RU2248560C2 - Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом - Google Patents
Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248560C2 RU2248560C2 RU2002129140/28A RU2002129140A RU2248560C2 RU 2248560 C2 RU2248560 C2 RU 2248560C2 RU 2002129140/28 A RU2002129140/28 A RU 2002129140/28A RU 2002129140 A RU2002129140 A RU 2002129140A RU 2248560 C2 RU2248560 C2 RU 2248560C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- nuclei
- radio frequency
- nitrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Использование: для обнаружения веществ, содержащих атомы, ядра которых обладают квадрупольным моментом. Сущность: заключается в том, что сканирование исследуемого объема на наличие взрывчатых и наркотических веществ, содержащих ядра азота 14N, в среде, содержащей ядра водорода 1Н, осуществляется методом идентификации и определения местоположения искомого вещества с помощью ЯМР визуализации на ядрах 1Н с использованием импульсного возбуждения 14N на частоте ЯКР. Технический результат: повышение достоверности обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области применения ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) для обнаружения веществ, содержащих атомы, ядра которых обладают квадрупольным моментом. Изобретение может быть использовано, например, для обнаружения наркотиков и взрывчатых веществ в багаже при транспортировке или при проведении досмотра пассажиров в аэропорту, а также для обнаружения инородных объектов в теле человека.
Предложена система, исключающая влияние индивидуальных особенностей объекта на результаты сканирования. Сканирование производится посредством изменения градиента импульсного магнитного поля при воздействии на объект электромагнитных полей с частотами ЯМР на протонах водорода 1Н и ЯКР на искомых ядрах 14N. Детектирование возможно как на частоте ЯМР протонов 1H, так и на частоте ЯКР 14N.
Близким по техническому решению является устройство [1], взятое в качестве прототипа, работающее в импульсном режиме и содержащее генератор радиочастоты, управляемый компьютером (микропроцессорным контроллером), формирователь радиочастотных импульсов (электронный ключ), усилитель мощности, нагруженный на передающую антенну (катушку), приемную антенну (катушку), подключенную к входу приемника, цифровой выход которого соединен с входом компьютера.
Недостатком данного устройства является невозможность визуализации веществ, содержащих ядра азота. Устройство [1] позволяет только обнаружить искомые вещества в исследуемом объеме, оно не может определять местоположение и форму искомого объекта.
В предлагаемом устройстве для обнаружения и визуализации азотосодержащих соединений в среде, включающей в себя ядра водорода, применяются радиочастотное облучение с частотой, равной частоте квадрупольного резонанса ядер азота 14N, и радиочастотное облучение с частотой, равной частоте магнитного резонанса ядер водорода 1Н. Это достигается тем, что в передающем канале спектрометра формируются радиочастотные импульсы, заполнение которых соответствует спектрам ЯКР ядер азота 14N и ЯМР ядер водорода 1H в искомом веществе. Пространственное сканирование с использованием специальных импульсных последовательностей осуществляется методом получения ЯМР-изображений объектов с пространственной локализацией в слабом магнитном поле, обладающем пространственным градиентом в лабораторной системе координат, как это описано в [2]. Детектирование возможно как на частоте ЯМР протонов 1H, так и на частоте ЯКР 14N, как показано на фиг.2. Визуализация искомых веществ позволяет существенно повысить достоверность обнаружения и идентификации искомых веществ по сравнению с прототипом.
Предлагаемое устройство (фиг.1) для обнаружения и визуализации объектов содержит синтезатор радиочастоты 1, подключенный к первому входу формирователя радиочастотных импульсов 2, спектр которых совпадает со спектром ЯМР 1H ядер водорода, выход которого соединен с первым входом усилителя мощности 4, нагруженного на передающую антенну 5; цифровой приемник 7 с двухканальным аналого-цифровым квадратурным преобразованием, первый вход которого соединен с приемной антенной 6, второй вход соединен со вторым выходом синтезатора радиочастот 1, а выход с входом микропроцессорного контроллера 8, первый выход которого соединен с входом индикатора (дисплея) 10, а второй выход со вторым входом формирователя радиочастотных импульсов 2, дополнительно в устройство введены генератор градиента магнитного поля 9, вход которого соединен с третьим выходом микропроцессорного контроллера 8; и второй формирователь радиочастотных импульсов 3, спектр которых совпадает со спектром ЯКР 14N ядер азота, первый вход которого соединен с третьим выходом синтезатора радиочастот 1, второй вход соединен с четвертым выходом микропроцессорного контроллера 8, а выход соединен со вторым входом усилителя мощности 4.
Устройство работает следующим образом. Из сигналов с выходов синтезатора (генератора) радиочастот 1 формирователи радиочастотных импульсов 2 и 3, управляемые микропроцессорным контроллером 8, вырабатывают радиочастотные импульсы, частота заполнения которых определяется частотой ЯКР 14N и ЯМР 1Н. Сигналы с выходов формирователей 2 и 3, усиленные усилителем мощности 4, излучаются антенной 5 на анализируемый объект X. В анализируемом объекте Х происходит энергетический обмен между ядрами водорода 1H и азота 14N, входящими в состав искомого вещества, в момент, когда действуют импульсные последовательности ω( ) и ω( ) одновременно (см. фиг. 2). Это приводит к изменению сигнала ядерной индукции в приемной антенне 6 устройства (момент на фиг. 2, когда сигналы Инф( ) Инф( ) регистрируются одновременно). В данном устройстве регистрируется энергетический обмен между двумя группами ядер, что повышает достоверность детектирования. Далее сигнал преобразуется приемником 7 и поступает на вход контроллера 8. Для идентификации и определения местоположения искомого вещества применен метод ЯМР визуализации на ядрах 1Н [2] с использованием импульсного возбуждения 14N на частоте ЯКР. Для этой цели в устройстве используется генератор градиентов магнитного поля 9 и второй формирователь радиочастотных импульсов 3, управляемые микропроцессорным контроллером. После накопления и обработки сигнала результат отображается на индикаторе (дисплее) 10.
Источники информации:
1. Erik E. Magnuson et al., US Pat. 5592083 Jan. 7, 1997, Quantum Magnetics, Inc., San Diego, Calif.
2. Лич М. Получение ЯМР изображений с пространственной локализацией. Под редакцией С. Вебба. "Физика визуализации изображений в медицине". Стр.105-231, Мир, 1991.
Claims (3)
1. Устройство для обнаружения и визуализации объектов, содержащее синтезатор радиочастоты, подключенный к первому входу формирователя радиочастотных импульсов, выход которого соединен с первым входом усилителя мощности, нагруженного на передающую антенну; цифровой приемник, первый вход которого соединен с приемной антенной, второй вход соединен со вторым выходом синтезатора радиочастот, а выход со входом микропроцессорного контроллера, первый выход которого соединен со входом индикатора (дисплея), а второй выход со вторым входом формирователя радиочастотных импульсов, отличающееся тем, что в устройство введены генератор градиента магнитного поля, вход которого соединен с третьим выходом микропроцессорного контроллера; и второй формирователь радиочастотных импульсов, первый вход которого соединен с третьим выходом синтезатора радиочастот, второй вход соединен с четвертым выходом микропроцессорного контроллера, а выход соединен со вторым входом усилителя мощности.
2. Способ обнаружения и визуализации объектов, заключающийся в использовании метода ядерного квадрупольного резонанса, отличающийся тем, что сканирование исследуемого объема на наличие взрывчатых и наркотических веществ, содержащих ядра азота 14N, в среде, содержащей ядра водорода 1Н, осуществляется методом идентификации и определения местоположения искомого вещества с помощью ЯМР-визуализации на ядрах 1H с использованием импульсного возбуждения 14N на частоте ЯКР.
3. Способ обнаружения и визуализации объектов по п.2, заключающийся в использовании метода ядерного квадрупольного резонанса на ядрах азота 14N, отличающийся тем, что для идентификации и визуализации азотосодержащих соединений в среде, включающей в себя ядра водорода 1H, применяется облучение радиочастотными импульсами, спектр которых совпадает со спектром квадрупольного резонанса ядер азота 14N, что увеличивает достоверность обнаружения и визуализации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129140/28A RU2248560C2 (ru) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129140/28A RU2248560C2 (ru) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002129140A RU2002129140A (ru) | 2004-04-27 |
RU2248560C2 true RU2248560C2 (ru) | 2005-03-20 |
Family
ID=35454407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002129140/28A RU2248560C2 (ru) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2248560C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1947449A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-23 | Institut Jozef Stefan | Polarization enhanced two-channel NQR/NMR detection of solid and liquid explosives using multi-pulse sequences |
-
2002
- 2002-10-31 RU RU2002129140/28A patent/RU2248560C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДЖ.ЭМСЛИ И ДР., СПЕКТРОСКОПИЯ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ, МОСКВА, МИР, 1968, ТОМ 1, c.14-15, 225-227. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1947449A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-23 | Institut Jozef Stefan | Polarization enhanced two-channel NQR/NMR detection of solid and liquid explosives using multi-pulse sequences |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6566873B1 (en) | Method of and apparatus for nuclear quadrupole resonance testing a sample | |
US3789832A (en) | Apparatus and method for detecting cancer in tissue | |
AU699894B2 (en) | Detection and sorting of materials | |
EP0813685B1 (en) | System and method for contraband detection using nuclear quadrupole resonance | |
CA1187936A (en) | Nmr system for the non-invasive study of phosphorus metabolism | |
Espy et al. | Ultra-low-field MRI for the detection of liquid explosives | |
US6777937B1 (en) | Nuclear quadrupole resonance method and apparatus | |
US4678995A (en) | Apparatus and method for determining the presence of substances in a sample by NMR and producing an NMR image thereof | |
JPH0240997B2 (ru) | ||
US6291996B1 (en) | Apparatus for and method of determining values of relaxation parameters | |
US4567440A (en) | Vivo P-31 NMR imaging of phosphorus metabolites | |
US4737714A (en) | Magnetic resonance spectroscopy | |
US6472874B1 (en) | EPR imaging device using microwave bridge translator | |
RU2248560C2 (ru) | Способ и устройство для сканирования неметаллических объектов на наличие в них веществ, содержащих ядра с квадрупольным моментом | |
US5317262A (en) | Single shot magnetic resonance method to measure diffusion, flow and/or motion | |
US4769604A (en) | Method of mapping the material properties of an object to be examined | |
US4743850A (en) | Method of mapping the nuclear magnetic properties of an object to be examined | |
EP0114349B1 (en) | Nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus | |
EP1947449A1 (en) | Polarization enhanced two-channel NQR/NMR detection of solid and liquid explosives using multi-pulse sequences | |
Rameev et al. | Novel approaches in nuclear magnetic/quadrupole resonance techniques for explosives detection | |
FI80584C (fi) | Undersoekningsmodul. | |
RU2353922C1 (ru) | Способ и устройство для сканирования и локального воздействия на исследуемую область в биологических объектах | |
Weisman et al. | Cancer detection by NMR in the living animal | |
FI80798B (fi) | Modellbildobjekt. | |
Galante et al. | Mobile NMR for surface analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051101 |
|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091101 |