SU1539623A1

SU1539623A1 - Method of making spin image

Info

Publication number: SU1539623A1
Application number: SU874222461A
Authority: SU
Inventors: Игорь Константинович Лукьянович; Анатолий Александрович Савицкий; Александр Александрович Лухвич
Original assignee: Институт Прикладной Физики Ан Бсср
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к области радиоспектроскопии, а точнее к интроскопии на основе магнитного резонанса, и может быть использовано при формировании картины пространственного распределени резонирующих спиновых магнитных моментов в исследуемом образце. Целью изобретени вл етс увеличение экспрессности процесса сбора данных. Использование двух ортогональных градиентов взаимно перпендикул рных компонент пол и регистраци двух независимых компонент сигнала намагниченности образца позвол ют после их Фурье- преобразовани построить интегральное уравнение, решением которого и вл етс функци спинового распределени плоского сло . 2 ил.The invention relates to the field of radio-spectroscopy, and more specifically to magnetic resonance-based introscopy, and can be used in forming a picture of the spatial distribution of resonant spin magnetic moments in the sample under study. The aim of the invention is to increase the speed of the data collection process. The use of two orthogonal gradients of mutually perpendicular field components and the registration of two independent components of the sample magnetization signal allow, after their Fourier transform, to construct an integral equation whose solution is the spin distribution function of a flat layer. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к радиоспектроскопии , точнее, к интроскопии на основе магнитного резонанса, и может быть использовано при формировании картины пространственного распределени резонирующих спиновых магнитных моментов в исследуемом образце.The invention relates to radio-spectroscopy, more precisely, to magnetic resonance-based introscopy, and can be used in forming a picture of the spatial distribution of resonant spin magnetic moments in the sample under study.

Целью изобретени вл етс увеличение экспрессности процесса сбора данных.The aim of the invention is to increase the speed of the data collection process.

Использование двух ортогональных градиентов взаимно перпендикул рных компонент пол и регистраци двух независимых компонент сигнала намагниченности образца позвол ют после их Фурье-преобразовани построить интегральное уравнение, решением которого и вл етс функци спинового распределени плоского сло .The use of two orthogonal gradients of mutually perpendicular field components and the registration of two independent components of the sample magnetization signal allow, after their Fourier transform, to construct an integral equation, the solution of which is the spin distribution function of a flat layer.

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего способ. The drawing shows a block diagram of a device implementing the method.

Процесс получени данных и построени изображени плоского сло разбиваетс на следующие этапы:The process of acquiring data and building a flat layer image is divided into the following steps:

1.Возбуждение спинового сло образца.1. Excitation of the spin layer of the sample.

2.Регистраци двух сигналов взаимно перпендикул рных компонент спиновой намагниченности: px(t и2. Registration of two signals of mutually perpendicular components of the spin magnetization: px (t and

p-z(t), где t - врем .p-z (t), where t is time.

3.Выполнение Фурье-преобразовани двух полученных сигналов, т.е. нахождение функций |ux(ui), |и2(о)),где ц;- частота.3. Perform Fourier transform of the two received signals, i.e. finding the functions | ux (ui), | u2 (o)), where q; is the frequency.

А, Построение дл каждой фиксированной частоты (J H функции p(u)nil} где угол поворота-, х - ось, повернута относительно оси х на угол .A, Construction for each fixed frequency (J H of the function p (u) nil} where the angle of rotation, x, axis, is rotated relative to the axis x by an angle.

елate

со соwith so

ОABOUT

юYu

соwith

5.Решение интегрального уравнени дл каждой из частот u)n спектра сигналов |лл (t) и ju2 (t) и определение тем самым функции спиновой плотности р(if) j(, 1Ј)где м - криволинейна координата.5. The solution of the integral equation for each of the frequencies u) n of the spectrum of the signals | ll (t) and ju2 (t) and thereby determining the spin density function p (if) j (, 1Ј) where m is the curvilinear coordinate.

6.Получение распределени резонирующих магнитных моментов в пр моугольных декартовых координатах.6. Obtaining the distribution of resonating magnetic moments in rectangular Cartesian coordinates.

Устройство, реализующее способ, содержит магнит 1, систему градиентных катушек 2, приемную катушку 3, приемно-передающую катушку 4,источни 6 питани градиентных катушек; ключ 7, усилитель 8 мощности, задающий ге нератор 9, приемники 10, 11 сигналов фазочувствительные детекторы 12, 13, аналого-цифровые преобразователи 14, 15, контроллер 16 компьютер 17, дисплей 18.The device implementing the method comprises a magnet 1, a system of gradient coils 2, a receiving coil 3, a receiving and transmitting coil 4, a power source 6 of gradient coils; key 7, power amplifier 8, driver 9, receivers 10, 11 signals, phase-sensitive detectors 12, 13, analog-to-digital converters 14, 15, controller 16 computer 17, display 18.

Устройство работает под управлением компьютера 17 и контроллера 16 следующим образом.The device operates under the control of the computer 17 and the controller 16 as follows.

Сигнал резонансной частоты с задающего генератора 9 поступает на усилитель 8 мощности, в котором формируетс возбуждающий импульс, поступающий через ключ 7 на приемно-передающую катушку 4. Одновременно с источника 6 питани подаетс импульс тока на систему градиентных катушек 2. В результате в образце 5, помещенном в поле магнита 1, возлуждаетс слой спинов. Непосредственно после возбуждени резонанса подаютс импульсы тока на систему градиентных катушек 2, создающих ортогональные градиенты ортогональных компонент магнитного пол g гх и г, хг. Сигналы, наводимые процессирующей спиновой намагниченностью возбужденного сло образца 5, с приемной катушки 3 через ключ 7, а с катушки 4 непосредственно поступают на приемники 10, 11 и далее на фазочувствительные детекторы 12, 13. Продетектированные сигналы ортогональных компонент спиThe resonant frequency signal from the master oscillator 9 is fed to a power amplifier 8, in which an excitation pulse is generated, which is fed through the switch 7 to the receiving and transmitting coil 4. Simultaneously from the power source 6, a current pulse is fed to the gradient coil 2 system. placed in the field of magnet 1, a layer of spins is obsessed. Immediately after the excitation of the resonance, current pulses are applied to the system of gradient coils 2, which create orthogonal gradients of the orthogonal components of the magnetic field g gx and z, xr. The signals induced by the spin spin processing magnetization of the excited layer of sample 5, from the receiving coil 3 through the switch 7, and from the coil 4 go directly to the receivers 10, 11 and further to the phase-sensitive detectors 12, 13. The detected signals of the orthogonal components are

5five

00

новой намагниченности преобразуютс анапогоцифровыми преобразовател ми 14, 15 в цифровую фоому, запомина- , ютс и обрабатываютс в компьютере 17. Полученное спиновое изображение выводитс на экран диспле 18.The new magnetization is converted by anapho-digital converters 14, 15 into a digital camera, memorized, processed and processed by computer 17. The resulting spin image is displayed on the screen of display 18.

Способ позвол ет за одно возбуждение спинового резонанса получить данные, достаточные дл построени двумерной картины распределени спиновой плотности в исследуемом об- ра зце. Если построение спинового изображени , состо щего из NxN элементов , требует времени Т при сборе данных дл прототипа, то в предлагаемом способе оно уменьшено в N раз, т.е. составл ет T/N, что достигаетс за счет использовани ортогональных градиентов взаимно перпендикул рныхThe method allows for one excitation of spin resonance to obtain data sufficient to build a two-dimensional picture of the distribution of spin density in the sample under study. If the construction of a spin image consisting of NxN elements takes time T when collecting data for the prototype, in the proposed method it is reduced N times, i.e. is T / N, which is achieved through the use of orthogonal gradients of mutually perpendicular

компонент магнитного пол и zmagnetic field component and z

0 zx0 zx

3UX и gX7 -5-, а также регистрации3UX and gX7-5- as well as registration

ЭкEk

двух сигналов компонент вектора намагниченности , совпадающих по направлению с градиентами пол .two signals of the components of the magnetization vector coinciding in direction with the gradients of the field.

Claims

Invention Formula

The method of obtaining the spin image, which consists in the fact that in a sample in a uniform constant magnetic field, spin resonance is excited, two magnetic fields with orthogonal gradients are applied, resonant signals are recorded and subjected to mathematical processing, characterized in that to increase the speed of the data collection process, magnetic fields are applied to the sample with orthogonal gradients of the magnetic field components that do not coincide with the gradient directions, and two signals are recorded la component of the vector of the spin magnetization coinciding in direction with the specified gradients of the magnetic field.

sixteen

Jt