SU1603264A1 - Method of construction of spin image - Google Patents

Method of construction of spin image Download PDF

Info

Publication number
SU1603264A1
SU1603264A1 SU884424218A SU4424218A SU1603264A1 SU 1603264 A1 SU1603264 A1 SU 1603264A1 SU 884424218 A SU884424218 A SU 884424218A SU 4424218 A SU4424218 A SU 4424218A SU 1603264 A1 SU1603264 A1 SU 1603264A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
spin
image
phase
axis
magnetic field
Prior art date
Application number
SU884424218A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Константинович Лукьянович
Анатолий Александрович Савицкий
Андрей Дмитриевич Шишпоренок
Original Assignee
Институт Прикладной Физики Ан Бсср
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 Институт Прикладной Физики Ан Бсср filed Critical Институт Прикладной Физики Ан Бсср
Priority to SU884424218A priority Critical patent/SU1603264A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1603264A1 publication Critical patent/SU1603264A1/en

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области радиоспектроскопии, а точнее к интроскопии на основе магнитного резонанса. Цель изобретени  - устранение фазовых искажений изображени . Способ основан на методе 2Д Фурье-томографии, заключающемс  в воздействии на слой возбужденных спинов образца ортогональными градиентами в плоскости сло  и последующей регистрации сигналов магнитного резонанса при разной величине одного из градиентов. В способе используют последовательность импульсов, действующих на слой возбужденных спинов образца, котора  позвол ет получить опорный сигнал магнитного резонанса, вычислить фазовую поправку, скорректировать сигналы, несущие информацию о спиновой плотности, после чего построить изображение, свободное от фазовых искажений. 6 ил.The invention relates to the field of radio-spectroscopy, and more specifically to magnetic resonance-based introscopy. The purpose of the invention is to eliminate the phase distortion of the image. The method is based on the 2D Fourier-tomography method, which involves exposing a layer of excited spins to a sample with orthogonal gradients in the plane of the layer and then recording magnetic resonance signals at a different value of one of the gradients. The method uses a sequence of pulses acting on the layer of excited spins of the sample, which allows to obtain a magnetic resonance reference signal, calculate the phase correction, correct the signals carrying information about the spin density, and then build an image free of phase distortions. 6 Il.

Description

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

Цель изобретени  - устранение фазовых искажений,The purpose of the invention is to eliminate phase distortions,

На фиг. 1 представлена последовательность высокочастотных возбуждающих импульсов напр жением И, действующих на образец; на фиг. 2 - импуль- сы градиента магнитного пол  в направ- лении оси Z - на фиг. 3 - импуль- сы градиента магнитного пол  в направ-. лении оси X - gyj на фиг. 4 - импульсы градиента магнитного пол  в направлении Y - §„; на фиг. 5 - сигналы спинового эха, полу шемые от образца в результате действи , указанных импульсов; на фиг. 6 - блок-схема устройст-- ва, реализующего данный способ.FIG. Figure 1 shows the sequence of high-frequency excitation pulses by voltage And acting on the sample; in fig. 2 - magnetic field gradient pulses in the direction of the Z axis - in FIG. 3 - magnetic field gradient pulses in the direction of -. The x-axis is gyj in FIG. 4 - magnetic field gradient pulses in the Y direction - § „; in fig. 5 - spin echo signals received from the sample as a result of the action of the indicated pulses; in fig. 6 is a block diagram of a device implementing this method.

Способ осуществл ют следун цим образом .The method is carried out in the following manner.

На образец, наход пщйс  в однород- ном пол ризующем магнитном поле, воздействуют в интервале времени 1 высокочастотным икшульсом и градиентом магнитного пол , например, вдоль оси Z. В результате в слое образца возбуждаетс  магнитный резонанс путем поворота вектора спиновой намагниченности в слое на 90 . Затем наA sample located in a uniform polarizing magnetic field is affected in time interval 1 by high-frequency spleen and a magnetic field gradient, for example, along the Z axis. As a result, magnetic resonance is excited in the sample layer by rotating the spin magnetization vector in the layer by 90. Then on

О5O5

оabout

00 ND00 ND

О)ABOUT)

слой возбулэдендак спинов ( дерных или электронньпс) действуют частотно-кодирующим градиентом пол  вдоль оси Y. После перемены знака градиента в об- разце возникает сигнал спинового эха, который регистрируетс .a layer of vacant spins (nuclear or electron) acts as a frequency-coding gradient of the field along the Y axis. After the sign of the gradient changes in the sample, a spin echo signal appears, which is recorded.

После этого в интервале времени 2 в образце вновь воз.бувдают слой спиновых магнитных моментов. Воздейству- ют на слой частотно-кодирующим, градиентом вдоль оси X, а вдоль оси Y - фазокоДирукщим градиентом. Последовательность импульсов, показанных в интервале времени 2, повтор ют N раз при N значени х амплитуды фазокодирую . щего градиента. Получение N сигналов спинового эха регистрирз т.After that, in the time interval 2, a layer of spin magnetic moments reappears in the sample. The layer is influenced by a frequency-coding gradient along the X axis, and along the Y axis by a phase-gradient gradient. The sequence of pulses shown in time interval 2 is repeated N times with N values of the amplitude phase-coded. gradient. Receiving N spin echo signals recorded by t.

Сигнал магнитного резонанса, полученный в интервале времени 1, описыва етс  вьгражениемThe magnetic resonance signal received in time interval 1 is described by the expression

Jr l -b olgJr l -b olg

dxdy, (1)dxdy, (1)

Sv(t)e jjp(x.y)e где Ц) - фаза сигнала};Sv (t) e jjp (x.y) e where C) is the signal phase};

(х,у) - распределение спиновой плотности в возбузвденном слое; If - гиромагнитное отношение спинов; gu - градиент магнитного пол  в(x, y) is the spin density distribution in the excited layer; If is the gyromagnetic spin ratio; gu - magnetic field gradient in

направлении оси Y; t, - врем ; Y direction; t, is time;

ip - момент времени, соответствующий максимуму сигнала спинового эха .ip is the time instant corresponding to the maximum of the spin echo signal.

Сигналы, регистрируемые в интервале времени 2, формируют двумерную матрицу:The signals recorded in the time interval 2 form a two-dimensional matrix:

S(t,.p)(x.y) dxdy.. (2)S (t, .p) (x.y) dxdy .. (2)

где Ли (р) - приращение фазы при каж- , дом из значений фазокодирующего гра- .where Li (p) is the phase increment with each of the values of the phase-encoding g.

NN Nn

диента; , - .,. .. ,-1,0,1,...,dienta; , -.,. .., -1,0,1, ...,

S(tJ ,p)eS (tJ, p) e

icf-iuqJCPicf-iuqJCP

Сравнение выражений (1) и (3) показывает , что в момент времени 35 они отличаютс  наличием фазового множител  , который определ ют из соотношени :Comparison of expressions (1) and (3) shows that at time 35 they differ in the presence of a phase multiplier, which is determined from the relation:

1Щ( S.(to,) - SCtiTpT (4)1Sh (S. (to,) - SCtiTpT (4)

Умножают затем двумерный сигнал, определ емый вьфажением (2), на вели-ilp-ibvfP ) чину еи результат подверга- Then the two-dimensional signal, determined by the extrusion (2), is multiplied by the value of the result

ют двумерному преобразованию Фурье, получа  тем самым изображение, свободное от фазовых искажений.two-dimensional Fourier transform, thereby obtaining an image free from phase distortion.

Блок-схема устройства, реализующего способ, показана на фиг. 6. Устройство содержит управл кйцую электронно- вычислительную машину (ЗИМ) 1, прием- ЦИК 2 сигналов магнитного резонанса, цередатчик 3, источники питани  градиентных ..катушек 4-6, дисплей 7, . , приемную катушку 8, передающие катуш- ки 9, систему градиентных катушек 10, образец 11, электромагнит 12, источ- ник-Шатани  электромагнита .13.A block diagram of a device implementing the method is shown in FIG. 6. The device contains a control electronic computer (ZIM) 1, a receiver-CEC 2 magnetic resonance signals, a transmitter 3, power sources of gradient coils 4-6, a display 7,. , receiving coil 8, transmitting coils 9, system of gradient coils 10, sample 11, electromagnet 12, source-Shatani electromagnet .13.

N , N мN, N m

т rl 9 о момент времени, соответствуюп (ий максимуму сигнала эха.t rl 9 about the time corresponding to the maximum of the echo signal.

Фиксиру  значение , получаемFix value, we get

30thirty

JJ p (x,y)e dxdy (3)JJ p (x, y) e dxdy (3)

5 five

00

Устройство работает под управлением электронной вычислительной машины 1 .следующим образом.The device operates under the control of an electronic computer 1. As follows.

Сигнал с частотой, равной резонансной частоте спинов образца 11, наход щегос  в поле электромагнита 12, с передатчика 3 поступает на передающие катушки 9, создающие высокочастотное магнитное поле, ортогональное полю электромагнита 12. Одновременно с источника питани  4 на систему градиентных катушек 10 подаетс  импульс, тока з -градиента. В результате в обг разце 11 возбуждаетс  слой спинов в плоскости X,Y. Затем с источника питани  5 в катушки Вцтрадиента системы градиентных катушек 10 подаетс  импульс тока, который через некоторое врем  мен ет знак на противопсшож- ный. В приемной катушке 8 после этого наводитс  сигнал спинового эха, который усиливаетс  в приемнике 2 и регистрируетс  в пам ти ЭВМ.A signal with a frequency equal to the resonant frequency of the spins of sample 11, located in the field of electromagnet 12, from transmitter 3 enters the transmitting coils 9, creating a high-frequency magnetic field orthogonal to the field of electromagnet 12. A pulse is applied from the power source 4 to the gradient coils 10, current s-gradient. As a result, a spin layer in the X, Y plane is excited in the sample 11. Then, from the power source 5, a current pulse is applied to the coils of the Gradient of the gradient coils system 10, which after some time changes its sign to anti-drop. In the receiving coil 8 thereafter, a spin echo signal is induced, which is amplified in receiver 2 and recorded in the computer memory.

Затем снова возбуждают слой спинов образца 11, а с-источника питани  градиентных катушек 6 подают наThen the layer of spins of sample 11 is again excited, and the c-power source of the gradient coils 6 is fed to

катушки 8х градиента импульс тока, формирую11 й сигнал эха. При этом перед формированием эха на слой возбужденных спинов с источника питани  градиентных катушек 5 системы 10 подают на короткое врем  импульс тока, создающий градиент р,м. Регистрируют затем сигнал эха, измен ют амплитуду Y-градиента, последовательность импульсов (в интервале времени 2 фиг.1) повтор ют. Возникающий сигнал спинового эха регистрируют в пам ти ЭВМ 1, и так далее при N разных значени х амплитуды импульса тока в катушках Y-градиента. Из полученных сигналов с,помощью ЭВМ вычисл ют фазовую поправку , корректируют двумерный массив данных, после 2 Лурье-преобразовани  которого получают картину iраспределени  спиновой плотности в слое образца, отображаемую на дисплее 7.coils 8x current pulse gradient, forming an 11th echo signal. In this case, prior to the formation of an echo, a current pulse, creating a gradient of p, m, is supplied for a short time to the excited spin layer from the power source of the gradient coils 5 of the system 10. The echo signal is then recorded, the amplitude of the Y-gradient is changed, the sequence of pulses (in time interval 2 of Fig. 1) is repeated. The resulting spin echo signal is recorded in the memory of the computer 1, and so on for N different values of the amplitude of the current pulse in the coils of the Y-gradient. From the received signals with a computer, a phase correction is calculated, a two-dimensional data array is corrected, after 2 Lurie transformations of which a picture of the spin density i-distribution in the sample layer displayed on the display 7 is obtained.

ственным в интроскопии на основе магнитного резонанса, поскольку в большинстве случаев нестабильность фазыin magnetic resonance-based introscopy, since in most cases the phase instability

полностью разрушает изображени .completely destroys the image.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ построени  спинового изоб- Q ранени , заключающийс  в том, что в слое образца возбутедают спиновый м2г- нитный резонанс с помощью 90 ВЧ импульса и магнитного пол  с градиентом вдоль оси Z-gg, затем воздействуют 15 магнитным полем, с градиентами вдоль оси X-g и вдоль оси Y-gu, формируют сигнал спинового эха, который регистрируют при фиксированном значении gy п повтор ют данную последовательность 20 при различных значени х gu и после ма- тематической обработки сигналов спинового эха получают спиновое изображение , отличающийс  тем.A method for constructing a spin Q-image, consisting in that a spin M2 resonance occurs in the sample layer using a 90 HF pulse and a magnetic field with a gradient along the Z-gg axis, then a 15 magnetic field is applied, with gradients along the Xg axis and along the y-gu axis, they form a spin echo signal, which is recorded at a fixed gy value and repeats this sequence 20 for various values of gu and after the mathematical processing of the spin echo signals, a spin image is obtained, differing in that. что, с целью устранени  фазовых ис- Предлагаемый способ построени  спи-25 кажений изображени , дополнительно нового изображени  позвол ет устранить регистрируют сигнал спинового эха при фазовые искажени  изображени , возни- фиксированном значении gij, определ ют каюрще в результате нестабильностиФазу сигнала спинового эха и с учетомthat, in order to eliminate phase images, the proposed method of constructing image spans, additionally, allows us to eliminate the spin echo signal during phase image distortions, the resulting fixed value of gij, determine the kaursch as a result of instability. The phase of the spin echo signal and taking into account магнитного пол  и параметров элект-Фазы провод т математическую обработ-.The magnetic field and the parameters of the elec-Phase are mathematically processed. ронной аппаратуры. Это  вл етс  суще- JO ; ку сигнала,,equipments. This is an entity JO; ku signal ,, ) , ), 1603264. 1603264. ственным в интроскопии на основе магнитного резонанса, поскольку в большинстве случаев нестабильность фазыin magnetic resonance-based introscopy, since in most cases the phase instability полностью разрушает изображени .completely destroys the image. Формула изобретени Invention Formula Способ построени  спинового изоб- ранени , заключающийс  в том, что в слое образца возбутедают спиновый м2г- нитный резонанс с помощью 90 ВЧ импульса и магнитного пол  с градиентом вдоль оси Z-gg, затем воздействуют магнитным полем, с градиентами вдоль оси X-g и вдоль оси Y-gu, формируют сигнал спинового эха, который регистрируют при фиксированном значении gy п повтор ют данную последовательность при различных значени х gu и после ма- тематической обработки сигналов спинового эха получают спиновое изображение , отличающийс  тем.A method for constructing a spin image, consisting in that a spin m2 resonance is excited in the sample layer using a 90 HF pulse and a magnetic field with a gradient along the Z-gg axis, then affected by a magnetic field, with gradients along the Xg axis and along the axis Y-gu, form a spin echo signal, which is recorded at a fixed value of gy and repeats this sequence at various values of gu, and after mathematical processing of the spin echo signals, a spin image is obtained, differing in that. (Риг.г(Rig.y.
SU884424218A 1988-05-16 1988-05-16 Method of construction of spin image SU1603264A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884424218A SU1603264A1 (en) 1988-05-16 1988-05-16 Method of construction of spin image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884424218A SU1603264A1 (en) 1988-05-16 1988-05-16 Method of construction of spin image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1603264A1 true SU1603264A1 (en) 1990-10-30

Family

ID=21374495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884424218A SU1603264A1 (en) 1988-05-16 1988-05-16 Method of construction of spin image

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1603264A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Сороко Л.М. Интроскопи на основе дерного магнитного резонанса. М.: 3-нергоатомиздат, 1986, с. 168. За вка GB, f 2079946, кл. G 01 N 24/08, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR880001531B1 (en) Composite pulses for time reversal in nmr imaging
US4184110A (en) Investigation of samples by N.M.R. techniques
US4471306A (en) Method of NMR imaging which overcomes T2 * effects in an inhomogeneous static magnetic field
US4665365A (en) Method for reversing residual transverse magnetization due to phase-encoding magnetic field gradients
US4672320A (en) Imaging apparatus and method using nuclear magnetic resonance
JPH074350B2 (en) NMR signal receiving method
KR100671090B1 (en) A method for compensating an mri system for residual magnetization
JPH0332756B2 (en)
JPH0337406B2 (en)
EP0209374A2 (en) NMR phase encoding using phase-varying rf pulses
US4766380A (en) Method and arrangement for determining a nuclear magnetization distribution in a part of a body
US4651098A (en) Method for imaging nuclear magnetic resonance signals by using non-linear magnetic field gradient
US4876508A (en) Method and apparatus for NMR imaging
US4672318A (en) Method of measuring the static magnetic field distribution in an NMR inspection system
US5184073A (en) Method for correcting phase errors in a nuclear magnetic resonance signal and device for realizing same
SU1603264A1 (en) Method of construction of spin image
US4757260A (en) Method of producing nuclear magnetic resonance of an object and an apparatus therefor
US4958282A (en) 3-D image reconstruction using Fourier transformation with differing resolutions of image axes
JPH02274225A (en) Distribution-determining method for nuclear magnetization
US4833408A (en) NMR chemical shift imaging method with influence of intensity distribution of static magnetic field removed
US4672319A (en) Multiple pulse excitation in NMR imaging
US5276397A (en) Gradient magnetic field irradiation method in nuclear magnetic resonance imaging (MRI) and MRI apparatus using said method
US5608322A (en) Method of and apparatus for obtaining NMR information
US5412321A (en) Magnetic resonance imaging method and apparatus
JPH049414B2 (en)