一种单扫描获取磁共振二维j-分解谱的方法
【专利摘要】本发明了提供了一种单扫描获取磁共振二维J-分解谱的方法。通在将磁化矢量激发到XY平面之后，重复执行“采样+180度脉冲”的模块。这样只需一次激发就可以采集到二维J-分解谱所需的数据。为了在谱图直接维F2获得更好的分辨率，可对原始数据沿直接维F2进行线性预测，让信号衰减完全。与传统方法相比，此方法极大地缩短了实验的时间；与前人的空间编码方法相比，所需实验时间相当，但此方法可以提供更高的信噪比和分辨率，且序列简单，操作方便；与一维谱相比，同样实验时间相当，但此方法可提供更精细的J耦合裂峰信息。这种简单、高效的方法将会在代谢物批量检测、有机化学反应检测和活体检测中发挥重要作用。
【专利说明】-种单扫描获取磁共振二维J-分解谱的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种获取磁共振二维J-分解谱的方法，尤其是涉及一种单扫描获得 二维磁共振J分解谱的方法。
【背景技术】
[0002] 二维J-分解谱是磁共振波谱中最常用的二维谱之一，它可W将化学位移和J禪 合信息分离到二维谱的两个维度上，从而可W更好地分析物质的结构信息。二维J-分 解谱的常规米样方式（W. P. Aue, J. Karhan and R. R. Rrnst, Homonuclear broad band decoupling and two dimensional J-resolved NMR Spectroscopy, The Journal of 化emical化ysics，1976, 64, 4226.)是在间接维J禪合演化的基础上，采集多张一维 谱。对得到的数据进行二维离散傅里叶变换，就可W得到一张二维J-分解谱。为了间接 维能获得较好的分辨率，间接维的点数，即采样次数就要相应增加。由于传统方法相邻 两次采样之间要经历一个磁化矢量纵向弛豫的时间，该样整张二维谱的采样时间就会很 长，通常为几到几十分钟。为了缩短二维谱的采样时间，W色列的化y血an小组提出了一 种空间编码的方法（A. Tal and L. Frydman, Single-scan multidimensional magnetic resonance, Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, 2010,57,241.)。 该种方法可W将二维谱甚至H维谱的数据在一次扫描中采集完，采样时间可W缩短至几百 毫砂。该种方法已被成功应用于二维J-分解谱的采集（P. Giraudeau and S. Akoka, A new detection scheme for ultrafast 2D J-resolved spectroscopy, Journal of Magnetic Resonance, 2007, 186, 352.)。在极大地缩短了多维谱采样时间的同时，该种方法也存在许 多缺陷，如脉冲序列复杂，实验难度大，对硬件的要求高，分辨率差，信噪比低等。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的主要技术问题在于在磁共振仪器上提供一种单扫描获取二维 J-分解谱的方法。该方法可W缩短二维J-分解谱的采样时间至一砂W内。与空间编码方 法相比，该方法在实验操作、信噪比和分辨率等方面存在很大优势。
[0004] 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种单扫描获取磁共振二维J-分解谱 的方法，主要包括W下步骤：
[0005] 1)确定待测样品的90度和180度脉冲宽度；
[000引 2)使用所测得的所述90度脉冲将样品的磁化矢量由Z方向旋转到XY平面，并重 复执行"采样+所述180度脉冲"的采样模块2*N次；其中N是J-分解谱间接维的点数；
[0007] 3)将所述采样模块奇数或偶数次执行采样获得的数据重新排列成一个N*N2的二 维数据矩阵；其中N2为所述单个采样模块中采样的点数；
[0008] 4)对所述二维数据矩阵进行二维离散傅里叶变换，即可获得一张二维J-分解谱；
[0009] 所述采样模块中，采样的时间化由间接维Fl的谱宽SWl决定；Ta = 1/ (2*SW1);
[0010] 所述采样点数N2则由直接维巧的谱宽SW2和间接维Fl的谱宽SWl共同决定；N2 =SW2/(2*SW1)。
[0011] 在一较佳实施例中：在进行所述二维离散傅里叶变换前，对所述二维数据矩阵沿 直接维F2进行线性预测，使信号沿直接维F2衰减完全。
[0012] 相较于现有技术，本发明的技术方案具备W下有益效果：
[0013] 本发明提供了一种单扫描获取二维J-分解谱的方法。与传统二维J-分解谱方法 相比，此方法极大地缩短了实验的时间；与空间编码方法相比，所需实验时间相当，但此方 法可提供更高的信噪比和分辨率，且序列简单，操作方便；与一维谱相比，同样实验时间相 当，但此方法可提供更精细的J禪合裂峰信息。该种简单、高效的方法将会在代谢物批量检 巧||、有机化学反应检测和活体检测中发挥重要作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图 1 中：
[0015] a为传统二维J-分解谱的采样序列；
[0016] b为一种常用空间编码J-分解谱采样序列；
[0017] C为本发明提供单扫描J-分解谱采样序列。
[001引图2为纯3-漠丙酸己醋的二维J-分解谱，其中：
[0019] a为单扫描J-分解谱采样序列采样获得的原始数据经二维离散傅里叶变换得到 的谱图；
[0020] b为单扫描J-分解谱采样序列采样获得的原始数据先沿巧维进行线性预测，再进 行二维离散傅里叶变换得到的谱图；
[0021] C为传统二维J-分解谱的采样序列采样得到的谱图；
[0022] d为常用空间编码J-分解谱采样序列采样得到的谱图。
[0023] 图3为3-漠丙酸己醋、化巧和二氨巧喃W体积比1:1:1配成的混合样品的谱图， 其中：
[0024] a为传统一维谱；
[00巧]b为传统二维J-分解谱；
[0026] C为单扫描J-分解谱采样序列获得的二维J-分解谱，其直接维F2有进行线性预 测；
[0027] d为化巧的一维谱放大图与其单扫描J-分解谱Fl维投影图的对比。
【具体实施方式】
[0028] 下文结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0029] 为了获得一张二维J-分解谱，需要在间接维J禪合演化的基础上采集多张一维 谱。传统方法使用的脉冲序列图如图Ia所示；激发信号一次，采集一张一维谱；两次采样之 间要经历一个磁化矢量纵向弛豫的时间，通常为几砂，该样整张二维谱的采样时间通常要 几到几十分钟。
[0030] 对于一个只有AX自旋系统，即由I和S两个自旋核构成的液体样品。Q I和Q S表 示I核和S核的化学位移表示I核和S核之间的禪合常数；SWl和SW2代表间接维Fl 和直接维巧的谱宽，N和N2代表间接维Fl和直接维巧的点数；tl由0变化到2*N*化，增 量是2*化即1/SWl ;t2由O变换到化，增量是1/SW2 ;I核信号的演化过程如下：
[0031] 首先一个90度脉冲将磁化矢量由Z方向旋转到XY平面，
【权利要求】
1. 一种单扫描获取磁共振二维J-分解谱的方法，主要包括以下步骤： 1) 确定待测样品的90度和180度脉冲宽度； 2) 使用所测得的所述90度脉冲将样品的磁化矢量由Z方向旋转到XY平面，并重复执 行"采样+所述180度脉冲"的采样模块2*N次；其中N是J-分解谱间接维的点数； 3) 将所述采样模块中奇数或偶数次执行采样获得的数据抽出重新排列成一个N*N2的 二维数据矩阵；其中N2为所述单个采样模块中采样的点数； 4) 对所述二维数据矩阵进行二维离散傅里叶变换，即可获得一张二维J-分解谱； 其特征在于：所述采样模块中，采样的时间Ta由间接维F1的谱宽SW1决定：Ta = 1/ (2*Sffl)； 所述采样点数N2则由直接维F2的谱宽SW2和间接维F1的谱宽SW1共同决定：N2 = SW2/(2*SW1)； 所述二维数据矩阵是一个N*N2的二维数据矩阵。
2. 根据权利要求1所述的一种单扫描获取磁共振二维J-分解谱的方法，其特征在于， 在进行所述二维离散傅里叶变换前，对所述二维数据矩阵沿直接维F2进行线性预测，使信 号沿直接维F2衰减完全。
【文档编号】G01R33/46GK104237820SQ201410502303
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】林雁勤, 林良杰, 韦芝良, 陈忠 申请人:厦门大学