Способ ямр-томографии

 

Изобретение относится к способам вычислительной томографии на основе явления ядерного магнитного резонанса , предназначенным для интроскопических исследований при медицинской диагностике и неразрушающем контроле. Цель изобретения - повьшение точности исследований за счет увеличения отношения сигнал/шум. Сущность способа заключается в том, что объект исследования дважды за отведенное время исследования подвергают воздействию радиоимпульса, возбуждающего затухающий сигнал свободной индукции и сигнал эха. При этом фазы первой половины гармонических колебаний устанавливаются О или 180 , а второй половины 90 или 270, а получаемые в результате двукратного воздействия сигналы усредняют. 8 ил. (Л

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 М 24/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4058464/24-25 (22) 17.04.86 (46) 23.01 88. Бюл. Ф 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (72) В.М.Уткин (53) 539 ° 1.078(088.8) (56) Лундин А.Г., Федин Э,И. Ядерный магнитный резонанс. Основы и применения. — Новосибирск: Наука, 1980, с. 167-172.

Чжо К.Х. и др. Томография на ядерном магнитном резонансе с преобразованием Фурье. — ТИИЭР, 1982, т. 70, У 10, с. 34-37.

ÄÄSUÄÄ1368752 А 1 (54) СПОСОБ ЯМР-ТОМОГРАФИИ (57) Изобретение относится к способам вычислительной томографии на основе явления ядерного магнитного резонанса, предназначенным для интроскопических исследований при медицинской диагностике и неразрушающем контроле. Цель изобретения — повышение точности исследований за счет увеличения отношения сигнал/шум.

Сущность способа заключается в том, что объект исследования дважды за отведенное время исследования подвергают воздействию радиоимпульса, возбуждающего затухающий сигнал свободной индукции и сигнал зха. При этом фазы первой половины гармонических о колебаний устанавливаются 0 или 180, о а второй половины 90 или 270, а получаемые в результате двукратного воздействия сигналы усредняют. 8 ил.

1 136

Изобретение относится к способам реконструктивной вычислительной томографии на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и предназначено для количественных интроскопических исследований различных сред, результаты которых используются в целях медицинской диагностики и неразрушающего контроля.

Цель изобретения — повышение точности исследования за счет увеличения отношения сигнал/шум.

На фиг.l представлена блок-схема устройства для реализации способа, на фиг.2 и 3 — векторные диаграммы радиоимпульсов; на фиг.4 — эпюры напряжений, позволяющих осуществить способ, на фиг.5-8 — сигналы на выходе квадратурного детектора U(t) и V(t) и после фурье-преобразования с фазовой коррекцией К(ы) и Т(ы).

Сущность изобретения состоит в том, чтобы использовать возбуждающий радиоимпульс, приводящий к возникновению квадратурных сигналов спада свободной индукции (ССИ) и эхосигналов, и за отведенное время исследования провести сканирование объекта дважды.

Устройство содержит блок 1 электромагнитных катушек, включающий катушку основного магнита, радиочастотную катушку и катушки создания градиентов магнитного поля по осям

Х, Y u Z и предназначенный для помещения в его внутреннее пространство исследуемого объекта, блок 2 управления катушкой основного магнита, предназначенный для поддержания напряженности поля заданной величины, блок 3 управления градиентами магнитного поля вдоль осей Х, Y и Z, пассивный коммутатор 4, представляющий собой сборку диодов, сопротивление которой зависит от подводимого к ней напряжения, и предназначенный для защиты входных цепей квадратурного детектора 5 от мощных импульсов передатчика, коммутатор включен между радиочастотной катушкой блока 1, квадратурным детектором 5 и передатчиком, аналогоцифровой преобразователь 6, соединенный с выходами квадратурного детектора 5, буферную память 7, предназначенную для запоминания оцифрованных эхосигналов и включенную между аналого-цифровым преобразователем 6, блоком ЭВМ 8, полутоновым дисплеем 9 и

8752

55 блоком 10 формирования интервалов возбуждения эхосигналов. Причем выход блока 10 формирования интервалов возбуждения эхосигналов соединен с программируемым генератором ll импульсов, один выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 6, а другой— с входом блока 12 формирования радиоимпульсов, выход которого соединен с входом передатчика 13. По выходным интерфейсам ЭВМ 8 соединена с блоком

10 формирования интервалов возбуждения эхосигнала, полутоновым дисплеем 9, предназначенным для визуализации полученных изображений, и блоком

14 формирования градиентов магнитного поля, выходы Х, Y u Z которого соединены с многоканальным цифроаналоговым преобразователем 15, аналоговые выходы которого соединены с блоком 16 предварительного усиления, выходы Х, Y u Z которого соединены с блоком 3 управления градиентами магнитного поля.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбирают метод получения изображения, например по проекциям. Помещают объект исследования в блок магнитных катушек и фиксируют его там. Выбирают плоскость исследуемого сечения.

Пересылают из ЭВМ 8 в блок 14 формирования градиентов магнитного поля координаты наклона плоскости исследуемого сечения. В блоке 14 формирования градиентов вырабатывают значения градиентов по осям Х, Y и Z, соответствующие ориентации выбранной плоскости и различным направлениям проецирования. Значения. градиентов, соответствующие первому углу проецирования, поступают в цифроаналоговый преобразователь 15, где.переходят в аналоговую форму, усиливаются блоком

16 предварительного усиления и поступают в блок 3 управления градиентами магнитного поля, с выхода которого поступают на катушки градиентов магнитного поля блока l электромагнитнь7х катушек

Одновременно в блок 10 формирования интервалов возбуждения эхосигналов подается команда из ЭВМ 8 на формирование последовательности с разностоящими (180 ) импульсами возбуждения эхосигналов. Сформированная

Y;oñëåäoâàòeëüíoñòü загружается в

752 4

Затем проводят повторное сканирование, полностью повторяющее первоначальное. Результаты двух сканирований усредняют. Полученный набор данных обрабатывается алгоритмом реконструкции и визуализируется на полутоновом дисплее 9.

Таким образом, в предлагаемом способе за отведенное время исследование проводится дважды, а результаты усредняются, что приводит к возрастанию отношения сигнал/шум в 2 раэ, без усложнения устройства для реализаций способа и усложнения алгоритма обработки.

Формула изобретения

Способ ЯМР-томографии, заключающийся в помещении объекта исследования в постоянное магнитное поле, наложении градиентов магнитного поля, возбуждении сигналов свободной индукции радиоимпульсом, состоящим из набора модулированных гармонических коле-. баний, частоты которьд определяют положение исследуемых слоев, а фазы устанавливаются 0 или 180 в соответствии с кодирующей матрицей Адамара, возбуждении эхосигналов широкополосным радиоимпульсом, детектировании эхосигналов квадратурным детектором, оцифровке и накоплении оцифрованных сигналов с многократным повторением укаэанных действий для получения полного набора данных, который обрабатывают путем решения системы . линейных уравнений, разделяющей сигналы от различных слоев объекта, обработке разделенных сигналов алгоритмом реконструкции и визуализации результатов реконструкции, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности исследования за счет увеличения отношения сигнал/шум, исследуемый объект дважды эа отведенное время исследования подвергают воздействию радиоимпульса, в котором фазы одной половины гармонических калебаний устанавливаются 0 или !80О, а второй половины 90 или 270 в соответствии с кодирующей матрицей

Адамара, а сигналы, получаемые в результате двукратного воздействия, усредняют.

3 1368 программируемый генератор ll импульсов, с выхода которого по команде от

ЭВМ 8 поступает на блок 12 формирования радиоимпульсов, где вырабатыо

5 ваются (90 ) радиоимпульсы с требуемым набором частот и фаэ, определяемых кодирующей матрицей Адамара, а также широкополосные (!80 ) радиоимпульсы, поступающие в блок передатчи- р ка 13, где усиливаются, и через пассивный коммутатор 4 поступают на радиочастотную катушку блока 1 электромагйитных катушек (фиг.2 и 3).

Одновременно с этим программируемый генератор 11 импульсов начинает вырабатывать тактовые импульсы, поступающие на тактовый вход аналогоцифрового преобразователя 6. По приходу этих импульсов в аналого-цифровом преобразователе 6 происходит оцифровка сигналов, детектированных квадратурным детектором 5. Оцифрованные сигналы запоминаются в блоке буферной памяти 7 и накапливаются. Эпю- 25 ры 17-21 градиентов и наблюдаемых сигналов представлены на фиг.4.

Далее указанные действия повторяют вновь„ используя те же значения градиентов, но применяя следующую З0 строку из кодирующей матрицы Адамара.

Так делают до тех пор, пока не будут перебраны все строки матрицы. В результате получают набор комплексных данных (матрицу), Осуществляют комп35 лексное фурье-нреобразсвание полученных значений комплексных данных по соответствующим слоям и получают предварительное комплексное значение проекций для первого направления проецирования в двух слоях. Для получения значений проекций, соответствующих другим слоям, произвбдят фурье-преобразование и фазовую кор-. рекцию сигналов, соответств пощих дру- 45 гим ортогональным парам слоев.

Далее производят сбор информации о следующей проекции. Из ЗВИ 8 в блок формирования градиентов магнитного поля поступает команда на установле50 ние проецирования, и операция сбораобработки сигналов повторяется.-Такие действий производят до тех пор, пока не переберут все значения градиентов и не получат полный набор данных для каждого исследуемого сечения.

13á8752

)368752

Составитель В.Майоршин

Техред М.Дидык Корректор О.Кундрик

Редактор В.Петраш

Заказ 283/44

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4