Вычислительный томограф на основе ядерного магнитного резонанса

 

Изобретение относится к вычислительной томографии на основе ЯМР и может быть использовано для изучения пространственного распределения химической структуры исследуемых объектов. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство содержит магнитную систему, систему катушек, а также блок детектирования сигнала, формирователь импульсов , синтезатор несущей частоты,блок формирования селективного импульса и усилитель мощности. Кроме того , в него дополнительно введены программатор, управляемое оперативно запоминающее устройство , буфер данных и центральный процессор. В силу особенностей релаксационных свойств биологических тканей время между регистрацией отдельных проекций составляет 600-1000 мс. Предлагаемое устройство позволяет организовать математическую обработку данных за это время. 1 ил. с сл 1C 1C а 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<е 0а) 1 2 21 (51) 4 . 01 Х 24/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3760903/24-25 (22) 09.07.84 (46) 23.04.86.Вюл, 11 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (72) В.И.Крутских и А.M.Ñìèðíoâ (53) 533.143 (088.8) (56) Hinschow W.S. Image formation

by nuclear magnetic resonance the ,sensitive-point method, — I.Àðð1.

Phys. 1974, v.47, У 8, р. 3709.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1126850, кл. G 01 N 24/08, 1983, (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ТОМОГРАФ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к вычислительной томографии на основе ЯМР и может быть использовано для изучения пространств енного распределения химической структуры исследуемых объектов. Цель изобретения — повышение производительности. Устройство содержит магнитную систему, систему катушек, а также блок детектирования сигнала, формирователь импульсов, синтезатор несущей частоты, блок формирования селективного импульса и усилитель мощности. Кроме того, в него дополнительно . введены программатор, управляемое оперативно запоминающее устройство, буфер данных и центральный процессор, В силу особенностей релаксационных свойств биологических тканей время между регистрацией отдельных проекций составляет 600-1000 мс.

Предлагаемое устройство позволяет организовать математическую обработку данных за это время, 1 ил.

1226216

Изобретение относится к области вычислительной томографии на основе ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано дпя изучения пространственного ра.спределения химической структуры исследуемых объектов..

Цель изобретения — повышение произв одит ель но сти, На чертеже дана блок-схема вычислительного томографа на основе ЯМР.

ЯИР-томограф содержит центральный процессор 1, программатор 2 с че— тырьмя выходами, управляемое оперативно запоминающее устройство 3 с двумя входами, устройство 4 управле-ния градиентами, синтезатор 5 несущей частоты, формирователь 6 импульсов с двумя входами, блок 7 формирования селективного импульса с двумя входами, усилитель 8 мощности, приемно-передающую катушку 9, исследуемый объект 10, Х-градиентную катушку ll У-градиентную катушку 12, Е-градиентную катушку 13, сканирующую катушку 14, блок 15 детектирования сигнала, буфер 16 данных с двумя входами, датчик 17, магнитную систему 18.

Центральный процессор ) соединен с синтезатором 5 несущей частоты, первым входом управляемого оперативно запоминающего устройства 3, входом устройства управления градиентами и выходами буфера 16 данных, первый вход которого соединен с выхо-дом блока 15 детектирования сигнала, а второй — с вторым выходом программатора 2,.первый выход которого соединен с устройством 4 управления градиентами, третий — с вторым входом управляемого оперативно запоминающего устройства 3 четвертый — c вторым входом формирователя 6 импуль-. са, выход которого соединен с первым входом блока 7 формирования селективного импульса, второй вход которого соединен с управляемым оперативно запоминающим устройством 3, а выход через усилитель 8 мощности соединен с приемно-передающей катушкой 9, которая также соединена с блоком 15 детектирования сигнала, Х-градиентная катушка ll У-градиентная катушка 12, Z-градиентная катушка 13 и сканирующая катушка 14, соединенные с устройством 4 управления градиента,ми, а также приемно-передающая ка35

55 тушка 9 с и< следуемым объектом 10, распопоженньм в датчике 17, находящемся в магнитной системе 18.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом сканирования из центрального процессора 1 в программатор 2 загружаются программа управления сканированием, в оперативно запоминающее устройство 3 — значения формы селективного импульса, а в устройство 4 управления градиентами— значение формы Х-градиента, У-градиента, Z-градиента и сканирующего магнитного поля. Процесс сканирования начинается по команде центрального процессора 1 на программатор 2 и синтезатор 5 несущей частоты. Программатор 2 начинает программу управления сканированием. Синтезатор 5 несущей частоты генерирует синусоидальные колебания с частотой,, равной частоте ядерного магнитного резонанса исследуемого ядра, которые поступают на первый вход формирователя б импульса, в котором по командам программатора 2, поступающим через второй вход, формируются фаза и длительность импульсов, а также расстояние между импульсами. Сформированная последовательность импульсов поступает на первый вход блока 7 формирования селективного 3импульса, в котором происходит модуляция амплитудного импульса по форме, задаваемой кодами, поступающими на второй :.õîä от управляемого оперативно запоминающего устройства 3, причем управление частотой выборки кодов во время сканирования производится программатором 2. Процесс формирования селективного импульса осуществляется с целью получений заданной спектральной формы импульса, ПолнОстью сформированная последовательность усиливается в усилителе 8 мощности и передается в приемно-передающую катушку 9, в которой находится исследуемый объект

10. По команде программатора 2 устройство 4 управления градиентами выдает сигналы, пропор дональные заданным значениям формы, в Х-градиентную катушку 11, У-градиентную катушку 12, Е-градиентную катушку 13 и сканирующую катушку 14.

Возбуждающие ичлульсы и градиенты переключаются строго синхронно по командам программатора 2.

1226216

После действия возбуждающих импульсов в приемно-передающей катушке 9 наводится сигнал ЯМР, который в блоке 15 детектировайия подвергается квадратурному детектированию и 5 преобразованию в цифровые коды. Иэ блока 15 детектирования сигнала цифровые коды поступают через первый вход в буфер 16 данных,на второй вход которого поступают команды с второго выхода программатора 2. В буфере 16 данных производится накопление данных, которые затем по команде передаются в центральный процессор для дальнейшей математичес- 1$ кой обработки, Перед сканированием иэ центрального процессора 1 передаются массивы данных значений формы радиочастотного импульса объемом 1000 10-раз- 2б рядных слов. Аналогичные четыре массива передаются в устройство управления градиентами для задания формы градиентов и сканирующего магнитного поля, В программатор 2 переда- д ется программа, содержащая временную последовательность радиочастотных импульсов и градиентов °

По команде начала сканирования синтезатор 5 несущей частоты генерирует рабочую частоту, например, 5 МГц. По управляющим командам формируется рабочая импульсная последовательность, состоящая из 90 и

180-градусных широкополосных и се.35 лективных импульсов, Синхронно с радиочастотными импульсами включаются Х, У, Z-градиенты. Величина градиентов лежит в пределах 0,1

1 Гс/см.

Сигнал ЯМР после детектирования и преобразования в цифровую форму передается в буфер данных с двумя входами емкостью 4000 16-разрядных слов. После накопления данные по ко45 маиде программатора 2 с четырьмя выходами передаются в центральный процессор 1, Полученный массив данных представляет собой одну иэ 128 проекций, необходимых для восстановления

ЯМР-томограммы. В силу особенностей релаксационных свойств биологических тканей время между регистрацией отдельных проекций составляет 600

1000 мс и, следовательно, одна проекция поступает в центральный процессор 1 с этим интервалом, Это позволяет организовать математическую обработку данных за это время.

Сокращение времени получения одного изображения существенно повышает производительность ЯМР-томографа, так как при одном обследовании необходимо получать 10 — 20 ЯМР-томограмм, а время обработки изображения составляет половину времени операции съемки.

Формула из обретения

Вычислительный томограф на основе ядерного магнитного резонанса, содержащий магнитную систему с расположенным в ней датчиком, включающим

Х-градиентную катушку, У-градиентную катушку, Z-градиентную катушку и сканирующую катушку, соединенные с устройством управления градиентами, и приемно-передающую катушку с исследуемьм объектом, выход которой соединен с блоком детектирования сигнала, формирователь. импульсов с двумя входами, первый вход которого соединен с синтезатором несущей частоты, блок формирования селективного импульса, первый вход которого соединен с формирователем импульсов, выход — с усилителем мощности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, в него дополнительно Введены программатор с четырьмя выходами, управляемое оперативно запоминающее устройство с двумя входами, буфер данных с двумя входами, причем вход программатора соединен с центральным процессором, первый выход — с устройством управления градиентами, второй выход — с вторым входом буфера с двумя входами, первый вход которого соединен с блоком детектирования сигнала, а выход — с центральным процессором, третий выход - с вторым входом управляемого оперативно запоминающего устройства, первый вход которого соединен с центральным процессором, а выход — с вторым входом блока формирования селективного импульса, и четвертый выход — с вторым входом формирователя импульсов.

122Ь2 6

Составитель С:,Рыков

Техред Н.Бонкало

Редактор Л.Гратилло

Корректор А. Зимокосов

Тираж 778 П адпнс но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Заказ 2118/36

Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4