一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法
2023-10-08 02:57:44 1
一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法
【專利摘要】本發明提供了一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，通過在兩個自旋迴波模塊中間加入一個同方向的90度射頻脈衝構成硬脈衝標量耦合重聚模塊和軟脈衝標量耦合重聚模塊，根據樣品所包含的耦合體系情況設定所述標量耦合重聚模塊中脈衝間的時間間隔τ，當滿足τ與標量耦合常數J的乘積遠小於1時，所述標量耦合重聚模塊能夠消除各種耦合系統引起的標量耦合調製效應。該方法可根據所需的回波時間TE設定硬脈衝標量耦合重聚模塊的重複次數。軟射頻脈衝標量耦合重聚模塊結合選層和破壞梯度共同完成體素選取。利用本發明獲取的一維定域譜能夠避免標量耦合調製引起的信號幅度和相位扭曲，獲得更完美的信號,有助於譜圖的歸屬於分析。
【專利說明】一種獲取消除標量輔合調製的單體素一維定域譜的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在一種獲取單體素一維定域譜的方法，尤其涉及一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法。
【背景技術】
[0002]定域核磁共振波譜(MRS)，作為磁共振成像(MRI)技術的補充工具在活體組織的研究方面有重要應用。MRS能在活體上選擇性地、無創地定量測量組織內化學成分與結構，化學環境變化和分子的存在形態，這些信息是聯繫生化變化和疾病病理之間的橋梁，是以往任何成像技術所無法獲取的。定點分辨譜(Bottomley PA.SpatialLocalization in NMR Spectroscopy in Viv0.Annals of the New York Academyof Sciencesl987;508(1):333-348.)和受激回波採樣方式(Frahm J, MerboldtK-D, Hanieke ff.Localized proton spectroscopy using stimulated echoes.Journalof Magnetic Resonancel987; 72 (3): 502-508.)是兩種最常用的獲取單體素一維磁共振定域譜方法。這兩種方法都能較好地獲得定域譜信息，但它們採集到的信號都會受到標量耦合的調製。標量耦合是由原子核-原子核之間通過成鍵電子相互影響的間接作用引起的。標量耦合調製會引起信號幅度和相位的扭曲，進而引起信號量化的誤差。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供了一種獲取單體素一維定域譜的方法。使用該方法進行生物組織和活體譜學研究時，能夠消除標量耦合調製，獲得更完美的信號，可得到廣泛的應用。
[0004]為了解決上述的技術問題，本發明提供的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，主要步驟為:
[0005]1)測量樣品的90度和180度射頻脈衝寬度；
[0006]2)使用所述測得的90度射頻脈衝作為第一個90度射頻脈衝將磁化矢量由Z方向打到XY平面；
[0007]3)重複執行由硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊Ne次，Ne由所需的回波時間TE決定；
[0008]4)執行具有體素選擇功能的軟射頻脈衝標量耦合模塊一次；
[0009]所述硬脈衝標量耦合重聚模塊是在兩個硬脈衝自旋迴波模塊中加入一個同方向的90度硬射頻脈衝而構成；所述軟脈衝標量耦合重聚模塊是在兩個軟脈衝自旋迴波模塊中加入一個同方向的90度軟射頻脈衝而構成。
[0010]作為優選，一個所述標量耦合重聚模塊中脈衝間的時間間隔τ是相同的。
[0011]作為優選，所述脈衝間的時間間隔τ根據所測樣品所包含的耦合體系情況設定，使得脈衝間的時間間隔τ與所測樣品的標量耦合常數J的乘積遠小於1。
[0012]作為優選，所述第一個90度射頻脈衝為90度硬射頻脈衝。
[0013]作為優選，所述第一個90度射頻脈衝和所述硬脈衝標量耦合重聚模塊的相位相差90度。
[0014]作為優選，所述硬脈衝標量耦合重聚模塊與所述軟脈衝標量耦合重聚模塊的相位相同。
[0015]作為優選，所述體素選擇功能是由軟射頻脈衝標量耦合模塊結合xyz三個方向上的選層梯度和破壞梯度共同作用完成的。
[0016]作為優選，所述xyz三個方向上的選層梯度的強度是根據所選體素的大小和所述選軟射頻脈衝的激髮帶寬，由磁共振儀器自動計算完成。
[0017]本發明提供的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，通過在兩個自旋迴波中間加入同方向的90度射頻脈衝構成標量耦合重聚模塊，在擁有良好定域效果的同時，去除了標量耦合調製所帶來的信號幅度和相位的扭曲，能夠獲得更完美的信號，可得到廣泛的應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為可消除標量耦合調製的單體素一維定域譜脈衝序列圖。
[0019]圖2為標準的定點分辨譜脈衝序列圖。
[0020]圖3 中:
[0021](a)為使用標準的定點分辨譜脈衝序列獲得的Y -氨基丁酸一維定域譜；
[0022](b)為使用標準的定點分辨譜脈衝序列獲得的蘇氨酸一維定域譜；
[0023](c)為使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲得的氨基丁酸一維定域譜；
[0024](d)為使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲得的蘇氨酸一維定域
-1'TfeP曰。
[0025]圖 4 中:
[0026](a)為使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲得的腦模型溶液一維定域譜；
[0027](b)為使用標準的定點分辨譜脈衝序列獲得的腦模型溶液一維定域譜。
[0028]圖5 中:
[0029](a)為使用標準的定點分辨譜脈衝序列獲得的豬腦一維定域譜；
[0030](b)為使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲得的豬腦一維定域譜。
【具體實施方式】
[0031]下文結合附圖和實施例，對本發明做進一步說明:
[0032]本實施例使用配備三維梯度場的瓦裡安Varian500MHz磁共振儀器，樣品1為lmol/L的蘇氨酸加Y -氨基丁酸溶液構成的套管樣品，樣品2為腦模型溶液，樣品3為實際的豬腦裝入核磁管構成的樣品。使用的脈衝序列為可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列，如圖1所示；和標準的定點分辨譜序列，如圖2所示。
[0033]參考圖1，對樣品1，分別測量樣品的90度和180度射頻脈衝寬度，使用所述測得的90度X方向的硬射頻脈衝，將磁化矢量由Z方向打到XY平面。在兩個180度y方向的硬射頻脈衝構成的自旋迴波模塊中間加入一個90度y方向的硬射頻脈衝構建硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊；在兩個180度y方向的軟射頻脈衝構成的自旋迴波中間加入一個90度y方向的軟射頻脈衝構建軟射頻脈衝標量耦合重聚模塊。根據樣品1的標量耦合常數Λ設置所述硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊的重複次數Νε=1，硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊中脈衝間的時間間隔τ 1=軟射頻脈衝標量耦合重聚模塊中脈衝間的時間間隔τ 2=5毫秒，則回波時間ΤΕ=40毫秒。三個方向的選層與破壞梯度配合軟射頻脈衝選取氨基丁酸的體素大小為1 X 1 X8mm3,位置為(0.1，-0.9，1.3)mm,蘇氨酸的體素大小為1 X 1 X8mm3，位置為(0.1，1.5，1.3)_。兩個體素大小一樣但所處的空間位置不一樣。利用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列和標準的定點分辨譜序列獲得了對應Y-氨基丁酸和蘇氨酸的體素的一維定域譜。參考圖3 (a)、圖3 (b)可以看出，使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲得了很好的定域效果，其效果和使用標準的定點分辨譜序列一樣。
[0034]對樣品2，選取其體素大小為4X4X16mm3，位置為(0，0，0)mm。設置脈衝間隔τ != τ 2=5毫秒，所述硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊的重複次數Νε取0，2，4，6，8五個不同值，則回波時間分別為20，60，100，140和180毫秒。參考圖4 (a)、圖4 (b)可以看出，使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲取的一維定域譜不受標量耦合的影響，而使用標準的定點分辨譜序列獲取的一維定域譜發生了信號強度和相位的扭曲。
[0035]對樣品3，同樣取其體素大小為4X4X16mm3，位置為(0，0，0)mm。設置脈衝間隔τ != τ 2=5毫秒，所述硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊的重複次數乂取0，1，2，3，4，5六個不同值，則回波時間分別為20，40，60，80，100和120毫秒。參考圖5 (a)、圖5 (b)可以看出，使用可消除標量耦合調製的一維定域譜脈衝序列獲取的一維定域譜不受標量耦合的影響，而使用標準的定點分辨譜序列獲取的一維定域譜發生了信號強度和相位的扭曲。
[0036]綜上所述，本發明提供的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，通過在自旋迴波中加入90度射頻脈衝構成標量耦合重聚模塊，在擁有良好定域效果的同時，去除了標量耦合調製所帶來的信號幅度和相位的扭曲，能夠獲得更完美的信號，可得到廣泛的應用。
[0037]以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，即依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，主要步驟為:分別測量樣品的90度和180度射頻脈衝寬度；使用所述測得的90度射頻脈衝作為第一 90度射頻脈衝將磁化矢量由Z方向打到XY平面；重複執行硬射頻脈衝標量耦合重聚模塊Ne次，Ne由所需的回波時間TE決定；執行具有體素選擇功能的軟射頻脈衝標量耦合模塊一次；其特徵在於，所述硬脈衝標量耦合重聚模塊是在兩個硬脈衝自旋迴波模塊中加入一個同方向的90度硬射頻脈衝而構成；所述軟脈衝標量耦合重聚模塊是在兩個軟脈衝自旋迴波模塊中加入一個同方向的90度軟射頻脈衝而構成。
2.根據權利要求1所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，一個所述標量耦合重聚模塊中脈衝間的時間間隔τ是相同的。
3.根據權利要求2所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，所述脈衝間的時間間隔τ根據所測樣品所包含的耦合體系情況設定，使得脈衝間的時間間隔τ與所測樣品所包含的標量耦合常數J的乘積遠小於1。
4.根據權利要求1所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，所述第一 90度射頻脈衝為90度硬射頻脈衝。
5.根據權利要求1所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，所述第一 90度射頻脈衝和所述硬脈衝標量耦合重聚模塊的相位相差90度。
6.根據權利要求1所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，所述硬脈衝標量耦合重聚模塊與所述軟脈衝標量耦合重聚模塊相位相同。
7.根據權利要求1所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，所述體素選擇功能是由軟射頻脈衝標量耦合重聚模塊結合xyz三個方向上的選層梯度和破壞梯度共同作用完成的。
8.根據權利要求6所述的一種獲取消除標量耦合調製的單體素一維定域譜的方法，其特徵在於，所述xyz三個方向上的選層梯度的強度取決於所選體素的大小和所述軟射頻脈衝的激髮帶寬，可由磁共振儀器自動計算完成。
【文檔編號】G01R33/465GK103645453SQ201310716594
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】林雁勤, 林良傑, 韋芝良, 陳忠 申請人:廈門大學