专利名称：一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法
技术领域：
本发明涉及一种样品检测方法，具体涉及一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法。
背景技术：
核磁共振(NMR)作为生物样品检测和疾病诊断最常用的技术之一，能在分子水平反映生物体内或人体内病变的信息，明显提高诊断的特异性，增强对危险性疾病(老年性痴呆、癫痫、脑瘤、前列腺癌等)的早期诊断和疗效监控的能力。因此，核磁共振技术是21 世纪生物医学研究进入分子水平的重要检测工具之一，是分子医学、基因疗法等医学前沿的首选监控技术之一。从技术上讲，磁场强度与均勻度不断提高，复合脉冲技术不断被采用，小型化和移动式逐步普及，是商用核磁共振系统发展的几个明显趋势。优化脉冲的开发是近年来核磁共振领域最活跃的研究前沿之一。随着核磁共振技术在生物大分子、复杂有机分子体系中越来越广泛的应用，传统脉冲的弊端逐步显现出来，如激发带宽不均勻，样本的弛豫对信号的衰减影响较大，信号灵敏度偏低等。而针对以上问题开发和设计的优化脉冲，将有望解决以上问题。传统的脉冲一般由矩形脉冲构成，形状较为单一，效果不甚理想。优化脉冲则由幅度和相位不同的若干个脉冲单元组成，没有固定的形状，效果可根据不同的实验目的来设计。随着核磁共振研究领域的不断扩大，目前对于生物分子和样本的核磁研究主要存在带宽大，弛豫速率强等特点，传统的脉冲难以解决上述的问题。优化脉冲的开发，不仅能够解决特殊体系的信号采集问题，而且可以根据不同的实验需求，设计特殊目的的脉冲，增强脉冲开发的自由度和对核自旋体系的控制能力。
发明内容
本发明提供一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法，此样品宽带检测方法灵敏度偏高；频谱范围偏宽。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法，包括
步骤一、采集核磁共振波谱仪测试样品所产生信号的带宽范围； 步骤二、根据所述信号的带宽范围选择相应的标准核磁频谱参数； 步骤三、接受一初级参考脉冲，并将此参考脉冲以时间间隔离散为若干矩形脉冲； 步骤四、在所述若干矩形脉冲驱动下对样品测试获得此样品的信号参数； 步骤五、根据所述若干矩形脉冲对所述信号参数进行时间逆向运算获得时间反演信号参数；
步骤六、比较所述信号参数和时间反演信号参数获得脉冲梯度值；
步骤七、根据所述脉冲梯度值调制所述初级参考脉冲的相位和幅度获得次级参考脉冲；所述幅度调制操作为 A2 = Al + d * grad
其中，A2为次级参考脉冲的幅度，Al为初级参考脉冲的幅度，d为一小量(通常为 le-10), grad为脉冲梯度值。所述相位调制操作为 Phi = arctg(Ay/Ax)
其中，Phi为脉冲的相位，Ay为幅度的y分量值，Ax为幅度的χ分量值； 步骤八、比较所述信号参数和标准核磁频谱参数；当匹配时，结束；否则重复步骤三至步骤八；
步骤九、记录与各个矩形脉冲相应的相位和幅度从而形成相位幅度列表，并根据此相位幅度列表输出检测脉冲；
步骤十、将所述检测脉冲转换成核磁共振波谱仪能够识别的格式，并输入编程射频发生器，即可施加该检测脉冲，从而得到振幅均勻的测试样品参数信号。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果
1、本发明利用了工程数学领域广泛应用的优化控制理论，并整合各种外界参数，如检测带宽，磁场干扰大小，交叉弛豫强度的基础上，进一步与数值计算技术相结合，在脉冲参数的多维空间中得到优化解，并用幅度、相位和转换时间等精细参数记录脉冲。2、本发明检测方法具有广泛的通用性和兼容性，可以将优化脉冲的各项参数按照仪器上使用的操作系统的格式进行改写。3、本发明脉冲的灵敏度提高10%_100%，频谱响应宽度提高2-5倍传统的技术可以覆盖的频谱范围为数千赫兹，而我们的技术则可以覆盖1-2万赫兹。4、本发明通用简便，按照一定格式存在形状脉冲的数据库中，以后在用户使用过程中可以循环套用，而不需要知道脉冲的参数的具体细节。
附图1为本发明的流程图； 附图2为本发明的实施效果图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
实施例一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法，其特征在于包括 步骤一、采集核磁共振波谱仪测试样品所产生信号的带宽范围； 步骤二、根据所述信号的带宽范围选择相应的标准核磁频谱参数； 步骤三、接受一初级参考脉冲，并将此参考脉冲以时间间隔离散为若干矩形脉冲； 步骤四、在所述若干矩形脉冲驱动下对样品测试获得此样品的信号参数； 步骤五、根据所述若干矩形脉冲对所述信号参数进行时间逆向运算获得时间反演信号参数；
步骤六、比较所述信号参数和时间反演信号参数获得脉冲梯度值；
步骤七、根据所述脉冲梯度值调制所述初级参考脉冲的相位和幅度获得次级参考脉冲；所述幅度调制操作为 A2 = Al + d * grad
其中，A2为次级参考脉冲的幅度，Al为初级参考脉冲的幅度，d为一小量(通常为 le-10), grad为脉冲梯度值。所述相位调制操作为 Phi = arctg (Ay/Ax)
其中，Phi为脉冲的相位，Ay为幅度的y分量值，Ax为幅度的χ分量值； 步骤八、比较所述信号参数和标准核磁频谱参数；当匹配时，结束；否则重复步骤三至步骤八；
步骤九、记录与各个矩形脉冲相应的相位和幅度从而形成相位幅度列表，并根据此相位幅度列表输出检测脉冲；
步骤十、将所述检测脉冲转换成核磁共振波谱仪能够识别的格式，并输入编程射频发生器，即可施加该检测脉冲，从而得到振幅均勻的测试样品参数信号。附图2为脉冲的效果图，附图2Β为本发明脉冲的效果图。横坐标为带宽范围(Ηζ)， 纵坐标为信号的相对强度(无数值单位)。附图2Α的信号相对强度在如图所示的带宽范围内分布不均勻，而附图2Β的效果则有了很大的提高。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法，其特征在于包括 步骤一、采集核磁共振波谱仪测试样品所产生信号的带宽范围； 步骤二、根据所述信号的带宽范围选择相应的标准核磁频谱参数； 步骤三、接受一初级参考脉冲，并将此参考脉冲以时间间隔离散为若干矩形脉冲； 步骤四、在所述若干矩形脉冲驱动下对样品测试获得此样品的信号参数； 步骤五、根据所述若干矩形脉冲对所述信号参数进行时间逆向运算获得时间反演信号参数；步骤六、比较所述信号参数和时间反演信号参数获得脉冲梯度值； 步骤七、根据所述脉冲梯度值调制所述初级参考脉冲的相位和幅度获得次级参考脉冲；所述幅度调制操作为 A2 = Al + d * grad其中，A2为次级参考脉冲的幅度，Al为初级参考脉冲的幅度，d为一小量(通常为 le-10), grad为脉冲梯度值； 所述相位调制操作为 Phi = arctg(Ay/Ax)其中，Phi为脉冲的相位，Ay为幅度的y分量值，Ax为幅度的χ分量值； 步骤八、比较所述信号参数和标准核磁频谱参数；当匹配时，结束；否则重复步骤三至步骤八；步骤九、记录与各个矩形脉冲相应的相位和幅度从而形成相位幅度列表，并根据此相位幅度列表输出检测脉冲；步骤十、将所述检测脉冲转换成核磁共振波谱仪能够识别的格式，并输入编程射频发生器，即可施加该检测脉冲，从而得到振幅均勻的测试样品参数信号。
全文摘要
本发明公开一种应用于核磁共振波谱仪的样品宽带检测方法，包括采集核磁共振波谱仪测试样品所产生信号的带宽范围；根据所述信号的带宽范围选择相应的标准核磁频谱参数；接受一初级参考脉冲，并将此参考脉冲以时间间隔离散为若干矩形脉冲；在所述若干矩形脉冲驱动下对样品测试获得此样品的信号参数；根据所述若干矩形脉冲对所述信号参数进行时间反演运算获得时间反演信号参数；比较所述信号参数和时间反演信号参数获得脉冲梯度值；根据所述脉冲梯度值调制所述初级参考脉冲的相位和幅度获得次级参考脉冲；比较所述信号参数和标准核磁频谱参数。本发明灵敏度偏高；频谱范围偏宽。
文档编号G01N24/08GK102269721SQ20111012535
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者刘小龙, 张云, 杨晓冬 申请人:刘小龙, 张云, 杨晓冬