在一种pH测量系统中，磁体界定B0磁场，选定的偶极子与该B0磁场在检查区域中优先对齐。轨道角动量系统为电磁(EM)辐射赋予轨道角动量(OAM)并向所述检查区域发射被赋予OAM的EM辐射，以进行如下至少一项：(1)增强选定的偶极子与B0磁场的优先对齐，以及(2)激励对齐的偶极子以共振。接收线圈从共振的偶极子接收共振信号。分析或测量单元通过分析所述共振信号确定所述检查区域中的pH。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用被赋予轨道角动量的光进行磁共振PH测量本申请涉及磁共振技术。本申请特别适用于使用磁共振(MR)测量pH，并将特别参考其加以描述。典型地，在测量患者体内pH时，从患者收集流体样本并送到实验室，实验室利用台上实验室装备测量流体的PH。不过，这种方式仅限于来自单一时间点的样本，测量可能不会精确反映出感兴趣器官内部的PH水平。直接插入感兴趣器官中的电极可能直接从感兴趣器官内部在长时期内进行连续 PH测量。不过，这种方式需要有创程序以植入电极。也可以使用磁共振成像(MRI)或磁共振波谱(MRQ系统测量pH。MRI扫描器和MRS波谱仪能够通过测量T2弛豫速率或化学位移频率的变化来测量pH。T2弛豫速率或化学位移频率的变化与pH变化成比例地相关。令人遗憾的是，这种方式需要利用笨重且昂贵的MRI或MRS扫描器进行例行测试和筛选。本申请提供了克服上述问题和其他问题的新的改进型pH测量装置。根据一个方面，提供了一种pH测量系统。磁体界定Btl磁场，选定的偶极子与所述 Btl磁场在检查区域中优先对齐。轨道角动量系统为电磁(EM)辐射赋予轨道角动量(OAM) 并向所述检查区域发射被赋予OAM的EM辐射，以进行如下至少一项(1)增强选定的偶极子与~磁场的优先对齐，以及(2)激励对齐的偶极子以共振。接收线圈从共振的偶极子接收共振信号。分析或测量单元通过分析所述共振信号确定所述检查区域中的PH。根据另一个方面，提供了一种测量pH的方法。界定Btl磁场，选定的偶极子与所述 Btl磁场在检查区域中优先对齐。为电磁(EM)辐射X赋予轨道角动量(OAM)。向所述检查区域发射被赋予OAM的EM辐射，以进行如下至少一项(1)增强所述选定的偶极子与所述~ 磁场的优先对齐，以及( 激励所述对齐的偶极子以共振。从共振的偶极子接收共振信号， 通过分析共振信号确定检查区域中的PH。一个优点在于实时测量pH。另一个优点在于减小了测量pH的MR扫描器尺寸。另一个优点在于基于MR的pH测量成本降低。在阅读和理解以下详细描述之后，本专利技术的其他优点将被本领域的普通技术人员认识到。本专利技术可以通过各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤安排而具体化。附图仅仅为了图示优选实施例，不应被解释为限制本专利技术。附图说明图1是根据本申请的pH测量装置的示意图；图2是根据本申请的磁共振pH测量设备的示意性图示；图3是根据本申请能够插入患者体内的导管的剖视图，该导管承载被赋予OAM的光；图4是根据本申请的台面PH测量设备的示意性图示。轨道角动量(OAM)是所有携带方位角相位的光的固有性质，与界定OAM所针对的轴的选择无关。在与电子学上不同且隔离的系统(例如自由原子或分子)相互作用时，OAM 可以从电磁(EM)辐射，例如光、X射线等被转移到运动的质心。各种试验利用了被赋予OAM的光与物质的相互作用，例如，光学镊子、高吞吐量光学通信信道、光学加密技术、光学冷却、光子与OAM的纠缠以及分子量子数与相互光子的 OAM的纠缠。因为角动量是守恒量，所以被吸收光子的OAM被整体转移给相互作用的分子。 结果，电子状态到达饱和自旋态，分子关于其自身质心的角动量增大并沿着入射光的传播轴取向，分子的磁控管进动运动沿着入射光的传播轴取向。这些效应使得能够通过用承载自旋和OAM的EM照射它们来使流体之内的原子核超极化。对电磁(EM)场进行分析表明有EM能量流，其第一分量沿着射束传播的矢量行进， EM能量的第二分量绕着射束传播轴旋转。第二分量与射束传播附近的位势矢量的角度变化成比例。这是重要的，因为旋转能量流与“1”，OAM值成比例，并且转移到EM相互作用的分子的旋转能量根据OAM的值增大。在携带自旋和OAM的EM被分子吸收时，角动量守恒，在辐射的吸收和发射期间系统(辐射和物质两者)的总角动量不变。在光子被原子吸收时，原子的所得角动量等于其初始角动量加上被吸收光子的角动量的矢量和。在光子与分子相互作用时，仅有电子的OAM直接耦合到光跃迁。不同类型的角动量通过各种相互作用，例如自旋轨道、自旋、超精细、OAM旋转等彼此耦合。光子的极化通过电子轨道经由这些相互作用流到分子的核自旋、电子自旋和分子自旋。光子和分子之间的相互作用大小与光子的OAM成比例。结果，分子矩在被赋予了自旋和OAM的入射光的传播轴方向上对齐，与入射光的OAM含量成比例。显然，可以为任何电磁辐射赋予0ΑΜ，未必仅是可见光。所述实施例使用可见光， 其与活组织的分子相互作用而无任何损伤效果；不过，也考虑到超过或低于可见光谱的光 /辐射，例如红外线、紫外线、X射线等。参考图1，为光赋予OAM的OAM系统10包括白光或其他EM辐射源12，其产生被发送到OAM赋予模块13的可见白光或其他EM辐射，为光或其他EM辐射赋予轨道角动量。OAM 赋予模块13包括射束扩展器14。射束扩展器14包括进入口准直器、分散透镜、重新聚焦透镜和出口准直器，通过出口准直器发射分散最小的频率。在射束被扩展之后，使光束被圆偏振。线偏振器16为非偏振光给予单一线偏振。 四分之一波片18通过将线偏振光的相位偏移1/4波长使线偏振光束发生圆偏振。使用圆偏振的光具有使电子极化的附加益处。使圆偏振光通过可调整的相位全息图20，向入射光束授予可选量的OAM和自旋。 可以将相位全息图20物理地实现于空间光调制器中，作为硅上液晶(LCoS)面板，或者可以将其实现于其他光学系统中，例如柱面透镜或波片的组合，或作为固定相位全息图。空间滤波器22放在相位全息图后方，以选择性地阻挡0阶衍射束，即没有OAM的光，并允许仅有一个OAM值的光通过。由于系统的OAM是守恒的，所以让整束光通过会起相反作用，因为转移到目标分子的净OAM会是零。利用凹面镜M收集被赋予OAM的衍射光束并利用物镜沈将其聚焦在检查区域30 上。或者，如果采用相干光，镜片M可能不是必要的。此外，可以用替代的光导、光学纤维等替换或补充透镜。检查区域30被界定为与物镜沈相邻。磁体32设置为与检查区域30相邻，以生成与物镜沈发射的被赋予OAM的辐射的路径垂直的Btl磁场。使OAM系统10脉冲化以在检查区域30中与Btl场优先对齐的选定极化偶极子中激励共振。7在图示的实施例中，第二 OAM系统10'将被赋予OAM的EM引导到检查区域30 中以增强选定的偶极子的极化。第二 OAM系统10'可以与第一 OAM系统10相同，或者可以包括镜片以将来自第一 OAM系统10的被赋予OAM的EM辐射重新引导到检查区域30中。接收线圈34从极化偶极子接收共振信号，该极化偶极子被来自第一 OAM系统10 的被赋予OAM的EM辐射激励而共振。接收器36对信号解调，在一个实施例中，处理器38确定磁共振(Ml )频率。同一个或另一处理器38'将所确定的共振频率与来自存储器40的， 将选定的偶极子的共振频率与PH相关的表格、图表、曲线图、方程、算法等进行比较。显示器42显示与针对选定的偶极子确定的MR频率对应的pH。在另一个实施例中，控制器M控制第一 OAM系统10以在来自共振的偶极子的MR 信号中诱发自旋回波。处理器38确定自旋回波的衰减速率，尤其是T2或T2*关系时间，将其与存储器42中将弛豫时间值与pH相关的表格、图表、曲线图、方程、算法等比较。或者， 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·埃尔戈特，R·阿尔布，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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