансный томограф "Образ-3" (Ерегин В.Е., Зейдлиц В.Н., и др. «Сравнительный анализ эффективности эксплуатации резистивных и сверхпроводящих магнитнорезонансных томографов». Препринт НИИЭФА П-0956. М.: ЦНИИатоминформ, 1997, 9 с.) разработки ЗАО НПФ "Аз", который использует для получения сигналов ЯМР на частоте 5 МГц резистивный магнит с водяным охлаждением, создающий магнитное поле около 0,12 Тл.Known magnetic resonance imager "Obraz-3" (Eregin V.E., Zeydlits V.N., etc. "Comparative analysis of the operational efficiency of resistive and superconducting magnetic resonance tomographs." Preprint NIIEFA P-0956. M .: TSNIIatominform, 1997, 9 sec.) developed by ZAO NPF Az, which uses a water-cooled resistive magnet to generate NMR signals at a frequency of 5 MHz, creating a magnetic field of about 0.12 T.

Недостатком приведенных магнитнорезонансных томографов с резистивными магнитами являются сложность конструкции, которая обусловлена сильным нагревом обмоток магнита, приводящим к необходимости включения в его состав системы охлаждения и термостатирования магнита и источника его питания, а также создающим проблемы нестабильности статического и градиентных магнитных полей. В случае медицинских применений возникает также необходимость в специальном кондиционировании помещения и рабочей области томографа. По этим причинам стоимость прибора и его эксплуатации удается снизить не более, чем в 2-5 раз по сравнению с магнитнорезонансными томографами со сверхпроводящим магнитом.The disadvantage of these magnetic resonance imaging scanners with resistive magnets is the design complexity, which is due to the strong heating of the magnet windings, which necessitates the inclusion of a magnet cooling and temperature control system and its power source, as well as creating problems of instability of static and gradient magnetic fields. In the case of medical applications, there is also a need for special conditioning of the room and the working area of the tomograph. For these reasons, the cost of the device and its operation can be reduced no more than 2-5 times in comparison with magnetic resonance tomographs with a superconducting magnet.

Кроме того, недостатком всех низкопольных магнитнорезонансных томографов является снижение чувствительности, т.е. ослабление интенсивности сигналов ядерного магнитного резонанса, по мере понижения уровня рабочего поля и связанное с этим уменьшение контрастности изображения на томограмме. Частично этот недостаток можно компенсировать увеличением времени обследования, что не всегда приемлемо для обследования живых систем.In addition, the disadvantage of all low-field magnetic resonance tomographs is a decrease in sensitivity, i.e. the weakening of the intensity of the signals of nuclear magnetic resonance, with a decrease in the level of the working field and the associated reduction in contrast in the image on the tomogram. Partially, this drawback can be compensated by an increase in the examination time, which is not always acceptable for the examination of living systems.

Частично проблема повышения чувствительности и соответственно увеличения интенсивности сигнала ядерного магнитного резонанса решена в известном магниторезонансном томографе «Магниторезонансный томограф с динамической поляризацией ядер» (Богачев Ю.В., Драпкин В.З. и др., патент №105149, опубликованный 10.06.2011 г. в Бюл. №16), являющийся наиболее близким к предлагаемой полезной модели и принятый в качестве прототипа, который использует для получения сигнала ЯМР на частоте 300 кГц резистивный магнит, не требующий водяного охлаждения и создающий магнитное поле 75 мТл. Томограф содержит источник магнитиного поля в виде резистивного магнита, внутри которого находится система катушек для создания импульсных градиентных магнитных полей и индукционный датчик сигналов ядерного магнитного резонанса, системы питания резистивного магнита и градиентных катушек, генератор радиочастотных импульсов с частотой заполнения, равной частоте ядерного магнитного резонанса, усилитель и детектор сигнала ядерного магнитного резонанса, контур возбуждения высокочастотного электромагнитного поля, генератор высокочастотных импульсов с частотой заполнения, равной частоте электронного парамагнитного резонанса, коммутатор, контроллер и ЭВМ.Partially, the problem of increasing the sensitivity and correspondingly increasing the intensity of the nuclear magnetic resonance signal is solved in the well-known magnetic resonance imager "Magnetic resonance imager with dynamic polarization of nuclei" (Bogachev Yu.V., Drapkin V.Z. et al., Patent No. 105149, published June 10, 2011 . in Bull. No. 16), which is the closest to the proposed utility model and adopted as a prototype, which uses a resistive magnet that does not require water cooling and creates a NMR signal at a frequency of 300 kHz and creates agnitnoe field of 75 mT. The tomograph contains a magnetic field source in the form of a resistive magnet, inside of which there is a system of coils for creating pulsed gradient magnetic fields and an induction sensor for nuclear magnetic resonance signals, a power system for a resistive magnet and gradient coils, an RF pulse generator with a filling frequency equal to the frequency of nuclear magnetic resonance, nuclear magnetic resonance signal amplifier and detector, high-frequency electromagnetic field excitation circuit, high-frequency generator otnyh pulses with carrier frequency equal to the frequency of electron paramagnetic resonance, a switch, a controller and a computer.

Недостатком известного устройства, как и всех низкопольных магнитнорезонансных томографов является низкий уровень рабочего поля и связанное с этим низкое значение частоты ЯМР приводящее к снижению чувствительности, т.е. ослаблению интенсивности сигнала прецессирующей ядерной намагниченности в измеряемом объекте,A disadvantage of the known device, like all low-field magnetic resonance tomographs, is the low level of the working field and the associated low NMR frequency value leading to a decrease in sensitivity, i.e. attenuation of the signal intensity of the precessing nuclear magnetization in the measured object,

Задачей, решаемой в полезной модели, является увеличение сигнала прецессирующей ядерной намагниченности в измеряемом объекте.The problem solved in the utility model is to increase the signal of the precessing nuclear magnetization in the measured object.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый томограф, также, как и известный, содержит источник магнитного поля в виде резистивного магнита, внутри которого находится система катушек для создания импульсных градиентных магнитных полей и индукционный датчик сигналов ядерного магнитного резонанса, систему питания резистивного магнита и градиентных катушек, генератор радиочастотных импульсов с частотой заполнения, равной частоте ядерного магнитного резонанса, усилитель и детектор сигнала ядерного магнитного резонанса, контур возбуждения высокочастотного электромагнитного поля, генератор высокочастотных импульсов с частотой заполнения, равной частоте электронного парамагнитного резонанса, коммутатор, контроллер и ЭВМ. Предлагаемый томограф отличается от известного тем, что дополнительно введен импульсный источник питания, соединенный с резистивным магнитом и коммутатором.The problem is solved due to the fact that the proposed tomograph, as well as the known one, contains a magnetic field source in the form of a resistive magnet, inside of which there is a system of coils for creating pulsed gradient magnetic fields and an induction sensor of nuclear magnetic resonance signals, a power system of the resistive magnet and gradient coils, an RF pulse generator with a filling frequency equal to the frequency of nuclear magnetic resonance, an amplifier and a detector of a nuclear magnetic resonance signal, a high-frequency electromagnetic field excitation circuit, a high-frequency pulse generator with a filling frequency equal to the frequency of electron paramagnetic resonance, a switch, a controller, and a computer. The proposed tomograph differs from the known one in that an additional switched-mode power supply is connected, connected to a resistive magnet and a switch.

Технический результат - увеличение сигнала прецессирующей ядерной намагниченности в измеряемом объекте т.е. увеличение чувствительности, повышение интенсивности сигналов ядерного магнитного резонанса и, следовательно, контрастности томографического изображения. При этом достигается контрастность томографического изображения, одного порядка с аналогичным параметрам ЯМР-томографов со сверхпроводящими магнитами при существенно (в десятки раз) меньших энергетических затратах и ценовых характеристиках, благодаря чему обеспечивается расширение использования томографического оборудования в медицинской практике.The technical result is an increase in the signal of the precessing nuclear magnetization in the measured object i.e. increase in sensitivity, increase in the intensity of nuclear magnetic resonance signals and, therefore, the contrast of the tomographic image. This achieves the contrast of a tomographic image of the same order with similar parameters of NMR tomographs with superconducting magnets at significantly (tenfold) lower energy costs and price characteristics, which ensures the expansion of the use of tomographic equipment in medical practice.

Схема магниторезонансного томографа с динамической поляризацией ядер представлена на чертеже.A diagram of a magnetic resonance tomograph with dynamic polarization of the nuclei is shown in the drawing.

Выход источника питания магнита 1 подключен к резистивному магниту 2; выход контроллера 3 соединен с цифровой шиной с интерфейсом ЭВМ 4, а аналоговые выходы контроллера 3 соединены с управляющими входами радиочастотного 5 и сверхвысокочастотного 6 генераторов и управляемого источника питания 7, который соединен с системой катушек для создания импульсных градиентных магнитных полей 8; выход сверхвысокочастотного генератора 6 подсоединен к возбуждающему СВЧ-контуру 9; выход радиочастотного генератора 5 подключен к коммутатору 10, с которым соединены датчик сигналов ЯМР 11 и усилитель 12; а выход усилителя 12 соединен с входом детектора 13, выход которого соединен с входом контроллера, вход импульсного источника питания 14 соединен с одним из выходов коммутатора 10 и выход импульсного источника питания 14 соединен с резистивным магнитного поля 2.The output of the magnet 1 power supply is connected to the resistive magnet 2; the output of the controller 3 is connected to a digital bus with a computer interface 4, and the analog outputs of the controller 3 are connected to the control inputs of the radio-frequency 5 and microwave 6 generators and a controlled power source 7, which is connected to the coil system to create pulsed gradient magnetic fields 8; the output of the microwave generator 6 is connected to the exciting microwave circuit 9; the output of the RF generator 5 is connected to a switch 10, to which an NMR signal sensor 11 and an amplifier 12 are connected; and the output of the amplifier 12 is connected to the input of the detector 13, the output of which is connected to the input of the controller, the input of the switching power supply 14 is connected to one of the outputs of the switch 10 and the output of the switching power supply 14 is connected to the resistive magnetic field 2.

Работа магниторезонансного томографа с динамической поляризацией ядер осуществляется следующим образом.The work of a magnetic resonance imager with dynamic polarization of the nuclei is as follows.

Однородное постоянное магнитное поле резистивного магнита 2, который подключен к источнику питания магнита 1, создает в исследуемом объекте ядерную намагниченность. Высокочастотный генератор 6, подключенный к соответствующему выходу контроллера 3 по команде контроллера 3, вход которого соединен с выходом ЭВМ 4 так, что ЭВМ 4 управляет работой контроллера 3, генерирует импульс с высокочастотным заполнением, который возбуждает подключенный к нему контур 9 и создает в исследуемом объекте высокочастотное электромагнитное поле, вызывающее динамическую поляризацию ядер, взаимодействующих с неспаренными электронами. После окончания действия импульса с высокочастотным заполнением по команде контроллера 3 через коммутатор 10 осуществляется циклирование магнитного поля путем включения импульсного источника питания 14 соединенного с резистивным магнитом. На время действия импульса тока от импульсного источника питания поле создаваемое резистивным магнитом принимает более высокое по сравнению со стационарным значением и на время действия этого импульса создается радиочастотный импульс, вырабатываемый радиочастотным генератором 5 на частоте ЯМР, соответствующей величине магнитного поля, созданной во время действия импульса тока. При этом вход радиочастотного генератора 5 подключен к соответствующему выходу контроллера 3, по команде которого, сигнал с выхода радиочастотного генератора 5 поступает на один из входов коммутатора 10, соединенног с выходом радиочастотного генератора 5, а его выход подключен к датчику ЯМР 11 так, что радиочастотный импульс с выхода генератора 5 воздействует на датчик ЯМР 11 и возбуждает в объекте сигнал прецессирующей ядерной намагниченности, увеличенный за счет динамической поляризации ядер и циклирования магнитного поля и соответствующего увеличения частоты ЯМР. Один из выходов коммутатора 10 подключен к входу усилителя 12 и соответствующий вход коммутатора 10 соединен с выходом датчика ЯМР 11 и при этом сигнал прецессирующей ядерной намагниченности с датчика ЯМР 11 поступает на вход усилителя 12 через коммутатор 10, только после окончания действия радиочастотного импульса. Сигнал с датчика ЯМР 11 усиливается усилителем 12, с выхода которого он поступает на детектор 13.The uniform constant magnetic field of the resistive magnet 2, which is connected to the power source of the magnet 1, creates nuclear magnetization in the object under study. A high-frequency generator 6 connected to the corresponding output of the controller 3 by the command of the controller 3, the input of which is connected to the output of the computer 4 so that the computer 4 controls the operation of the controller 3, generates a pulse with a high-frequency filling, which excites the circuit 9 connected to it and creates in the object under study high-frequency electromagnetic field, causing dynamic polarization of nuclei interacting with unpaired electrons. After the end of the pulse with high-frequency filling at the command of the controller 3, the magnetic field is cycled through the switch 10 by switching on the switching power supply 14 connected to the resistive magnet. For the duration of the action of the current pulse from the switching power supply, the field created by the resistive magnet takes a higher than the stationary value and for the duration of the action of this pulse, the radio-frequency pulse is generated by the radio-frequency generator 5 at the NMR frequency corresponding to the magnitude of the magnetic field created during the action of the current pulse . The input of the RF generator 5 is connected to the corresponding output of the controller 3, by the command of which, the signal from the output of the RF generator 5 is fed to one of the inputs of the switch 10 connected to the output of the RF generator 5, and its output is connected to the NMR sensor 11 so that the RF the pulse from the output of the generator 5 acts on the NMR sensor 11 and excites a precessing nuclear magnetization signal in the object, increased due to the dynamic polarization of the nuclei and cycling of the magnetic field and the corresponding increasing the frequency of NMR. One of the outputs of the switch 10 is connected to the input of the amplifier 12 and the corresponding input of the switch 10 is connected to the output of the NMR sensor 11 and the signal of the precessing nuclear magnetization from the NMR sensor 11 is fed to the input of the amplifier 12 through the switch 10, only after the expiration of the radio frequency pulse. The signal from the NMR sensor 11 is amplified by an amplifier 12, from the output of which it enters the detector 13.

Как видно из описания работы предлагаемого томографа, включение в состав магниторезонансного томографа импульсного источника питания резистивного магнита, вызывает воздействие на исследуемый объект циклируюшего магнитного поля, имеющего существенно более высокое по сравнению со стационарным значение. При этом во время действия циклирующего поля, увеличивается резонансное значение частота радиочастотного импульса ЯМР, что приводит к увеличению сигнала прецессирующей ядерной намагниченности в объекте и, тем самым, достигается увеличение чувствительности, и следовательно, контрастности томографического изображения.As can be seen from the description of the work of the proposed tomograph, the inclusion of a pulsed power supply of a resistive magnet in the magnetic resonance tomograph causes a cyclical magnetic field, which has a significantly higher value compared to the stationary value, on the object under study. At the same time, during the action of the cycling field, the resonance value of the frequency of the NMR radio frequency pulse increases, which leads to an increase in the signal of the precessing nuclear magnetization in the object and, thereby, an increase in the sensitivity and, therefore, the contrast of the tomographic image is achieved.

Claims

Magnetic resonance imaging scanner with dynamic polarization of nuclei, containing a magnetic field source in the form of a resistive magnet, inside which there is a system of coils for creating pulsed gradient magnetic fields and an induction sensor for nuclear magnetic resonance signals, a power system for a resistive magnet and gradient coils, a radio frequency pulse generator with a filling frequency, equal to the frequency of nuclear magnetic resonance, an amplifier and a detector of a signal of nuclear magnetic resonance, a controller and computers, distinguishing The fact is that an additional switched-mode power supply is connected, connected to a resistive magnet and a switch.