多维核磁共振流体组分含量测量方法及装置的制造方法_2

文档序号:9578273阅读:来源:国知局
102、对所述样品施加第二脉冲序列,以使所述样品产生第二回波串信号,获 取所述第二回波串信号的幅值;
[0034] 在步骤S101之后,再对所述样品施加第二脉冲序列,以使所述样品产生第二回波 串信号,获取所述第二回波串信号的幅值。
[0035] 在向样品施加第一脉冲序列之前,样品中氢原子被完全极化形成宏观的磁化矢 量,在向样品施加第一脉冲序列时,样品中氢原子的自旋由完全极化后达到的平衡状态向 非平衡状态转变,磁化矢量发生扳转,具体的90°脉冲把宏观磁化矢量扳至横向平面,接下 来的半回波时间τ内发生散相,180度脉冲将散相的磁化矢量进行重聚,最后形成回波, 对散相后的磁化矢量不断施加180°脉冲,可以产生CPMG回波串。在第一脉冲序列结束后 的一段时间内样品中氢原子的自旋由非平衡状态向平衡状态转变,且在第二脉冲序列施加 之前达到平衡状态。
[0036] 同理,在向样品施加第二脉冲序列时,样品中氢原子的自旋又由完全极化后达到 的平衡状态向非平衡状态转变,磁化矢量发生扳转,具体的90°脉冲把宏观磁化矢量扳至 横向平面,接下来的半回波时间τ内发生散相,180度脉冲将散相的磁化矢量进行重聚, 最后形成回波,对散相后的磁化矢量不断施加180°脉冲,可以产生CPMG回波串,在第二脉 冲序列结束后的一段时间内样品中氢原子的自旋由非平衡状态向平衡状态转变。不同之处 在于,此时,第二脉冲序列受到磁场梯度的影响。
[0037] 步骤S103、对所述第一回波串信号的幅值和所述第二回波串信号的幅值进行联合 反演获得所述样品中各组分的含量;
[0038] 其中,所述第一脉冲序列或所述第二脉冲序列影响所述样品的不同物理特性,所 述物理特性包括纵向弛豫时间、横向弛豫时间和扩散系数。
[0039] 对采集到的第一回波串信号的幅值和第二回波串信号的幅值进行联合反演获得 二维核磁共振谱,依据二维核磁共振谱获得所述样品中各组分的含量。样品具有三个重要 的物理特性即纵向弛豫时间?\、横向弛豫时间T2和扩散系数D。
[0040]例如,样品对第二脉冲序列产生第二回波串信号,核磁共振仪检测并接收该第二 回波串信号,同时获得该第二回波串信号的幅值;对所述第一回波串信号的幅值和所述第 二回波串信号的幅值进行联合反演获得如图7所示的二维核磁共振T2_D图谱,依据该二维 核磁共振T2_D图谱通过现有技术手段可获得该样品中各组分的含量。
[0041] 本发明实施例通过对样品先后施加两个脉冲序列,且两个脉冲序列中的一个脉冲 序列影响样品的不同物理特性,通过获取样品对两个脉冲序列分别产生的回波串信号的幅 值,并对两个回波串信号的幅值进行联合反演获得样品中各组分的含量,相比于现有技术 施加在样品中的脉冲序列的个数为5-10个,提高了测量样品中各组分的含量的速度。
[0042] 在上述实施例的基础上,所述第一脉冲序列影响所述样品的横向弛豫时间,所述 第二脉冲序列影响所述样品的横向弛豫时间和扩散系数。
[0043] 回波串信号回波串信号回波串信号回波串信号回波串信号回波串信号回波串信 号回波串信号在本发明实施例中,通过分析二维核磁共振Ti-L图谱或二维核磁共振t2-d 图谱均可获得该样品中各组分的含量。
[0044] 本发明实施例通过对样品先后施加不同的两个脉冲序列,可影响样品不同的不同 物理特性,从而获得不同的二维核磁共振图谱,依据不同的二维核磁共振图谱均可获得该 样品中各组分的含量,丰富了测量样品中各组分的含量的方法。
[0045] 在上述实施例的基础上,所述第一回波串信号的幅值1(111^)表示为公式(1):
[0046]

[0047] 其中,0〈η〈Ν。,N。表示所述第一回波串信号的总个数,η表示N。个第一回波串信号 中的第η个所述第一回波串信号,1表示回波间隔,Ν表示横向弛豫时间的布点数,Ni表示 扩散系数的布点数,T2i为横向弛豫时间布点,f\j表不组分类型为i,j的组分的含量,A1表 示与所述第一回波串信号对应的核函数矩阵;
[0048] 所述第二回波串信号的幅值MD(mTE)表示为公式(2):
[0049] (2)
[0050] 其中,0〈m〈Nd,^表示所述第二回波串信号的总个数,m表示Nd个第二回波串信号 中的第m个所述第二回波串信号,γ表示旋磁比,G表示静磁场梯度,D,表示第j个扩散系 数,A2表示与所述第二回波串信号对应的核函数矩阵;
[0051] 所述对所述第一回波串信号的幅值和所述第二回波串信号的幅值进行联合反演 获得所述样品中各组分的含量,包括:
[0052] 依据公式(1)和公式(2)进行联合反演获得公式(3):
[0053] (3)
[0054]其中,Me表示所述第一回波串信号的幅值Me(nTE),MD表示所述第二回波串信号的 幅值MD(mTE);
[0055] 依据公式⑶获得组分类型为i,j的组分的含量f1]<3
[0056] 如上述实施例核磁共振仪对样品施加的第一脉冲序列为图2中的a序列,由于第 一脉冲序列为离散序列,样品对第一脉冲序列产生第一回波串信号也为离散信号,且核磁 共振仪获得的第一回波串信号的幅值也为离散值,具体表示为公式(1):
[0057] (1) ?=·1 ,2i
?-1j-l ,2i
[0058] 其中,〇〈n〈N。,N。表不所述第一回波串信号的总个数,n表不N。个第一回波串信号 中的第η个所述第一回波串信号,1表示回波间隔,N表示横向弛豫时间的布点数,Ni表示 扩散系数的布点数,T2i为横向弛豫时间布点,f\j表不组分类型为i,j的组分的含量,A1表 示与所述第一回波串信号对应的核函数矩阵。
[0059] 核磁共振仪对样品施加的第二脉冲序列为图2中的b序列,由于第二脉冲序列为 离散序列,样品对第二脉冲序列产生第二回波串信号也为离散信号,且核磁共振仪获得的 第二回波串信号的幅值也为离散值,具体表示为公式(2):
[0060] 2)
[0061] 其中,0〈m〈Nd,^表示所述第二回波串信号的总个数,m表示Nd个第二回波串信号 中的第m个所述第二回波串信号,γ表示旋磁比,G表示静磁场梯度,D,表示第j个扩散系 数,A2表示与所述第二回波串信号对应的核函数矩阵。
[0062] 对公式⑴和公式⑵进行联合反演获得公式(3):
[0063] (3)
[0064] 其中,Me表示所述第一回波串信号的幅值Me(nTE),MD表示所述第二回波串信号的 幅值MD(mTE);
[0065] 在公式⑶中,所述第一回波串信号的幅值仏(1^)可检测获得即仏为已知量,同 理,所述第二回波串信号的幅值MD(mTE)也可检测获得即MD为已知量,另外,所述第一回波 串信号对应的核函数矩阵4和所述第二回波串信号对应的核函数矩阵A2均为已知量,则依 据公式(3)获得组分类型为i,.i的组分的含量f1]<3
[0066] 优选的:3 =S*VT;对A进行奇异值分解获得A= L-_」」丨
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