一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103645453 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103645453 A (21)申请号 201310716594.1 (22)申请日 2013.12.23 G01R 33/465(2006.01) (71)申请人 厦门大学 地址 361000 福建省厦门市思明南路 号 (72)发明人 林雁勤 林良杰 韦芝良 陈忠 (74)专利代理机构 厦门市首创君合专利事务所 有限公司 35204 代理人 张松亭 (54) 发明名称 一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定 域谱的方法 (57) 摘要 本发明提供了一种获取消除标量耦合调制的 单体素一维定域谱的方。

2、法， 通过在两个自旋回波 模块中间加入一个同方向的 90 度射频脉冲构成 硬脉冲标量耦合重聚模块和软脉冲标量耦合重聚 模块， 根据样品所包含的耦合体系情况设定所述 标量耦合重聚模块中脉冲间的时间间隔 ， 当满 足 与标量耦合常数 J 的乘积远小于 1 时， 所述 标量耦合重聚模块能够消除各种耦合系统引起的 标量耦合调制效应。该方法可根据所需的回波时 间 TE 设定硬脉冲标量耦合重聚模块的重复次数。 软射频脉冲标量耦合重聚模块结合选层和破坏梯 度共同完成体素选取。利用本发明获取的一维定 域谱能够避免标量耦合调制引起的信号幅度和相 位扭曲， 获得更完美的信号 , 有助于谱图的归属 于分析。 (51。

3、)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103645453 A CN 103645453 A 1/1 页 2 1. 一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 主要步骤为 ： 分别测量样 品的 90 度和 180 度射频脉冲宽度 ； 使用所述测得的 90 度射频脉冲作为第一 90 度射频脉 冲将磁化矢量由 Z 方向打到 XY 平面 ； 重复执行硬射频脉冲标量耦合重聚模块 NE次， NE由 所需的回波时间 TE 决定 ； 执行具有体素选择。

4、功能的软射频脉冲标量耦合模块一次 ； 其特征 在于， 所述硬脉冲标量耦合重聚模块是在两个硬脉冲自旋回波模块中加入一个同方向的 90 度硬射频脉冲而构成 ； 所述软脉冲标量耦合重聚模块是在两个软脉冲自旋回波模块中加入 一个同方向的 90 度软射频脉冲而构成。 2. 根据权利要求 1 所述的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 一个所述标量耦合重聚模块中脉冲间的时间间隔 是相同的。 3. 根据权利要求 2 所述的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 所述脉冲间的时间间隔 根据所测样品所包含的耦合体系情况设定， 使得脉冲 间的时间间隔 与所。

5、测样品所包含的标量耦合常数 J 的乘积远小于 1。 4. 根据权利要求 1 所述的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 所述第一 90 度射频脉冲为 90 度硬射频脉冲。 5. 根据权利要求 1 所述的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 所述第一 90 度射频脉冲和所述硬脉冲标量耦合重聚模块的相位相差 90 度。 6. 根据权利要求 1 所述的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 所述硬脉冲标量耦合重聚模块与所述软脉冲标量耦合重聚模块相位相同。 7. 根据权利要求 1 所述的一种获取消除标量耦合调制的单。

6、体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 所述体素选择功能是由软射频脉冲标量耦合重聚模块结合 xyz 三个方向上的选 层梯度和破坏梯度共同作用完成的。 8. 根据权利要求 6 所述的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 其 特征在于， 所述 xyz 三个方向上的选层梯度的强度取决于所选体素的大小和所述软射频脉 冲的激发带宽， 可由磁共振仪器自动计算完成。 权 利 要 求 书 CN 103645453 A 2 1/3 页 3 一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法 技术领域 0001 本发明涉及在一种获取单体素一维定域谱的方法， 尤其涉及一种获取消除标量耦 合调制的单体素一。

7、维定域谱的方法。 背景技术 0002 定域核磁共振波谱 (MRS)， 作为磁共振成像 (MRI) 技术的补充工具在活体组 织的研究方面有重要应用。MRS 能在活体上选择性地、 无创地定量测量组织内化学成 分与结构， 化学环境变化和分子的存在形态， 这些信息是联系生化变化和疾病病理之 间的桥梁， 是以往任何成像技术所无法获取的。定点分辨谱 (Bottomley PA.Spatial Localization in NMR Spectroscopy in Vivo.Annals of the New York Academy of Sciences1987;508(1):333-348.) 和 受。

8、 激 回 波 采 样 方 式 (Frahm J,Merboldt K-D,W.Localized proton spectroscopy using stimulated echoes.Journal of Magnetic Resonance1987;72(3):502-508.) 是两种最常用的获取单体素一维磁共振定 域谱方法。这两种方法都能较好地获得定域谱信息， 但它们采集到的信号都会受到标量耦 合的调制。标量耦合是由原子核 - 原子核之间通过成键电子相互影响的间接作用引起的。 标量耦合调制会引起信号幅度和相位的扭曲， 进而引起信号量化的误差。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供了。

9、一种获取单体素一维定域谱的方法。使用该方法进行 生物组织和活体谱学研究时， 能够消除标量耦合调制， 获得更完美的信号， 可得到广泛的应 用。 0004 为了解决上述的技术问题， 本发明提供的一种获取消除标量耦合调制的单体素一 维定域谱的方法， 主要步骤为 ： 0005 1） 测量样品的 90 度和 180 度射频脉冲宽度 ； 0006 2） 使用所述测得的 90 度射频脉冲作为第一个 90 度射频脉冲将磁化矢量由 Z 方向 打到 XY 平面 ； 0007 3） 重复执行由硬射频脉冲标量耦合重聚模块 NE次， NE由所需的回波时间 TE 决定 ； 0008 4） 执行具有体素选择功能的软射频脉冲。

10、标量耦合模块一次 ； 0009 所述硬脉冲标量耦合重聚模块是在两个硬脉冲自旋回波模块中加入一个同方向 的 90 度硬射频脉冲而构成 ； 所述软脉冲标量耦合重聚模块是在两个软脉冲自旋回波模块 中加入一个同方向的 90 度软射频脉冲而构成。 0010 作为优选， 一个所述标量耦合重聚模块中脉冲间的时间间隔 是相同的。 0011 作为优选， 所述脉冲间的时间间隔 根据所测样品所包含的耦合体系情况设定， 使得脉冲间的时间间隔 与所测样品的标量耦合常数 J 的乘积远小于 1。 0012 作为优选， 所述第一个 90 度射频脉冲为 90 度硬射频脉冲。 0013 作为优选， 所述第一个 90 度射频脉冲和。

11、所述硬脉冲标量耦合重聚模块的相位相 说 明 书 CN 103645453 A 3 2/3 页 4 差 90 度。 0014 作为优选， 所述硬脉冲标量耦合重聚模块与所述软脉冲标量耦合重聚模块的相位 相同。 0015 作为优选， 所述体素选择功能是由软射频脉冲标量耦合模块结合 xyz 三个方向上 的选层梯度和破坏梯度共同作用完成的。 0016 作为优选， 所述 xyz 三个方向上的选层梯度的强度是根据所选体素的大小和所述 选软射频脉冲的激发带宽， 由磁共振仪器自动计算完成。 0017 本发明提供的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方法， 通过在两 个自旋回波中间加入同方向的 90 度射。

12、频脉冲构成标量耦合重聚模块， 在拥有良好定域效 果的同时， 去除了标量耦合调制所带来的信号幅度和相位的扭曲， 能够获得更完美的信号， 可得到广泛的应用。 附图说明 0018 图 1 为可消除标量耦合调制的单体素一维定域谱脉冲序列图。 0019 图 2 为标准的定点分辨谱脉冲序列图。 0020 图 3 中 ： 0021 (a) 为使用标准的定点分辨谱脉冲序列获得的 - 氨基丁酸一维定域谱 ； 0022 (b) 为使用标准的定点分辨谱脉冲序列获得的苏氨酸一维定域谱 ； 0023 (c) 为使用可消除标量耦合调制的一维定域谱脉冲序列获得的 - 氨基丁酸一维 定域谱 ； 0024 (d) 为使用可消除。

13、标量耦合调制的一维定域谱脉冲序列获得的苏氨酸一维定域 谱。 0025 图 4 中 ： 0026 (a) 为使用可消除标量耦合调制的一维定域谱脉冲序列获得的脑模型溶液一维定 域谱 ； 0027 (b) 为使用标准的定点分辨谱脉冲序列获得的脑模型溶液一维定域谱。 0028 图 5 中 ： 0029 (a) 为使用标准的定点分辨谱脉冲序列获得的猪脑一维定域谱 ； 0030 (b) 为使用可消除标量耦合调制的一维定域谱脉冲序列获得的猪脑一维定域谱。 具体实施方式 0031 下文结合附图和实施例， 对本发明做进一步说明 ： 0032 本实施例使用配备三维梯度场的瓦里安 Varian500MHz 磁共振仪。

14、器， 样品 1 为 1mol/L的苏氨酸加-氨基丁酸溶液构成的套管样品， 样品2为脑模型溶液， 样品3为实际 的猪脑装入核磁管构成的样品。 使用的脉冲序列为可消除标量耦合调制的一维定域谱脉冲 序列， 如图 1 所示 ； 和标准的定点分辨谱序列， 如图 2 所示。 0033 参考图 1， 对样品 1， 分别测量样品的 90 度和 180 度射频脉冲宽度， 使用所述测得 的 90 度 x 方向的硬射频脉冲， 将磁化矢量由 Z 方向打到 XY 平面。在两个 180 度 y 方向的 硬射频脉冲构成的自旋回波模块中间加入一个 90 度 y 方向的硬射频脉冲构建硬射频脉冲 说 明 书 CN 1036454。

15、53 A 4 3/3 页 5 标量耦合重聚模块 ； 在两个180度y方向的软射频脉冲构成的自旋回波中间加入一个90度 y 方向的软射频脉冲构建软射频脉冲标量耦合重聚模块。根据样品 1 的标量耦合常数 J1设 置所述硬射频脉冲标量耦合重聚模块的重复次数 NE=1, 硬射频脉冲标量耦合重聚模块中脉 冲间的时间间隔 1= 软射频脉冲标量耦合重聚模块中脉冲间的时间间隔 2=5 毫秒， 则回 波时间 TE=40 毫秒。三个方向的选层与破坏梯度配合软射频脉冲选取 - 氨基丁酸的体素 大小为 118mm3， 位置为 (0.1,-0.9,1.3)mm， 苏氨酸的体素大小为 118mm3, 位置为 (0.1,1。

16、.5,1.3)mm。两个体素大小一样但所处的空间位置不一样。利用可消除标量耦合调 制的一维定域谱脉冲序列和标准的定点分辨谱序列获得了对应 - 氨基丁酸和苏氨酸的 体素的一维定域谱。参考图 3（a） 、 图 3（b） 可以看出， 使用可消除标量耦合调制的一维定 域谱脉冲序列获得了很好的定域效果， 其效果和使用标准的定点分辨谱序列一样。 0034 对样品 2， 选取其体素大小为 4416mm3， 位置为 (0,0,0)mm。设置脉冲间隔 1=2=5 毫秒， 所述硬射频脉冲标量耦合重聚模块的重复次数 NE取 0,2,4,6,8 五个不同 值， 则回波时间分别为 20,60,100,140 和 180。

17、 毫秒。参考图 4（a） 、 图 4（b） 可以看出， 使用 可消除标量耦合调制的一维定域谱脉冲序列获取的一维定域谱不受标量耦合的影响， 而使 用标准的定点分辨谱序列获取的一维定域谱发生了信号强度和相位的扭曲。 0035 对样品 3， 同样取其体素大小为 4416mm3， 位置为 (0,0,0)mm。设置脉冲间隔 1=2=5毫秒， 所述硬射频脉冲标量耦合重聚模块的重复次数NE取0,1,2,3,4,5六个不同 值， 则回波时间分别为 20,40,60,80,100 和 120 毫秒。参考图 5（a） 、 图 5（b） 可以看出， 使 用可消除标量耦合调制的一维定域谱脉冲序列获取的一维定域谱不受标。

18、量耦合的影响， 而 使用标准的定点分辨谱序列获取的一维定域谱发生了信号强度和相位的扭曲。 0036 综上所述， 本发明提供的一种获取消除标量耦合调制的单体素一维定域谱的方 法， 通过在自旋回波中加入 90 度射频脉冲构成标量耦合重聚模块， 在拥有良好定域效果的 同时， 去除了标量耦合调制所带来的信号幅度和相位的扭曲， 能够获得更完美的信号， 可得 到广泛的应用。 0037 以上所述， 仅为本发明较佳实施例而已， 故不能依此限定本发明实施的范围， 即依 本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰， 皆应仍属本发明涵盖的范围内。 说 明 书 CN 103645453 A 5 1/4 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103645453 A 6 2/4 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103645453 A 7 3/4 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 103645453 A 8 4/4 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 103645453 A 9 。